AC, DC, wallbox czy ładowarka przenośna? Czym ładować samochód elektryczny w domu
Przed zakupem pierwszego elektryka albo hybrydy plug-in większość osób porównuje zasięg i cenę auta, a sposób ładowania zostawia na później. Tymczasem od wyboru ładowarki zależy, czy samochód będzie rano gotowy do drogi, ile kosztuje instalacja i czy domowa sieć wytrzyma zimowe wieczory. Wyjaśniamy, czym różni się ładowanie AC od DC, co daje wallbox, a co ładowarka przenośna, i jaką moc dobrać do instalacji jedno i trójfazowej.
Październik i listopad dobrze nadają się na takie decyzje. Przy pierwszych przymrozkach widać, ile energii auto zużywa zimą i jak bardzo przydaje się nocne ładowanie pod domem, a zamówienie montażu przed świętami pozwala zacząć nowy rok z gotową instalacją.
Ładowarki można podzielić według dwóch kryteriów. Pierwsze to rodzaj prądu, który trafia do auta: przemienny (AC) albo stały (DC). Drugie to miejsce i sposób użycia: urządzenie zamontowane na stałe na ścianie garażu, ładowarka przenośna wożona w bagażniku, kabel do publicznej stacji albo szybka ładowarka przy trasie. Pełne zestawienie, w którym rodzaje ładowarek do samochodów elektrycznych porównano pod kątem mocy, złączy i zastosowań, opłaca się przejrzeć jeszcze przed rozmową z elektrykiem. Poniżej skupiamy się na tym, co z tej listy ma sens przy domu jednorodzinnym.
Ładowanie AC a DC: co dzieje się w aucie
Akumulator trakcyjny przyjmuje wyłącznie prąd stały, a z domowej sieci płynie przemienny, więc ktoś musi go przetworzyć. Przy ładowaniu AC robi to ładowarka pokładowa (OBC), czyli przetwornica zamontowana w samochodzie. Wallbox i ładowarka przenośna nie zamieniają prądu. Ich zadaniem jest bezpieczne podanie energii: komunikują się z autem, pilnują zabezpieczeń i ustalają, jaki prąd może popłynąć.
Z tego wynika najważniejsza zasada ładowania w domu: o maksymalnej mocy AC decyduje samochód. Większość nowych elektryków ma ładowarkę pokładową 11 kW pracującą na trzech fazach. Część aut, zwłaszcza starszych i tańszych, ładuje się na jednej fazie z mocą 7,4 kW lub mniejszą, a wiele hybryd plug-in przyjmuje 3,7 kW. Moc 22 kW AC obsługuje niewiele modeli, często tylko jako płatna opcja.
Przy ładowaniu DC przetwornica znajduje się w stacji, a prąd stały trafia bezpośrednio do akumulatora. Dlatego szybkie ładowarki mają moc od 50 do ponad 300 kW, a uzupełnienie baterii z 10 do 80% zajmuje kilkadziesiąt minut zamiast kilku godzin. Zimą ten czas się wydłuża, bo zimny akumulator przyjmuje mniejszą moc, dopóki się nie nagrzeje. Z tego powodu wiele aut podgrzewa baterię, gdy w nawigacji ustawi się dojazd do szybkiej ładowarki. Domowe ładowarki DC istnieją, ale ich cena i wymagania wobec przyłącza sprawiają, że przy domach jednorodzinnych praktycznie się ich nie montuje. W domu ładuje się prądem przemiennym.
Wallbox, ładowarka przenośna, kabel do stacji: porównanie
Wallbox to ładowarka montowana na stałe na ścianie lub słupku i podłączona do osobnego obwodu w rozdzielnicy. Według normy IEC 61851 pracuje w trybie 3. Ma przewód z wtyczką Type 2 albo samo gniazdo, do którego wpina się własny kabel. Przy codziennym ładowaniu to najwygodniejsze rozwiązanie: podjeżdżasz, wpinasz wtyczkę i do rana nie musisz o niczym pamiętać. Lepsze modele mają licznik energii, aplikację, harmonogram pod tańszą taryfę nocną i dynamiczne równoważenie mocy.
Ładowarka przenośna (tryb 2) ma moduł sterujący i zabezpieczenia wbudowane w przewód. Podłącza się ją do zwykłego gniazdka albo do gniazda siłowego CEE, zależnie od wtyczki lub przejściówki. Z gniazdka 230 V da 2,3–3,7 kW, a z trójfazowego gniazda CEE 16 A nawet 11 kW, czyli tyle, ile typowy wallbox. Sprawdza się u osób bez stałego miejsca parkingowego, u najemców, u kierowców, którzy często bywają w trasie, i u tych, którzy ładują auto w kilku miejscach, na przykład w domu i na działce. Bywa też rozwiązaniem na pierwsze miesiące, zanim powstanie instalacja pod wallbox.
Kabel do stacji (Type 2–Type 2, tryb 3) nie jest ładowarką, tylko przewodem do publicznych słupków AC, które mają samo gniazdo. Do gniazdka w garażu go nie podłączysz. Część producentów dokłada taki kabel do auta, część nie, dlatego przed pierwszym dłuższym wyjazdem sprawdź wyposażenie.
| Rozwiązanie | Prąd i tryb | Typowa moc | Zasilanie | Zasięg z 1 h ładowania* | Kiedy ma sens |
|---|---|---|---|---|---|
| Ładowarka przenośna do gniazdka | AC, tryb 2 | 2,3–3,7 kW | gniazdo 230 V, 1 faza | ok. 10–17 km | hybryda plug-in, małe dzienne przebiegi, awaryjnie w podróży |
| Ładowarka przenośna z wtyczką CEE | AC, tryb 2 | 11 kW (CEE 16 A) lub 22 kW (CEE 32 A) | gniazdo siłowe, 3 fazy | ok. 50 km przy 11 kW | garaż z gniazdem siłowym, najem, ładowanie w kilku miejscach |
| Wallbox | AC, tryb 3 | 7,4–22 kW | osobny obwód, 1 lub 3 fazy | ok. 33–50 km przy 7,4–11 kW | codzienne ładowanie w domu, większe przebiegi |
| Publiczna stacja AC | AC, tryb 3 | do 22 kW (limit ustala auto) | własny kabel Type 2 | zwykle ok. 33–50 km | parking pod pracą, galeria handlowa, hotel |
| Szybka ładowarka DC | DC, tryb 4 | od 50 do ponad 300 kW | stacja publiczna | 10–80% baterii zwykle w 20–60 min | trasa |
* Orientacyjnie, przy zużyciu ok. 20 kWh/100 km (kompaktowy elektryk zimą) i ok. 10% strat podczas ładowania AC. Latem z tej samej godziny wyjdzie więcej kilometrów.
Jaka moc ma sens przy instalacji 1- i 3-fazowej
Moc ładowania AC to wynik prostego mnożenia: napięcie × prąd × liczba faz. Przy napięciu 230 V daje to cztery wartości, które powtarzają się w specyfikacjach wszystkich ładowarek:
- 1 faza, 16 A: 3,7 kW
- 1 faza, 32 A: 7,4 kW
- 3 fazy, 16 A: 11 kW
- 3 fazy, 32 A: 22 kW
Realna moc to najniższa z trzech wartości: tej, którą przyjmuje ładowarka pokładowa auta, tej, którą oferuje ładowarka, i tej, na którą pozwala instalacja. Dobór trzeba więc zaczynać od samochodu, a nie od urządzenia na ścianę.
Na to, jak często ten szczegół umyka kupującym, zwraca uwagę zespół wsparcia technicznego Ampere Point, polskiego dostawcy ładowarek EV z własnym działem R&D.
Dom z przyłączem jednofazowym, dziś rzadki w nowym budownictwie i częstszy w starszych budynkach, w praktyce kończy się na 3,7 kW. Taka moc wystarcza hybrydzie plug-in i elektrykowi, który przejeżdża dziennie kilkadziesiąt kilometrów, bo w ciągu 10 godzin nocy do baterii trafi ponad 30 kWh energii.
Przy przyłączu trójfazowym rozsądnym standardem jest 11 kW. Ta moc w ciągu nocy naładuje praktycznie każdą baterię. Obciążenie 3 × 16 A to jednak spora część mocy przyłączeniowej typowego domu jednorodzinnego, która często wynosi kilkanaście kW. Wallbox 22 kW ma sens tylko wtedy, gdy auto rzeczywiście przyjmuje 22 kW AC, a przyłącze to udźwignie. Moc przyłączeniową sprawdzisz w umowie z operatorem sieci dystrybucyjnej.
Zimą dochodzi kwestia jednoczesnego poboru. Pompa ciepła, płyta indukcyjna i ładowanie auta włączone w tym samym czasie mogą wybić zabezpieczenie przedlicznikowe. Rozwiązaniem jest dynamiczne równoważenie mocy (DLB): ładowarka mierzy pobór całego domu i na bieżąco obniża moc ładowania, gdy rośnie zużycie innych urządzeń. Auto ładuje się wtedy wolniej przez godzinę czy dwie, ale prąd w domu nie znika.
Złącza Type 2, CCS, CHAdeMO: co trzeba mieć w domu
W domu potrzebne jest tylko jedno złącze. Type 2, nazywane też złączem Mennekes, to europejski standard ładowania AC. Mają je praktycznie wszystkie elektryki i hybrydy plug-in sprzedawane w Unii Europejskiej, a wraz z nimi niemal każdy wallbox, ładowarka przenośna i kabel do stacji.
CCS2 (Combo 2) służy do szybkiego ładowania DC. W samochodzie wygląda jak gniazdo Type 2 z dwoma dodatkowymi, dużymi pinami poniżej. Domową ładowarkę wpina się w górną część, a wtyczkę szybkiej stacji w całe gniazdo. Przy ładowaniu w garażu CCS do niczego się nie przydaje.
CHAdeMO to japoński standard DC, który spotkasz głównie w starszych Nissanach Leaf i części aut japońskich. W nowych samochodach na rynku europejskim właściwie go nie ma, a na stacjach takich wtyczek jest coraz mniej. Te auta ładuje się w domu przez osobne gniazdo AC: Type 2, a w najstarszych egzemplarzach Type 1.
Osobny przypadek to samochody sprowadzone z USA i Kanady. Często mają gniazdo Type 1 i ładują się jednofazowo. Wtedy ładowarka musi mieć wtyczkę Type 1 albo trzeba użyć certyfikowanego adaptera, a moc dobrać do jednej fazy.
Najczęstsze błędy przy wyborze
- Moc, której auto nie wykorzysta. Wallbox 22 kW do samochodu z ładowarką pokładową 11 kW oznacza droższe urządzenie i grubsze przewody bez skrócenia czasu ładowania.
- Pominięcie mocy przyłączeniowej. Bez policzenia, ile mocy zostaje dla auta po uwzględnieniu ogrzewania i sprzętów AGD, łatwo o wybijanie zabezpieczeń w zimowe wieczory.
- Ładowanie przez przedłużacz. Przedłużacze bębnowe i rozgałęźniki nie są przystosowane do wielogodzinnego obciążenia prądem bliskim 16 A. Przewód się nagrzewa, zwłaszcza nawinięty na bęben.
- Przecenianie zwykłego gniazdka. Gniazdo 230 V jest zwykle zabezpieczone na 16 A, co teoretycznie daje 3,7 kW. Przy pracy przez całą noc bezpieczniej ustawić w ładowarce niższy prąd, na przykład 10 A (około 2,3 kW), chyba że elektryk sprawdzi obwód, przekrój przewodów i stan gniazda. Dobre ładowarki przenośne pozwalają wybrać prąd i mają czujnik temperatury we wtyczce.
- Niewłaściwa ochrona różnicowoprądowa. Punkt ładowania wymaga zabezpieczenia, które wykrywa także upływ prądu stałego (6 mA DC). Jeśli ładowarka ma taką detekcję wbudowaną, w rozdzielnicy wystarczy wyłącznik różnicowoprądowy typu A. Jeśli nie ma, potrzebny jest droższy typ B. Montaż i pomiary powinien wykonać elektryk z uprawnieniami.
- Pominięcie warunków w miejscu montażu. Wallbox pod gołym niebem potrzebuje obudowy o wysokiej szczelności (w praktyce IP54 lub wyższej) i przewodu, który nie sztywnieje na mrozie. Za krótki kabel zmusza z kolei do parkowania zawsze w ten sam sposób.
Cztery pytania przed zakupem
Zanim wybierzesz konkretne urządzenie, odpowiedz sobie na cztery pytania:
- Ile faz i jaki maksymalny prąd AC przyjmuje Twoje auto, a także samochód, który planujesz kupić w następnej kolejności?
- Jaka jest moc przyłączeniowa domu i ile z niej zużywa ogrzewanie w szczycie zimy?
- Gdzie auto stoi w nocy i czy jest tam gniazdo siłowe albo miejsce na osobny obwód?
- Ile kilometrów przejeżdżasz dziennie i jak często ładujesz poza domem?
Dla większości domów z instalacją trójfazową odpowiedzi prowadzą do podobnego zestawu: wallbox albo ładowarka przenośna 11 kW na osobnym obwodzie, zabezpieczenia zgodne z normą i kabel Type 2 w bagażniku na wyjazdy. Wyższą moc lub bardziej rozbudowane rozwiązania rozważa się dopiero wtedy, gdy uzasadniają je samochód i przyłącze.
