Elektrikli Araçlar Nasıl Şarj Edilir? Elektrikli Araç Şarj Cihazı Çeşitleri

Akaryakıt istasyonlarının yerini elektrikli araç şarj istasyonları alıyor. Sürücüler artık akaryakıt almakla uğraşmıyor, araçlarını şarj etmek üzere istasyon yollarını aşındırıyor. Şarj istasyonunda süreç nasıl işliyor, ne tür şarj cihazları kullanılıyor ve ortalama bir şarj ne kadar sürüyor gibi merak edilen soruları bu yazımızda cevaplamaya çalıştık.

Elektrikli araçların şarj edilmesi için tıpkı bir cep telefonu gibi şarj cihazının ucunu şarj soketine sokmak yeterli oluyor. Şarj soketi, aracın ön kısmında veya eskiden yakıt depo kapağının yer aldığı bölgeye konumlandırılmış olabilir. Şarj cihazının sokete doğru bağlanması halinde şarj gerçekleşir ve batarya elektrik enerjisiyle dolmaya başlar.

Elektrikli otomobilleri şarj etmek için farklı hızlarda çalışan birçok şarj cihazı üretilmektedir. Resmî sınıflandırmaya göre elektrikli araç şarj cihazlarına göz atalım.

Elektrikli Araç Şarj Cihazı Çeşitleri

Türkiye ve Avrupa’da kullanılan elektrikli araç şarj cihazları dörde ayrılıyor. Mod 1, 2 ve 3’te elektrikli otomobilin kendi AC-DC dönüştürücü şarj teçhizatı devrede oluyor. DC şarj istasyonlarını ifade etmek için kullanılan Mod 4’te ise araç doğru akımla besleniyor.

Wallbox tarzı ev ve iş yerlerine kurulumu yapılan sistemler, AC Mod 3 şarj cihazı olarak tanımlanıyor. Wallbox’lar tek ya da üç faz olarak aldığı elektriği güvenli bir şekilde elektrikli aracın içerisinde yer alan şarj cihazına taşıma vazifesi görüyor.

DC Şarj Cihazları

Elektrikli otomobilleri şarj etmenin en hızlı yolu olan DC şarj cihazları, 50 kW ile başlayıp 400 kW’ye kadar çıkan hızlarda şarj sağlayabiliyor. Şebekeden aldığı elektriği doğru akım olarak doğrudan araç bataryasına veren bu şarj cihazları yalnızca şarj istasyonlarında kullanılmaktadır.

DC şarj cihazları, doğru akımı yüksek hızlarda aktarabilecek özel kablo ve şarj soketlerine ihtiyaç duymaktadır. CHAdeMO (Japonya), CCS Combo 1 (ABD), CCS Combo 2 (Türkiye, Avrupa), GB/T (Çin) gibi şarj soketleri dünyada yaygın bir şekilde DC şarj istasyonlarında kullanılmaktadır.

Mod 3 – AC 7,7-43 kW

Mod 3 şarj cihazları, şarj sırasında bir elektrikli aracın şebeke ile iletişimini sağlayan kontrol ünitesine sahiptir. Bu kontrol ünitesi Wallbox tarzı duvara monte şekilde olabildiği gibi herkese açık AC şarj istasyonlarındaki gibi daha büyük de tasarlanabilmektedir.

AC şarjda en verimli çalışan sistem olan Mod 3 cihazlar, ev ya da iş yerlerinde sanayi tipi de olsa prize takılarak kullanılamamaktadır. Bu çözümlerin doğrudan üç faz elektriğe bağlanması, kontrol ünitesiyle birlikte şarj soketinin de sabit bir şekilde duvara ya da istasyon üzerine monte edilmesi gerekmektedir.

Türkiye’de Sharz.net, Voltrun başta olmak üzere birçok elektrikli araç şarj istasyonu Mod 3 çözümlerle hizmet vermektedir. Bu cihazlar ulaşılan en yüksek hız, Renault ZOE Q90’ın desteklediği 43 kW olmuştur. Diğer araçların AC Mod 3 şarj hızları 7,7 kW, 11 kW ve 22 kW olmak üzere genel itibarıyla üç seviyede yoğunlaşmaktadır.

Mod 2 – AC 3,7-22 kW

Elektrikli araçların masrafsız bir şekilde evden şarj edilebilmesini sağlayan Mod 2 çözümler, piyasadaki en ucuz elektrikli araç şarj ürünleri arasında yer almaktadır. Hem sanayi tipi hem de ev tipi prizlerle kullanılabilmektedir.

Tek fazda 32 amper akım çekebilen ve üç faz olarak da kullanılması mümkün olan Mod 2 şarj cihazları, 3,7 kW’den başlayıp 22 kW’ye kadar AC şarj hızları sağlayabilmektedir. Mod 1’den farklı olarak bu aygıtlarda şebeke elektriği ve elektrikli otomobil arasında güvenliği sağlayan bir kontrol kutusu bulunmaktadır.

Mod 2 cihazların sabit veya duvara monte olmasına gerek yoktur. Akım koruma ve aracın şebekeyle iletişimini sağlayan kontrol ünitesi kabloya entegre şekildedir (bkz. IC-CPD). Genelde tüm elektrikli otomobillerin arka bagajında bir tane Mod 2 şarj kablosu bulunmaktadır.

Mod 1 – AC 3,7-11 kW

En ilkel sistem olan Mod 1 AC şarj cihazları, evlerdeki normal prizlere bağlanarak kullanılmaktadır. Tek fazda 16 amper akım ve maksimum 240 volt ile 3,7 kW şarj hızına ulaşabilen bu cihazların bir elektrikli otomobil bataryasını tamamen şarj etmesi bir günü bulabiliyor. Üç fazda ise 480 volta kadar ulaşıp 11 kW şarj hızı sağlayabiliyor.

Ekstra masraf çıkarmadan bir evin standart elektrik tesisatı kullanılarak çalışabilen bu cihazlar, aracın kendi şarj teçhizatı ile priz arasında kablo görevi görmektedir. Ancak üzerinde herhangi bir koruyucu mekanizma bulunmadığı için bazı ülkelerde elektrikli araçlar için kullanımı yasaklanmış veya sınırlandırılmıştır. Bu yüzden araç sahipleri Mod 2 ve Mod 3 cihazları kullanmaya teşvik edilmektedir.

Mod 1 şarj cihazları genellikle elektrikli bisiklet ve elektrikli scooter’lar için tercih edilmektedir. Bu tür mobilite çözümlerinin elektrik güç ihtiyacı düşük, şarj seansları kısa olduğu için şarj cihazında ekstra koruma ihtiyacı da düşüktür.

Elektrikli Araçlarda AC ve DC Şarj Farkı

AC (Alternatif Akım) ve DC (Doğru Akım) şarj arasındaki temel fark, AC şarjda şebekeden gelen alternatif akımın doğrudan elektrikli araca aktarılması, DC şarjda ise akımın doğru akıma dönüştürülerek direk araç bataryasını beslemesidir.

Diğer bir fark ise, AC şarjda elektriği bataryanın depolayabileceği hâle getiren araç içi şarj sistemi iken DC şarjda bu dönüşümü şarj istasyonu gerçekleştirmektedir.

AC şarjda normal bir elektrikli otomobilin en yüksek şarj hızı 22 kW seviyesindedir. DC şarjda ise bugün 350 kW hızda şarj olabilen araçlar bulunmaktadır. Tesla Semi gibi elektrikli ağır vasıtaların birkaç MW hızda ultra hızlı şarj olmasını da yine DC şarj mümkün kılmaktadır.

Elektrikli Araçların Ortalama Şarj Süresi Ne Kadar?

Elektrikli araçların evde AC Mod 3 cihazlarla şarj edilmesi halinde ortalama şarj süresi 6-12 saat arasında değişmektedir. DC şarj istasyonları kullanıldığında ise bir otomobilin %80 şarja ulaşması için yaklaşık 30-60 dakika yeterli olmaktadır.

Modern elektrikli araçlarda bataryanın termal yönetimi hızla gelişmeye devam ediyor. Bu sayede DC şarj ile araçların çok daha yüksek hızlarda şarj edilmesi mümkün hale geliyor. Gelecekte birkaç megavat hızlara ulaşıldığında elektrikli otomobillerin şarj ve menzil endişesi büyük ölçüde ortadan kalkmış olacak.