Elektrikli Araba Nasıl Şarj Edilir? Nasıl Çalışır? 

Elektrikli arabalar nasıl şarj edilir: Elektriğin bulunduğu her yerden şarj edilebilir. Elektrikli araba alacak kullanıcıların aklına gelen ilk gelen soru “Nerede şarj edeceğim?” Oysa ki elektrikli otomobillerin hayatımızda yer alması ile birçok şarj istasyonu kurulmuştur. Kurulmaya da devam etmektedir.

Elektrikli Araba Nedir?

Elektrik enerjisi ile çalışan arabalara denir. Elektrikli araçlar karbon salınımı olmaksızın, çevreye herhangi bir fosil yakıt bırakmadan, yenilenebilir enerji sayesinde doğa dostudur. Elektrikli arabalar da(electric cars) bir veya daha fazla elektrik motoru kullanılır. Bataryalardan ve diğer enerji depolama cihazlarında depoladığı elektriği kullanan otomobildir. Elektrik motorları ani tork verir, güçlü ve dengeli hızlanma sağlar.

Çalışırken gürültü kirliliği oluşturmaz, enerji tasarrufu sağlarlar. Bundan dolayı gelecek nesillere sağlıklı bir dünya bırakmaya katkıda bulunmaktadır. Kilometre başına düşen maliyet oranının diğer arabalara göre daha düşük olması başlıca faktörler arasındadır. Tüm araçlarda olduğu gibi elektrikli araç (EA) modellerinin de belirli bir çalışma sistemi vardır.

Elektrikli Araçların Parçaları 

Elektrikli arabayı oluşturan parçalar ve görevleri nelerdir?

Akü (tamamen elektrikli yardımcı) (Battery (all-electric auxiliary):

Elektrik tahrikli bir araçta, yardımcı akü araç aksesuarlarına güç elektriği sağlar.

Şarj portu (Charge port):

Şarj portu, akü (battery) grubunu şarj etmek için aracın harici bir güç kaynağına bağlanmasına izin verir.

DC / DC dönüştürücü (DC/DC converter):

Akü grubundan yüksek voltajlı DC gücünü, araç aksesuarlarını çalıştırmak ve yardımcı aküyü şarj etmek için daha düşük voltajlı DC gücüne dönüştürür.

Elektrikli çekiş motoru (Electric traction motor):

Çekiş aküsü grubundan gelen gücü kullanan bu motor, aracın tekerleklerini çalıştırır. Bazı araçlar hem sürüş hem de rejenerasyon işlevlerini yerine getiren motor jeneratörleri kullanırlar.

Yerleşik şarj cihazı (Onboard charger):

Şarj portu aracılığıyla sağlanan AC elektriğini çekiş aküsünü şarj etmek için DC gücüne dönüştürür. Aynı zamanda şarj ekipmanı ile iletişim kurar. Grubu şarj ederken voltaj, akım, sıcaklık ve şarj durumu gibi pil özelliklerini izler.

Güç elektroniği kontrolörü (Power electronics controller):

Bu ünite, çekiş aküsü tarafından sağlanan elektrik enerjisi akışını yönetir. Elektrikli çekiş motorunun hızını ve ürettiği torku kontrol eder.

Termal sistem (soğutma) (Thermal system (cooling):

Bu sistem, elektrik motoru, güç elektroniği ve diğer bileşenlerin uygun çalışma sıcaklığı aralığını korur.

Çekiş pil takımı (Traction battery pack):

Elektrikli çekiş motorunun kullanması için elektriği depolar.

Şanzıman (elektrikli) (Transmission (electric):

Şanzıman, tekerlekleri çevirmek için elektrikli çekiş motorundan mekanik gücü aktarır.

Elektrikli Otomobil Nasıl Çalışır?

Araçlar belirli bir düzen içerisinde çalışmakta ve araçta düzensizlikten kaynaklanacak arızaların önüne geçilmektedir. Bir elektrikli otomobil nasıl çalışır? Yanmalı motorun aksine elektrikli otomobil, motoru çalıştırmak için yakıtın yanmasına ihtiyaç duymak yerine bataryadan aldığı elektriği kullanır. Rejeneratif frenleme sistemleri sayesinde durmak için kullanılan enerjiyi depolarlar. Hızlanmak için tekrar kullanırlar.

Bataryanın kapasitesi, bu tip bir elektrikli otomobilin menzilini yani tek bir batarya şarjıyla gidebileceği mesafeyi belirler.
Elektrikli otomobil yalnızca elektrikle çalışır. Yanmalı motoru yoktur, emisyon üretmez.

Elektrikli Araç Bataryası

Elektrikli araç EA, üretimi yapılırken yaşanan en büyük sorun bataryadır. Ancak nikel bazlı çalışan piller yerine doldurulabilir ve lityum ile çalışan piller geliştirilmiştir.

Pil çeşitlerinden olan NiMh pil ile Lityum-iyon pil EA, HEA uygulamalarında kullanılmaktadır. Batarya teknolojisinin gelişmesi ile Lityum-iyon bataryaların enerji yoğunluğu yüksek değerlere ulaşmıştır.

Lityum-iyon piller anlık olarak sürekli akımın çok üzerinde akım verirler. Bundan dolayı aracın ani hızlanmalardaki tepki süresi kısadır. (EA) elektrikli araba, (HEA) hibrit araç ve batarya şarj cihazı her geçen gün fazlalaşmaktadır.  Ayrıca bazı araçlar özel tekniklerle kendi kendini şarj edebilmektedirler.

Elektrikli araçların (EA) önemli bir bölümü ve şarj edilebilir tüm teknolojik aletler lityum iyon piller ile çalışmaktadır. Elektrikli arabalar da batarya tipinde en önemli husus şarjdır. Batarya doluluk oranı %20’nin altına düşmeden şarj edilmelidir. Bunun sebebi ise lityum iyon pillerin tek bir yapı yerine hücreler halinde olmasıdır. Eğer pil sonuna kadar biterse pilin bazı hücreleri yok olmaktadır. Bu sebeple elektrikli bir oto da batarya bitene kadar araç (vehicle) kullanılmamalıdır.

Elektrikli Araba Şarj Etme

Elektrikli araç şarjı üç şekilde yapılabilir.

• Ultra hızlı şarj (Ultra Rapid Charging),
• Hızlı şarj ( fast charging),
• Yavaş şarj (slow charging) .

Bunlar, EA şarj etmek için var olan güç çıkışlarını ve şarj hızlarını temsil eder. Şarj gücü kilowatt (kW) olarak belirtilmektedir.

• Ultra hızlı şarj cihazları ( Ultra Rapid chargers):

Elektrikli araç şarj etmek için en hızlı yoldur. Ağırlıklı olarak DC şarjını içerir. Bu, iki kategoriye ayrılabilir ultra hızlı ve hızlı. Ultra hızlı noktalar 100+ kW, 150 kW ve 350 kW’a kadar şarj edebilir ve yalnız DC’ dir. İkinci olarak hızlı şarj cihazları ( rapid chargers) 50kW şarj kapasiteli noktalardır. Örneğin; İngiltere’nin hızlı şarj altyapısının çoğunda 50 kW DC şarj etme noktaları mevcuttur. Bu noktalarda aynı şarj ünitesine iki araç bağlanabilmektedir.

• Hızlı şarj cihazları ( Fast chargers):

Elektrikli aracı 3-4 saat içinde tamamen şarj eden 7 kW ila 22 kW güç sağlayanları kapsar.

• Yavaş şarj cihazları:

3 kW’ a kadar şarj ünitelerini kapsar ve gece şarj etmek için kullanılırlar. Bu şarj üniteleri ile elektrikli araç aküleri 6-12 saat arasında tam şarj edilirler.

Elektrikli Şarj İstasyonu Nedir?

Elektrikli araç bataryalarının şarj edilmesi için elektrik enerjisi sağlar. Araç sahipleri, bataryayı doldurma yapabilecekleri elektrikli araba şarj ünitelerine (Eşarj) ihtiyaç duyarlar. Türkiye’de 81 ilde halka açık olarak kullanılabilen Eşarj istasyonları kurulmaktadır. Bu istasyonların sayısı giderek yaygınlaşmaktadır. Eşarj üniteleri, bireysel kullanım için kişilerin evlerine de kurulabilmektedir. Bu ünitelerinin iki çeşidi vardır.

Elektrikli Şarj İstasyon Ünite Çeşitleri

Elektrikli araç şarj istasyonu, yani Eşarj üniteleri farklı şarjlanma türlerine sahiptir. Şarj istasyonları ile iki farklı şebeke kullanılır: Alternatif akım (AC) ve doğru akım (DC)

Alternatif akım (AC): AC şebekeleri, elektrikli bir aracı şarj etmenin en ucuz yolu olmasına rağmen bu işlem uzun zaman alır. Bu şarj istasyonlarında alternatif akım, araç üzerindeki bir dönüştürücü yardımıyla doğrusal akıma çevrilerek bataryaya iletilir. Ancak AC şebekelerinde şarj hızı, istasyonun çıkış gücüne ve araçtaki dönüştürücünün kapasitesine bağlı olarak değişir. AC şarj üniteleri genelde kişisel kullanımlar içindir. Uzun şarj (6-8 saat ) sürelerine ihtiyaç duymaktadırlar. Bu sistemlerde şarj kapasitesi en fazla 22kW olmaktadır.

Doğru akım (DC): Yüksek hızlı şarj olarak da bilinen DC istasyonları, 1-4 saat arasında tam dolum gerçekleştirebilir. Bu süre, aracın batarya kapasitesine ve DC şarjlanma gücüne göre değişkenlik gösterir. Şebekedeki alternatif akım, istasyon üzerinde doğru akıma dönüştürülür ve araç bataryasına iletilir.
Ticari ve büyük çaplı elektrikli araç şarj istasyon kurulumları için daha uygundur.

Aralarındaki fark; DC (doğru akım) şarj ile araçlar daha hızlı şarj olurken AC (alternatif akım) ile şarj süresi daha uzun olabiliyor.

Tesla hariç bütün elektrikli araçlar, bataryalarını AC şarj istasyonları aracılığıyla doldurabiliyor. Tesla ise şarj işlemini Supercharger şarj istasyonları ile DC olarak gerçekleştiriyor.

Supercharger Nedir?

Supercharger (süper şarj edici), içten yanmalı motorlarda “kompresör” anlamındadır. Tesla şarj istasyonlarında ise bu ad, DC akımı kullanan hızlı şarj özelliği için kullanılır. 2013 yılında piyasaya sunulan bu Tesla elektrikli araç şarj istasyonu türüdür. 30 dakikalık şarj ile yaklaşık 320 kilometre yol alınmasını sağlamaktadır. Böylece araç bataryasının şarjı, en fazla 75 dakikalık zaman diliminde tam kapasite dolabilmektedir. Elektrikli supercharger fiyatları da buna göre daha yüksektir.

Artık ABD ve Avrupa’da ağırlıklı olarak 120 kW kapasiteye sahip olan Tesla supercharger şarj istasyonları bulunmaktadır.150 kW’a çıkarılmasına yönelik çalışmalar da yapılmaktadır. Ancak Türkiye’nin elektrik altyapısına göre, Tesla şarj istasyonları saatte 75 ila 100 kW aktarım sağlayabilmektedir.

Elektrikli Araba Kaç Saatte Şarj Olur?

Elektrikli Araba Şarj Süresi Ne Kadar? (EA) Elektrikli araba şarj süresi, batarya kapasitesine göre değişiklik gösterir.

DC şarj istasyonlarında bir elektrikli aracın şarjının %80’e ulaşması için 30 dakika şarj edilmesi yeterlidir. Hızlı şarj istasyonları 20 KWh lik bir aküyü şarj etmek için 30 dakika gibi kısa bir sürede %80’e kadar şarj imkanı sağlamaktadır. Bunlarda kullanılan elektrik ise 36 Amperlik (400 V) bir terminal olması yeterlidir.

AC tip şarj istasyonlarında ise %80 şarj oranına ulaşmak için 3 – 4 saat gibi bir süre gerekiyor. Bu durum; aracın çekiş gücüne, ortalama güce ve şebekeye bağlı olarak değişebiliyor.

Elektrikli Araç Şarj İstasyonları Ödeme Sistemleri

Ülkelerin şarj etme istasyonları ve ödeme sistemleri farklıdır. Bir çok istasyonda, Tanımlama teknolojisi RFID kartı uygulaması vardır. İnternet (web) erişimi de yaygın olarak kullanılmaktadır.

Hızlı şarj istasyonu ve ultra hızlı şarj istasyonları ( rapid ev charger station) vardır. Hızlı şarj noktalarında önceden kayıt veya hesap kurulumu gerektirmiyor. Temassız banka kartı ile ödeme yapmak yaygınlaşmaktadır. Şarj tarifeleri, tüketilen enerji başına maliyeti (kWh başına), şarj için belirlenmiş bir ücreti kapsamaktadır.

Elektrikli Araç Şarj İstasyonu Kurulum Maliyeti Nedir?

Şarj istasyonu kurulumu maliyet gerektirmektedir. Elektrikli araçların şarj olması için Elektrikli araç şarj istasyonu kurulumları yapılmaya başladı. elektrikli araç şarj istasyonu kurulum maliyeti yaklaşık 20 Kw Şarj İstasyonu 19.680 USD + Kdv civarındadır.

Elektrikli araç şarj ücreti ne kadar? E şarj şarj ücreti, Dakika başı ücretler araçtan araca 0.06 TL ile 0.86 TL arasında değişiyor. Yurtdışı ile karşılaştırırsak, Tesla Supercharger  şarj üniteleri araçları $0.13 ile $0.26 dolar arası dakika başı ücret ile çalışıyor.

Elektrikli Araba Şarj İstasyonları

Türkiye’deki elektrikli araç şarj istasyonlarını Google Maps’i harita üzerinde bulmak mümkündür.

Elektrikli araç (EA) şarj istasyonları Türkiye için oldukça yeni bir teknolojidir. Şarj istasyonlarını görüntülemek için mobil uygulaması ücretsiz indirerek şarj istasyon noktalarını görmek mümkündür. Araçlarda bulunan navigasyon sistemi ile e şarj (e charge) noktasına gidilebilmektedir.

Elektrikli Araba Evde Nasıl Şarj Edilir?

Evde şarj, elektrikli aracı en uygun maliyet ile şarj etmek yöntemidir. Birçok ev tipi şarj aleti 3 kW veya 7 kW olarak bulunmaktadır. Elektrikli araçlar evlerde 16 amperlik (220 V) topraklı priz ile şarj edilebilir. Bu durumda 6 ila 8 saat aralığında bir şarj süresi olacaktır.

Elektrikli araç satan firmalar, alıcıya bir şarj ünitesini de ücretsiz olarak vermektedir. Aldığınız araba firması ile doğrudan irtibata geçip istasyon kurulmasını sağlayabilirsiniz.

Ev tabanlı şarj ünitesini kullanmak için kablo çekilmesi gerekir. Kablo çekilmesinin zor olmasından dolayı özel park yeri gerektirir. Site gibi toplu konutta, ortak alanlardan birine şarj istasyonu kurulması sağlanabilir. İstasyon kurulan bölgedeki altyapı ihtiyacı da şarj istasyonunun gücüne göre değişmektedir. Elektrik dağıtım şirketinden tahsis edilen sözleşme gücü yeterli olmadığı durumlarda güç artırımına gitmek gerekiyor.

Elektrikli Araba Şarj Aleti

Elektrikli araçlarda şarj için özel konnektör (connector) girişleri vardır. Araçlar şarj ünitelerinde bulunan girişleri araçlarına takarak şarj edebilirler. Elektrikli araçların bir çoğunda, hızlı şarj sağlamak amacıyla Tip 2 CCS girişi ile şarj için Tip 2 standardı kullanılmaktadır. Hızlı şarj ünitelerinde en çok kullanılan standartlar CHAdeMO ve CCS dir.

NOT: (CHAdeMO, özel bir elektrik konnektörü ile 62,5 kW x 500 V, 125 A doğru akım sağlayan akülü elektrikli araçlar için hızlı şarj )

Küçük kapasiteli elektrikli araçlar olarak kullanılan:

Hava alanı hizmet arabaları, golf arabaları, tekerlekli sandalyeler de elektrikli araçlardandır. Bu araçlarda kullanılan aküler sulu akü ( lead -Acid), jel, ve kuru akü (VRLA) diye adlandırılan küçük kapasiteli akülerlerdir. Bu araçlar için ESP-120-12, ESC-240-24, PB-120-13,5, PB-360-12 gibi 12V akü şarj cihazları kullanılmaktadır.

Elektrikli Araç Fiyatları

Elektrikli araç modelleri, tasarımı iç ve dış dizaynı yeni teknoloji ile üretilmiştir. Fiyatlar motor, batarya maliyeti, model, marka, konfor ve iç dizaynına göre değişmektedir.