Массовое использование автомобилей с ДВС привело к созданию разветвленной сети дорог, заправочных станций, системы производства и распределения горюче-смазочных материалов, автосервиса и т.д. Многое из созданного может быть востребовано при эксплуатации электромобилей. Сеть распределения электроэнергии в индустриальных странах достаточно развита, по, вероятно потребуется увеличение ее мощности. Значительное число зарядных станций (колонок) для электромобилей имеется уже сегодня. Например, в Фениксе и его окрестностях (штат Аризона, США). Как правило, электрозаправки установлены возле торговых центров.
Электрические сети
Тяговые аккумуляторные батареи электромобилей могут быть медленно заряжены в гараже владельца в ночное время или быстро на зарядной станции. Метод заряда определяет требования к электрическим сетям.
Тяговые аккумуляторные батареи могут медленно заряжаться в гаражах владельцев от розеток бытовой электросети в непиковое ночное время за 5...10 часов. Такие же розетки с приемниками для монет или кредитных карт при необходимости будут установлены на автостоянках и в общественных гаражах для подзаряда во время парковки. Медленный заряд в ночные непиковые часы только улучшит эффективность использования существующей электрической сети. Дозаряд большого числа электромобилей в дневное время увеличивает нагрузку на электрическую сеть, которую с учетом этого придется усиливать. Естественно, тарифы на электроэнергию в пиковые и непиковые часы будут разными.
Зарядные станции (колонки) для ускоренного заряда имеют мощность 150 кВт, ток заряда 300...400 А. Такие станции являются значительной пиковой нагрузкой для локальной электрической сети. Электросети придется усилить, кроме того, разрабатываются средства для компенсации пиковой нагрузки: аккумуляторы, маховики, устройства на эффекте сверхпроводимости и т.д. Мощные зарядные станции применяются для того, чтобы за 10...30 минут дозарядить батарею, после чего электромобиль должен проходить не менее 110...160 км.
Экспериментальные станции для ускоренного заряда уже размещаются как на шоссе, так и в городах аналогично бензозаправочным.
Высшие гармоники и коэффициент мощности
Зарядные устройства нагружают электросеть высшими гармониками и потребляют реактивную мощность. На рис. 10.8 показана осциллограмма тока в первичной цепи на зарядной станции в Фениксе, полученная в 1994 году при одновременном медленном заряде более 30 электромобилей. Зарядный ток на каждый электромобиль был менее 30 А от сети 240 В. Коэффициент мощности у половины зарядных устройств был хуже 0,86. У 80% зарядных устройств коэффициент гармоник был больше 30%.
Рис. 10.8. Осциллограмма зарядного тока
Переход от тиристорных выпрямителей к транзисторным высокочастотным преобразователям позволяет увеличить коэффициент мощности и уменьшить коэффициент гармоник.
Электромагнитное излучение
Токи в работающем электромобиле достигают сотен ампер и порождают электромагнитное излучение внутри и вне транспортного средства. Привод постоянного тока излучает постоянное и переменное электромагнитное поле. Привод переменного тока — переменное поле. Частота наиболее мощной первой гармоники излучаемого поля определяется оборотами тягового двигателя, остальные гармоники, вплоть до десятой, также значительны.
Наиболее интенсивные поля возникают при ускорении и рскуперационном торможении. В этот момент в моторном отсеке электромобиля индукция поля достигает 120 мГс. В салопе из-за экранирования корпусом поле практически отсутствует.
При заряде в непосредственной близости зарядного кабеля индукция магнитного поля около 50 мГс, на расстоянии 50 см от электромобиля 20...30 мГс.