Elektrikli Taşıtlar Nasıl Şarj Olurlar?

Elektrikli taşıtlar, özellikle son 20 yılda otomotiv sektöründeki teknolojik ilerlemelerin yanı sıra içten yanmalı motorlara sahip olan taşıtlara kıyasla birçok avantaj sağladığı için günümüzde oldukça popüler bir yere sahip olmuştur. Bu avantajlardan bazıları şunlardır: 

• Düşük emisyon ve çevre dostluğu
• Enerji verimliliği ve fosil yakıtlara olan bağımlılığın azalması
• Elektrik enerjisinin fosil yakıtlara kıyasla çok daha ulaşılabilir olması

Bu içerikte elektrikli taşıtların nasıl şarj olduklarına değinilecektir.

Elektrikli taşıtların şarj olabilmesi için gerekli olan donanımları ve yazılım gereksinimlerini sağlaması gerekmektedir. Bu donanımlar ve yazılım gereksinimleri temel olarak şunlardır:

• Yeniden şarj edilebilir batarya (SME)
• Batarya yönetim sistemi (BMS)
• Şarj istasyonu (EVSE)
• Şarj bağlantı kabloları
• EVSE-EV şarj protokolü uyumluluğu (J1772, Mennekes, CCS, CHAdeMO vb.)
• Haberleşme protokolü uyumluluğu (CAN Bus)

Donanım ve yazılım gereksinimleri sağlanmadan bir elektrikli taşıtın sağlıklı bir şekilde şarj olabilmesi mümkün değildir. Bu gereksinimler hem elektrikli taşıt üreticisi tarafından hem de şarj istasyonu üreticisi tarafından sağlanmalıdır. Eğer teknik olarak herhangi bir sorun yoksa elektrikli bir taşıtın şarj olma adımları şu şekildedir:

Elektrikli taşıt ile şarj istasyonu uygun bir bağlantı kablosu yardımıyla birbirine bağlanır. Bu bağlantı kablosuna yaygın olarak "fiş" anlamına gelen "plug" denilir ve şarj tiplerine göre belirlenmiş standartlara uygun olarak üretilir. Örneğin, CHAdeMO protokolüne uyumlu bir elektrikli taşıtınız varsa bu protokole uyumlu olan tüm şarj istasonlarında aynı tipteki plug ile taşıtınızı şarj edebilirsiniz demektir.

Bağlantı başarılı bir şekilde gerçekleşmişse, taşıt ve istasyon kendi arasında CAN Bus adı verilen haberleşme protokolü ve fiziksel bağlantılarla haberleşerek birbirlerine birtakım bilgiler aktarırlar. Bu bilgiler; başarılı bir plug bağlantısı yapılması, taşıtın ve şarj istasyonunun elektriksel karakteristiklerinin (çıkış gerilimi, minimum batarya gerilimi, elektrikli taşıtın anlık şarj seviyesi (SOC), batarya tarafından talep edilen şarj akım talebi vb.) uyumluluğudur. Temel elektrik kanunlarına göre elektrik akımının oluşabilmesi için iki nokta arasında bir gerilim farkı olması gerekmektedir. Elektrikli taşıtın şarj olabilmesi için şarj istasonu ile taşıt arasında bir gerilim farkı olmalıdır. Elektrik akımının şarj istasyonundan elektrikli taşıta doğru olacağı için gerilimin yüksek olması gereken taraf şarj istasyonudur. Haberleşme adımında yukarıdaki değerlerin uyumsuzluğu veya taşıtın şarj seviyesinin zaten %100 olması gibi durumlar olursa şarj işlemi başlamadan duracaktır. Çünkü %100 şarj olmuş bir batarya, şarj seviyesi %100'ün altına düşene kadar tekrar şarj olmayacaktır.

Tüm kontroller yapıldıktan sonra elektrikli taşıt ve şarj istasyonu, şarj işlemi için hazır demektir. Şarj istasyonu taşıtın plug bağlantısında yer alan kilidi kapatır ve şarj sırasında plug çıkmasını engeller. Ardından taşıt tarafından şarj istasyonuna, batarya karakteristiğine uygun bir şekilde şarj akım talebi gönderilmeye başlanır. Önce düşük değerlerde başlayan şarj akım talebi sonradan artarak maksimum seviyesine kadar ulaşır. Örneğin, maksimum batarya şarj akım değeri 200A olan bir batarya ile maksimum çıkış akım değeri 125A olan bir şarj istasyonu, şarj istasyonu tarafından sağlanan akım değeri 125A olana kadar kademeli bir şekilde akım talebine yanıt verilerek şarj akımı yükseltilir. Tüm şarj işlemi boyunca bu değerler sürekli olarak kontrol edilir ve ani bir hata durumunda şarj işlemi hemen durdurularak kullanıcıya uyarı verilir.

Şarj işlemi 4 farklı nedenle kesilebilir. Bu nedenler şunlar olabilir: Şarj istasyonu tarafından bir hata sinyali alınması, elektrikli taşıt tarafından bir hata sinyali alınması, şarj seviyesi %100 olmadan kullanıcı isteği ile şarj işleminin sonlandırılması ve taşıtın şarj seviyesinin %100'e ulaşması.

Elektrikli bir taşıtın sağlıklı bir şekilde şarj olabilmesi için gerekli olan temel adımlara yukarıda değinilmiştir. Tüm bu adımlar SAE (Society of Automotive Engineers) tarafından standartlaştırılmıştır. Tüm elektrikli taşıt şarj istasonu üreticileri ve elektrikli taşıt üreticileri bu standartlara uygun bir şekilde üretim gerçekleştirerek tüm dünyada taşıtların şarj olabilmesini sağlamaktadırlar.