Ezt ígéri az új ChaoJi szabvány

A CHAdeMO és a CCS csatlakozókat többnyire mindenki ismeri, aki nézett már meg közelről villámtöltőt a nyugati világban. A Villanyautósok.hu rendszeres olvasóinak valószínűleg GB/T elnevezés is ismerősen cseng, mint ahogy a Tesla által Amerikában használt egyedi csatlakozóról is biztosan sokan hallottak már. Teljesen jogosan merül fel a kérdés mindenkiben, hogy ugyanarra a feladatra miért kell ennyiféle csatlakozót alkalmazni, miért nem lehet egyetlen univerzális csatlakozóval kiváltani az összeset.

Technológiai fejlődés

A kérdést többféle irányból is meg lehet közelíteni. Az egyik legkézenfekvőbb a technikai fejlődés. Amikor az első CHAdeMO csatlakozót 2009 környékén kidolgozták a japán mérnökök, akkor nem igazán volt még elképzelésük arról, hogy az egész elektromos autózás hova és milyen gyorsan fog kifutni. Nem voltak autók, nem voltak nagy akkupakkok, nem lehetett tudni, hogy a gyártók 5-10 év múlva mit fognak tudni megfizethető áron gyártani. A szabványt úgy alkották meg, hogy maximum 125 A áramerősséggel maximálisan 500 V-os akkucsomagokat tudjanak tölteni a japán ipari csatlakozóból átalakított bumfordi csatlakozóval. A CAN kommunikációs protokoll faék egyszerűségű, és villámgyors töltésindítást biztosít. A csatlakozó csak DC töltést támogat, így az autók többségére (szinte mindre) az AC töltéshez is kellett külön csatlakozót szerelni (kezdetben Type 1, később Európában Type 2). 10 évnek sem kellett azonban eltelnie, hogy az autók technológiai fejlődése elavulttá tegye az eredeti szabványt, aminek a 2.0-ás változata már 400 A-en és a 1000 V-on is lehetővé tette a töltést, ami elméletben akár 400 kW teljesítményű töltésre is jó lehet ugyanazon a fizikai csatlakozón folyadékhűtéses kábel használata mellett.

Egyenáramú CHAdeMO csatlakozó villámtöltöltéshez.

A piacra kicsit később érkező németek saját szabványa a CCS (Combined Charging System) ugyanezekkel a paraméterekkel indult, és a teljesítmény felső határa is hasonló, a legújabb verzió esetén 450 kW. A lényegi különbség a csatlakozó formáján túl a töltő és az autó közötti kommunikáció jellege. A CCS a piacon lévő szabványok között egyedüliként PLC-t használ, ami bár elvben sokkal több lehetőséget biztosít, sokkal bonyolultabb, több hibalehetőséget rejt, és komolyabb a hardverigénye, mint a CHAdeMO, a Tesla és a GB/T szabványok által használt CAN.

Váltakozó áramú és egyenáramú töltést is biztosító CCS2 csatlakozó aljzat.

A CCS csatlakozó fejlesztésénél a mérnökök felismerték az igényt az egy aljzatos megoldásra, így az autókra olyan csatlakozó készült, aminek a felső része a már elterjedt Type 1 illetve Type 2 csatlakozókon keresztül AC, az alatta lévő két nagyobb érintkezőn keresztül pedig DC töltésre képes. Bár a Type 2 csatlakozónak eredetileg készült DC átvitelre is alkalmas verziója (valami ahhoz hasonlót használ a Tesla Európában a Model S és Model X esetén), de végül a CCS lett az európai befutó. A Type 1 és Type 2 csatlakozókhoz hasonlóan ebből is két verzió létezik. A CCS 1 az amerikai, míg CCS 2 európai piacokra készült. A CCS talán legfontosabb technológiai előnye a kisebb csatlakozón túl az egy aljzatos megoldás.

CCS1 és CCS2

Piacszerzés

A CCS létrejötte mögött egyértelműen az a törekvés állt, hogy az európai és az észak-amerikai autógyártók ne függjenek a japán autóipar által kidolgozott CHAdeMO szabványtól se gazdaságilag, se technológiailag. Ugyanez az elv állhat a kínai mérnökök által kidolgozott, és ma már a világon legnagyobb számban alkalmazott GB/T szabvány mögött is. A 250 A-es áramerősségre és 750 V-ra tervezett rendszer már induláskor 187,5 kW-os átvitelre volt képes, így technológiailag eleve időtállóbb lett, mint két vetélytársa. Bár a függetlenségi törekvéseknek ellentmondhat a japánokkal való mostani közösködés, de ha van beleszólásuk a protokoll használatába és fejlődésébe, akkor az nyilván sokkal könnyebben elfogadható, mint kívülállóként.

Az eltérő csatlakozók és protokollok meglétét tehát a technológiai fejlődésen túl a piaci verseny magyarázza. Akinek a protokollját használják, az diktál. Most ez még csak egy apró piac, a világ teljes autóállományának néhány százalékával, de amikor már az újonnan eladott autók többsége elektromos lesz, akkor anyagilag fontost tényező lesz, hogy melyik cég vagy csoportosulás szabványa után fizetik az autó-, töltő- és kábelgyártók a jogdíjakat.

CHAdeMO 3.0 = ChaoJi

A szabványok versenyének legújabb állomása a GB/T és a CHAdeMO csatlakozók továbbfejlesztett változatának megjelenése. A japánok által vezetett CHAdeMO szövetség a China Electricity Councillal (CEC) összefogva egy közös csatlakozót illetve kommunikációs protokollt dolgoztak ki. A CHAdeMO 3.0-ként is ismert megoldás a ChaoJi nevet kapta, és a protokoll szintjén visszafelé kompatibilis mind a GB/T, mind pedig a CHAdeMO rendszerekkel. A fejlesztők célja, hogy a már letelepített töltőket ne kelljen leszerelni, azok használhatók maradjanak az új csatlakozójú autókkal is.

Fent GB/T (de a CHAdeMO is ekkora), lent ChaoJi csatlakozó

A relatíve kis méretű, kompakt és könnyű csatlakozó maximum 1500 V-os feszültség mellett legfeljebb 600 A-es áramerősséget tesz lehetővé (900 kW), támogatja a folyadékhűtést, és a nagyfeszültségű egyenáramú csatlakozók mellett tartalmazza a CAN kommunikációhoz szükséges adatkapcsolat érintkezőit is. Így nincs szükség a CCS-nél a Type1 illetve Type 2 csatlakozórészben használt CP és PP érintkezőkre, a DC töltés azok nélkül is használható. Viszont a fejlesztők gondoltak a CCS-sel való kompatibilitásra is, így a ChaoJi fej kiegészíthető a Type1 illetve Type2 csatlakozó megfelelő érintkezőivel, és a kommunikáció azokon keresztül PLC formában is működhet.

Váltakozó áramú (AC) töltést is biztosító aljzatokkal kiegészített ChaoJi aljzat. (forrás: Woer New Energy Co., Ltd.)

Mivel a CHAdeMO szövetség kizárólag a DC töltésre akar megoldást kínálni, az új csatlakozó továbbra sem kínál megoldást AC töltésre. Így vagy teljesen külön csatlakozón, vagy a CCS-hez hasonló módon a Type1 vagy Type2 aljzatot a ChaoJi tetejére applikálva lehet egy aljzaton keresztül kínálni a kétfajta töltést. A CHAdeMO szövetség azonban azt sem tartja kizártnak, hogy a jövőben az AC töltés teljesen eltűnik, és az autókat már csak DC csatlakozóval szerelik. Az AC aljzattal kombinált rendszert az európai autógyártók kínai vegyesvállalatai már néhány hónapja élesben tesztelik Kínában.

V2G energiaáramlást is támogató töltő pilot projektben.

Ahogy CHAdeMO szabvány az 1.1-es változat óta támogatja a V2G (Vehicle to Grid, vagyis járműből a hálózatba töltés lehetősége) megoldást, úgy ez az új ChaoJi-ra is igaz. Ez a japánban elvárt, a világ többi részén nem igazán elterjedt megoldás egyelőre még csak elvi lehetőség, hiszen a használata drága, speciális töltőt igényel. A világ azon részein, ahol stabil az elektromos hálózat (mint nálunk is), ennek minimális a gyakorlati jelentősége.

Annál fontosabb viszont, hogy a ChaoJi támogatja a plug and charge (PnC) működést, vagyis a kábel csatlakoztatása után a töltő és az autó el tudja intézni egymás között az ügyfél azonosítását, a töltési szolgáltatás indítását és leállítását, majd a végén a fizetést. Így ennek a funkciónak az implementálása után a felhasználónak nem kell RFID tokennel vagy applikációval bajlódnia, az autóban beállított elektromobilitás szolgáltatón keresztül teljesen automatikusan mehet majd végbe a töltési folyamat.

Az új GB/T-CHAdeMO prototípus

A most piacon lévő CHAdeMO és GB/T autók ugyan nem lesznek használhatók az új csatlakozóval szerelt töltőkön, mert a régi szabványok nem engedélyezik az adapter használatát, de a ChaoJi aljzattal szerelt autók egy adapter alkalmazásával tölthetők lesznek a régi CHAdeMO, illetve Kínában a GB/T fejes töltőkről. Ennek köszönhetően a már letelepített töltők nem értéktelenednek el, az újabb autókkal is kompatibilisek lesznek, miközben az új töltők már kihasználhatják az új csatlakozó, illetve protokoll előnyeit. A protokoll kialakításának köszönhetően a CCS szabvánnyal való visszamenőleges kompatibilitás is megoldható, így nincs elvi akadálya az egységesítésnek (még ha valószínűtlen is, hogy ez megtörténik).

CHAdeMO -> ChaoJi adapter 3D modellje: a ChaoJi csatlakozós autók ilyenen keresztül használhatják majd a CHAdeMO töltőket.

Bár a ChaoJi megjelenése bennünket itt Európában kevésbé fog érinteni, az ázsiai piac mérete miatt mégis ez lehet a legelterjedtebb szabvány a világon. Míg Európában nagyjából 10 ezer CCS illetve 11 ezer CHAdeMO töltőcsatlakozó lehet letelepítve jelenleg, addig Kínában 2019 végén már 220 ezer GB/T szabványú töltő üzemelt. Mivel Kínában kötelező ennek a szabványnak a használata, Japánban pedig a CHAdeMO-t írták elő az összes autógyártó számára, az európai és amerikai gyártók a ChaoJi segítségével egységesen gyárthatják az autóikat erre a két nagy piacra. CCS-sel való kompatibilitás pedig megadja a lehetőséget, hogy a ChaoJi később akár más kontinenseken is megjelenjen a CCS utódjaként. Az első ChaoJi csatlakozós autók 2021 végén kerülhetnek piacra, de a szabvány szélesebb körű elterjedéséhez még akár 5-10 évre is szükség lehet. A ChaoJi szabvány európai elterjedését a CHAdeMO-val való kompatibilitás mellett egy kínai villanyautó offenzíva hozhatja el.

Antalóczy Tibor

A Villanyautósok.hu alapítója és főszerkesztője, e-mobilitás szakértő. 2014 óta elektromos autó használó, és külső tanácsadóként számtalan hazai elektromobilitási projekt aktív segítője.