ELEKTRİKLİ ARAÇLARDA ŞARJ MEKANİZMASI NASIL ÇALIŞIR?

Elektrikli Araçlarda Şarj Mekanizması Nasıl Çalışır?

“Elektrikli araba nasıl şarj edilir?” sorusunun yanıtı, klasik otomobilden EV’ye geçiş yapmak isteyenler tarafından en çok merak edilen konular arasında yer alıyor. Peki, siz bu konuda neler biliyorsunuz?

Elektrikli araçlar (Electric Vehicles - EV), petrol türevi yakıtlara ihtiyaç duymadan çalışması bakımından, araç sahibi olmak veya aracını yenilemek isteyenlere son derece cazip bir alternatif sunuyor. Bu yeni nesil otomobiller, içten yanmalı araçlara göre farklı bir güç mekanizmasına sahip olduğundan haliyle akıllarda pek çok soru işareti uyandırıyor. Şarj konusu ise şüphesiz, bu alanda en fazla merak edilen konuların başında geliyor. EV sektörünün gelişmesiyle birlikte şarj teknolojilerinde hızlı değişimler yaşansa da; günümüzde hemen her araç için belirli güç dereceleri, bağlantı tipleri ve kablo gereklilikleri bulunuyor. Haydi, şimdi bunların neler olduğuna hep birlikte göz atalım!

1. Elektrikli Araba Şarj Etme Yöntemleri Nelerdir?

Elektrikli araçlarda şarj dolumu için;

  1. Batarya değiştirme (QuickDrop),
  2. Kablosuz (Wireless) şarj ve
  3. Kablolu şarj olmak üzere üç farklı temel yöntem mevcut.

Bunlar arasında yer alan batarya değiştirme işlemi, genellikle abonmanlık üzerinden belirli değişim noktalarında yapılıyor. Söz konusu yöntem, şarj dolumu sırasındaki zaman kaybının önlenmesi adına EV kullanıcıları için diğer seçeneklere göre daha yeni ve etkili bir çözüm sunuyor. QuickDrop hizmeti sayesinde, aracın şarjı bittiğinde dolu bataryanın montajı elektrikli araba dolum istasyonlarında veya ilgili servis noktalarında dakikalar içerisinde tamamlanabiliyor.

Kablosuz şarj ise EV’lerde şarj eklentisi taşıma ihtiyacını ortadan kaldırması bakımından hem pratik hem de risksiz bir yöntem olarak öne çıkıyor. Bu şarj yönteminde, aracın zemin üzerine montajlı halde bulunan indüktif bir elektrik alanına park edilmesi yeterli oluyor. Geriye ise sadece şarj dolumunu beklemek kalıyor. Bu temassız (indüksiyonlu) şarj yöntemi ayrıca, gelecekte araçların hareket halindeyken de şarj edilebilmesinin önünü açan en büyük yeniliklerden biri olarak görülüyor. En son ve en yaygın uygulama olan kablolu şarjda da batarya tiplerine ve şarj yöntemlerine göre üç farklı yöntem bulunuyor. Bunlar, güç düzeyleri doğrultusunda “seviye” ile ifade ediliyor.

2. Elektrikli Araçlarda Kablolu Şarj Seviyeleri Hangileridir?

Şarj Seviyeleri Karşılaştırma

Elektrikli araçları kablolu şarj edebilmek için gereken ekipmanlar, modele göre değişecek şekilde araçlarla birlikte sunuluyor. Oldukça kolay bir sisteme sahip olan bu kablolu şarj yönteminde “ev tipi”, “normal” ve “hızlı şarj” olmak üzere, sayı ile ifade edilen üç seviye bulunuyor.

2.1. Seviye 1 Şarj (Ev Tipi) Özellikleri Nedir?

  1. Bu şarj tipinde araç, sıradan bir ev prizine takılarak şarj edilebiliyor.
  2. Yavaş şarj olarak bilinen Seviye 1, şarj işlemini 120 Volt (V) enerji değeri ile sağlıyor.
  3. Ev tipi priz üzerinden 1 saatlik şarj ile 6-8 kilometre (km) gidilebiliyor.
  4. Aracın tamamen şarj olması, modele göre 7 ila 29 saat arasında değişiklik gösterebiliyor.
  5. Şarj etme işleminde herhangi bir güç dönüştürücüsüne ihtiyaç duyulmuyor.
  6. Şarj elemanları genellikle aracın kendisinde bulunuyor.

2.2. Seviye 2 Şarj (Normal) Özellikleri Nedir?

  1. Hızlı şarja göre daha uygun fiyatlı, yavaş şarja göre ise daha hızlı bir şarj seviyesi olma özelliği taşıyor.
  2. Seviye 2 orta hızlı bir şarj tipi olması dolayısıyla 240 V ila 400 V enerji aktarımı yapan priz gerektiriyor.
  3. Elektrikli araç şarj üniteleri genellikle otopark, alışveriş merkezi, benzinlik ve dinlenme tesisi gibi halka açık yerlerde yaygın olarak bulunuyor.
  4. Seviye 2 şarj, isteğe bağlı olarak ev tipi şarj istasyonu kurulumu ile kullanıcıya özel olarak da sağlanabiliyor.
  5. Seviye 2 üzerinden 1 saatlik şarj ile 25 ila 40 km arası gidilebiliyor.
  6. Aracın tamamen şarj olması modele göre 2 ila 10 saat arasında değişiklik gösteriyor.
  7. Şarj etme işleminde herhangi bir güç dönüştürücüsüne ihtiyaç duyulmuyor. Taşınabilir 240 V fişler sayesinde şarj işlemi kolayca gerçekleştirilebiliyor.
  8. Genellikle şarj elemanları aracın kendisinde bulunuyor.

2.3. Seviye 3 Şarj (Hızlı) Özellikleri Nedir?

  1. Seviye 3 şarj, DC (doğru akım) şarj tipi olması dolayısıyla dolum işlemini en hızlı şekilde gerçekleştirebiliyor. 
  2. DC şarj, AC (alternatif akım) şebekeden doğrultularak elde ediliyor ve 400 ila 600 V’luk enerji aktarımı sağlıyor.
  3. Seviye 3’te 10 dakikalık şarj ile yaklaşık 65 km yol katedilebiliyor.
  4. Yüksek enerji aktarımı sayesinde aracın tamamen şarj olması, en az 30 dakika sürüyor.
  5. Seviye 3 şarj tipinde şarj elemanları araca monte halde bulunuyor.
  6. Seviye 1 ve 2’de elektrikli araba evde şarj edilebilirken, seviye 3 için genellikle ilgili servis noktalarında bulunan hızlı şarj istasyonlarına ihtiyaç duyuluyor.
  7. Seviye 3 (DC) şarj istasyonlarında, şarj işlemi için gereken ekipmanlar dolum noktalarında yer alıyor.

3. Alternatif Akım ve Doğru Akım Nedir?

Alternatif akım (Alternative Current - AC) ve doğru akım (Direct Current - DC), güç aktarımı için kullanılan iki elektrik akımı türüdür. Doğru akım, güç kaynağından çıkan enerji dalgasını yüksek potansiyelden alçak potansiyele doğru sabit olarak aktarır. Bu bakımdan aktarım esnasında güç kaybının minimum olduğu DC’de, elektronlar sadece negatif kutuptan pozitife doğru hareket eder.

DC’nin uzak mesafelere iletiminde büyük oranda kayıplar yaşanırken, AC’de kullanılan alternatörler sayesinde elektrik enerjisi çok uzun mesafelere güvenli bir şekilde iletilebilir. Bu nedenle endüstride ve konutlarda ağırlıklı olarak, akımın yönünü pozitif ve negatif kutuplar arasında dönüşümlü şekilde ileten alternatif akım tercih edilir. Doğru akımın Volt değeri oldukça yüksek iken, alternatif akımda gerekli enerji ihtiyacı daha düşük bir voltajla karşılanır. Yine de AC, pek çok elektronik aygıtın sorunsuz bir şekilde çalışması için güvenliğin yanı sıra yüksek düzeyde yeterlilik de sağlar. 

4. Elektrikli Araç Şarj Ünitelerinde Hangi Akım Türü Kullanılıyor?

Elektrikli araçlar, alternatif akım yöntemini kullanan AC tipi şarj üniteleri veya doğru akımı kullanan DC tipi şarj üniteleri ile şarj edilebiliyor. Tesla hariç hemen hemen bütün elektrikli araçlar, bataryalarını AC şarj istasyonları aracılığıyla doldurabiliyor. Tesla ise şarj işlemini Supercharger şarj istasyonları ile DC olarak gerçekleştiriyor.

4.1. Supercharger Nedir?

Supercharger (süper şarj edici), içten yanmalı motorlarda “kompresör” anlamına gelir. Tesla şarj istasyonlarında ise bu ad, DC akımı kullanan hızlı şarj özelliği için kullanılır. İlk olarak 2013 yılında piyasaya sunulan bu Tesla elektrikli araç şarj istasyonu türü, 30 dakikalık şarj ile yaklaşık 320 kilometre yol katedilmesini sağlayabilmektedir. Bu doğrultuda araç bataryasının şarjı, en fazla 75 dakikalık zaman diliminde tam kapasite dolabilmektedir. Elektrikli supercharger fiyatları da buna göre, standart şarj istasyonlarına göre daha yüksek rakamlardadır.

Günümüzde ABD ve Avrupa’da ağırlıklı olarak 120 kW kapasiteye sahip olan Tesla supercharger şarj istasyonlarının, şirket CEO’su Elon Musk’ın açıklamalarına göre 150 kW’a çıkarılmasına yönelik çalışmalar gerçekleştirilmektedir. Ancak Türkiye’nin elektrik altyapısı doğrultusunda, ülkede halihazırdaki Tesla şarj istasyonları saatte 75 ila 100 kW aktarım sağlayabilmektedir. Tesla şarj istasyonu fiyatlarının ise yine yapılan açıklamalara göre, Tesla kullanıcıları için tekrar ücretsiz olacağı konuşulanlar arasında.

Özetle…
Seçiminiz hangi EV olursa olsun; çeşitli şarj imkanlarıyla aracınızın güç gereksinimini, Türkiye çapında giderek daha da yaygınlaşan dolum noktaları üzerinden kolayca karşılamanız mümkün!