1-fas og 3-fas - Hvilken effekt får jeg?

- Jeg har kjøpt meg en splitter ny elbil som kan lade 7,4 kW, men når jeg lader på en 11kW ladestasjon får jeg bare 3,7kW. Hva er feil? Dette er et spørsmål som jeg får ofte. I denne blogg posten skal jeg forklare dette nærmere.

Nedenfor er en skisse av et 1-fas og et 3-fas ladesystem, henholdsvis til venstre og høyre. Helt øverst ser vi strømnettet, hvor 230V IT er blått og 400V TN er rødt. Jeg går ikke detaljert inn på forskjellen mellom IT-nett og TN-nett i denne posten, men kommer nok tilbake med det ved en senere anledning. Enkelt forklart som må vi ha et 400V TN nett for å lade 3-fas. Har vi 230V IT-nett, det gamle nettet som er mye utbrett i Norge, må vi ta til takke med 1-fas lading. Årsaken er at standard-kontakten vi bruker for lading, Type 2 kontakten, er utviklet og for det Europeiske 400V TN strømnettet.

Les om 3-fas lading på det norske 230 V IT-nettet.

Som vi ser til venstre i figuren så sender vi to ledere ned i ladesystemet ved 1-fas lading og benytter en ladespole i bilen. Ved 3-fas lading går det 4 ledere ned i ladesystemet, en nøytral (N) og tre faser (L1, L2 og L3) som gir strøm til tre ladespoler i bilen. Dette vises til høyre i figuren.

Siden det i elbil-verden ikke en standardisert løsning for 3-fas 230V lading har jeg vist hvordan to faser fra et 230V IT nett kan kobles til en 3-fas ladestasjon, men dette vil da bare gi 1-fas lading. Som sagt over, følger vi standarden så kan vi kun 1-fas lade på 230V IT nett.

Rett under nettet på toppen av figuren ser vi ladestasjonen som jo i prinsipper er en bryter som slår på spenningen når det er trygt å lade bilen. Deretter kommer ladekabelen og nederst bilen. I et 3-fas ladesystem må alle elementene - nett, ladestasjon, ladekabel og bil - støtte 3-fas. Hvis ikke blir det 1-fas.

I tilfellet med bilen som kun får 3,7 kW så støtter ikke bilen 3-fas lading, den lader kun på 1-fase. Dermed får vi en situasjon som er vist nedenfor. Som vi ser nede i høyre hjørne så mangler bilen to spoler i laderen. Dermed går det ikke strøm i L2 og L3, og bilen får ladestrøm kun på en fase 1 (L1).

Jeg har satt opp en tabell som viser ladeeffekten for 1-fas og 3-fas lading ved forskjellig strømstyrke (amper). Tabellen går opp til 32A som er det høyeste som normalt brukes. Som vi ser så er maks ladeeffekt ved 1-fas lading 7,4kW. En 11kW ladestasjon er 16A.

Vi kan også oppleve den motsatte utfordringen hvis vi har en bil som kan lade 11kW (3x16A). Når denne lader på en 7,4kW (1x32A) ladestasjon vil den i utgangspunktet kun lade 3,7kW. Imidlertid har de fleste moderne elbiler med mulighet for 3-fas lading en innebygget switching som gjør at bilen kan lade med høyere strøm ved 1-fas lading.

F.eks. kan min BMW i3 lade inntil 11kW ved 3-fas lading og 7,4kW med 1-fas lading. Dette gjøres ved et system inne i bilen sender ladestrøm gjennom 2 ladespoler når den kjenner at den er tilkoblet en 1-fas ladestasjon. På denne måten går det 16A i to ladespoler som til sammen blir 32A. Hadde den ikke hatt switchingen ville den kun ladet med en ladespole og ladestrømmen hadde blitt 16A.

Til slutt nevner jeg et enkelte opererer med løsning som delvis kan utnytte 3-fas på 230V IT-nett. Dette spesialtilpasninger langt utenfor standarden og kan skape skade bilen ved feilbruk. Derfor har jeg ikke med dette.

Vet du forskjellen på kW og kWh?

Hvis ikke, sjekk videoen nedenfor.