Kansainvälisesti – lähtien Pohjois-Amerikasta, Euroopasta ja Kiinasta – on vakiintunut kolme latausstandardia, joilla on erityiset geometriat latausliittimille ja socket-liittimille. Lisäksi pistoke AC-latausta varten (mode 3, tilanteet B ja C) on erilainen kuin pistoke DC-latausta varten (mode 4). Laaja CHARX-tuotevalikoimamme kattaa kaikki käyttötilanteet:
Pohjois-Amerikkaan tarkoitetuissa type 1 -järjestelmissä ei ole latausliitintä infran puolella. Euroopassa käytetään tässä tapauksessa adapterikaapelia, jossa on ajoneuvon puolella type 1:n mukainen latausliitin ja infran puolella type 2:n mukainen latausliitin.
AC-lataus
Sähköverkosta tuleva vaihtovirta (AC, Alternating Current) kulkee ensin latausaseman ja latauskaapelin kautta ajoneuvoon – kontrolloituna, mutta ilman muuntamista. Vasta ajoneuvoon asennettu AC/DC-muunnin, niin kutsuttu onboard-laturi, muuntaa sen tasavirraksi (DC, Direct Current), jolloin akku voidaan ladata. Koska AC-latausasemissa ei siten tarvita muuntajatekniikkaa, ne ovat DC-latausasemiin verrattuna useimmiten edullisempia ja houkuttelevampia yksityiskäyttöön. Latausasemasta, latauskaapelista ja onboard-laturista riippuen voidaan saavuttaa jopa 22 kW:n latausteho. Näiden verrattain pienten tehojen vuoksi AC-lataus säästää enemmän akkua ja on suositeltavaa aina, kun ajoneuvo pysäköidään yli 30 minuutiksi, esimerkiksi yöksi autokatokseen, autotalliin tai hotellille sekä päivällä ravintoloiden ja supermarkettien parkkipaikoille.
DC-lataus
Tässä tehokoskettimet ja latausliittimen johdinpoikkipinnat on mitoitettu suuremmiksi kuin AC-latauksessa. Siirrettävät lataustehot voivat olla huomattavasti suurempia, jopa 500 kW (High Power Charging, HPC), mikä lyhentää latausaikaa merkittävästi. Siksi puhutaan myös pikalatauksesta tai ultrapikalatauksesta. Toisin kuin AC-latauksessa, AC/DC-muuntaminen tapahtuu jo latausasemassa, johon on asennettu sopiva tehoelektroniikka. DC-lataus on mm. sen vuoksi monimutkaisempaa ja kalliimpaa, ja sitä käytetään pääasiassa kaupallisesti. Sitä suositellaan pitkillä ajomatkoilla, joilla pidetään lyhyitä taukoja, jolloin kantamaa voidaan ladata lisää muutamassa minuutissa esimerkiksi valtateiden levähdyspaikoilla.
Ajoneuvo ladataan vaihtovirralla kotitalouden pistorasiasta. Yksivaiheista verkkoa käytettäessä jännite saa olla korkeintaan 250 V, kolmivaiheisen verkon kohdalla 480 V. Latausvirta saa olla korkeintaan 16 A. Ajoneuvon ja latauspisteen välillä ei ole tiedonsiirtoa. Ehdoton edellytys on suojaus vikavirtasuojakytkimellä (FI). Koska näin ei välttämättä ole vanhemmissa asennuksissa, ei Phoenix Contact suosittele tätä lataustapaa.
Kuten mode 1:ssä, suurin latausvirta on tässä 32 A, ja latausjohto on suojattu niin kutsutulla In-Cable Control and Protection Device (IC-CPD) -laitteella. Tämä laite on varustettu vikavirtasuojalla (FI), se kommunikoi ajoneuvon kanssa ja ohjaa näin lataustapahtumaa.
Mode 3:ssa ajoneuvo ladataan vaihtovirralla latausasemalla tai wallboxilla, johon on jo asennettu tarvittava vikavirtasuojakytkin (FI). Latausasema huolehtii kommunikoinnista ajoneuvoon. Ajoneuvo voidaan ladata yksivaiheisesti jopa 250 V:n jännitteellä tai kolmivaiheisesti jopa 480 V:n jännitteellä ja jopa 63 A:n maksimilatausvirralla. Mode 3 jaetaan kolmeen tilanteeseen:
Tilanteessa A käytetään ajoneuvoon kiinteästi liitettyä latauskaapelia. Siinä on pistoke vain toisessa päässä: latauskaapeli, joka liitetään latausaseman socket-liittimeen. Tilanne A on kuvattu normissa, mutta käytännössä sitä ei nykyään juurikaan esiinny.
Tilanteessa B tarvitaan niin kutsuttu mobiili AC-latauskaapeli, jota kuljetetaan mukana esimerkiksi tavaratilassa. Sen molemmissa päissä on liitin: toisessa päässä oleva latauspistoke kytketään ajoneuvon inlet-liittimeen. Toisessa päässä oleva pistoke liitetään latausaseman socket-liittimeen. Tilanne B esiintyy pääasiassa julkisissa latausasemissa.
Tilanne C on päinvastainen tilanteeseen A verrattuna, sillä tässä latauskaapeli on liitetty latausasemaan kiinteästi. Sen toisessa päässä on pistoke eli ajoneuvon latausliitin, joka liitetään ajoneuvon inlet-liittimeen. Tilanne C esiintyy hyvin usein yksityiskäytössä.
Tämä kuvaa ainoana DC-latausta pikalatausasemilla. Korkeiden, jopa 500 A:n lataustehojen vuoksi tulee noudattaa erityisiä turvallisuusmääräyksiä. Sen vuoksi latauskaapeli liitetään aina kiinteästi latausasemaan. Pistoliitäntä on vain ajoneuvon puolella latausliittimen muodossa, joka liitetään inlet-liittimeen. Siten mode 4 -lataustapaa ei jaeta kolmeen eri tilanteeseen (kuten mode 3). Lisäksi vaaditaan latausliittimen tehokoskettimien lämpötilanvalvonta sekä latausaseman lisäsuojaustoimintoja, kuten eristyksenvalvonta.
Olemme kehittäneet yhdessä johtavien ajoneuvovalmistajien kanssa Combined Charging System (CCS) -järjestemän. Erityistä siinä on ajoneuvossa oleva CCS-inlet-liitin, johon sopivat sekä AC- että DC-latausliittimet. Sähköajoneuvo tarvitsee siten vain yhden latausliittimen AC- ja DC-lataukseen.
Latausstandardit type 1 ja type 2 ovat pistokerakenteiltaan CCS-periaatteen mukaisia. Euroopan komissio julisti jo vuonna 2013 CCS type 2:n koko Euroopan viralliseksi latausstandardiksi. Samaan aikaan tavoitteemme vakiinnuttaa CCS maailmanlaajuisena pikalatausstandardina on toteutunut laajalti maailmassa. CCS hyväksytään käyttöön yhä useammassa maassa.
Kaikki CCS-inlet-liittimet on varustettu normien mukaisesti sähkömagneettisella lukituslaitteella. Se lukitsee ajoneuvon latausliittimen latausprosessin ajaksi.
Pultti on suunniteltu kestämään suuria vetovoimia. Tämä ehkäisee latauspistokkeen irrottamisen latauksen aikana.
Turvalliseen latausprosessiin kuuluu myös CCS-latausjärjestelmän lämpötilan valvonta. IEC 62196 -standardin mukaan lämpötila ei saa olla yli 90 °C. Lämpötilasta riippuvat vastusanturit, esim. Pt 1000, mittaavat siksi nopeasti ja tarkasti DC-tehokoskettimien lämpötilaa.
Lämpötila-arvot jaetaan latauskontrolleriin vastaavien signaalilähtöjen kautta. Jos esimerkiksi liian korkeat ulkolämpötilat tai ylikuormitus aiheuttavat ylikuumenemisen, latauskontrolleri voi keskeyttää latauksen tai laskea lataustehoa.
Nykyisten latausasemien ja wallboxien on täytettävä osittain suuretkin käytettävyyttä, turvallisuutta ja mukavuutta koskevat vaatimukset. Lukuisista komponenteista koostuva monimutkainen rakenne ei ole harvinaisuus. Videoissamme selitetään havainnollisesti yksittäisten komponenttien rakenne ja yhteistoiminta sekä näytetään, miten kaikki modernille ja verkotetulle latausinfralle asetetut vaatimukset täytetään.
Kullakin liiketoiminta-alueella syntyy oma kielensä ja terminologiansa jo pelkästään siksi, että uusille teknologioille on annettava nimet. Tästä löydät usein käytettyjen, sähköiseen liikenteeseen liittyvien käsitteiden ja lyhenteiden selityksiä:
Ajoneuvot
Latausliittimet
Lataustavat ja -standardit
Latausinfra
Kommunikointi ja ohjaus
