Észak-Amerikából, Európából és Kínából kiindulva nemzetközileg három töltési szabvány honosodott meg, a jármű-töltőcsatlakozó és a dugaszolható töltőaljzat specifikus geometriáival együtt. Ezenkívül a váltakozó áramú töltéshez (Mode 3 B és C eset), illetve az egyenáramú töltéshez (Mode 4) használt dugasz kialakítása is eltérő. Széles CHARX kínálatunkkal minden alkalmazási esetet le tudunk fedni:
Az észak-amerikai 1-es típus szabványa nem ír elő jármű-töltőcsatlakozót a nyilvános töltőállomáson. Európában ebben az esetben egy adapterkábelt használnak, amely a jármű oldalán egy 1-es típusú dugaszolható jármű-töltőcsatlakozót, a nyilvános töltőállomás oldalán pedig egy 2-es típusú dugaszolható jármű-töltőcsatlakozót tartalmaz.
AC töltés
A váltakozó áram (AC, alternating current) a tápellátó hálózatból a töltőállomáson és a töltőkábelen keresztül a járműbe folyik – ellenőrzötten, de átalakítás nélkül. Csak a járműbe szerelt AC/DC átalakító, az úgynevezett Onboard-Charger alakítja át egyenárammá (DC, direct current), amivel az akkumulátort tölteni lehet. Mivel az AC töltőállomásokhoz nincs szükség átalakító elektronikára, a DC töltőoszlopokhoz képest általában kedvezőbb árúak, ezért vonzóbbak a magáncélú alkalmazásokhoz. A töltőállomástól, a töltőkábeltől és az Onboard-Chargertől függően el lehet érni a max. 22 kW-os töltőteljesítményt. A viszonylag alacsonyabb teljesítmények alapján az AC töltés kíméletesebb az akkumulátorhoz, és mindig akkor ajánlható, ha a jármű 30 percnél hosszabb ideig parkol, pl. éjszaka a fedett autóbeállóban, a garázsban vagy a szállodánál, valamint napközben éttermeknél és szupermarketeknél.
DC töltés
Itt a jármű-töltőcsatlakozó nagyteljesítményű érintkezői és vezeték-keresztmetszetei nagyobbak, mint az AC töltésnél. Jelentős mértékben nagyobb, max. 500 kW-os töltőteljesítményeket lehet átvinni (High Power Charging, HPC), ami jelentősen csökkenti a töltési időt. Ezért ezt gyorstöltésnek vagy ultragyors töltésnek is nevezik. Az AC töltéssel ellentétben az AC/DC átalakítás már a töltőállomásban megtörténik, ahova emiatt a megfelelő teljesítményelektronikát is be kell építeni. A DC töltés többek között ezért bonyolultabb és költségesebb, így túlnyomórészt kereskedelmi célokra használják. A rövid szünetekkel megszakított hosszabb utazásoknál ajánlatos néhány perc alatt ismét feltölteni a megfelelő hatótávolságot, pl. autópálya-pihenőhelyeken.
A járművet háztartási csatlakozóaljzaton keresztül váltakozó árammal töltik. Egyfázisú hálózatnál a feszültség legfeljebb 250 V, háromfázisú hálózatnál legfeljebb 480 V lehet. A töltőáram maximális értéke 16 A. Itt nincs adatcsere a jármű és a töltőpont között. Kötelező előfeltétel a hibaáram-védőkapcsolón (FI) keresztül megvalósított biztosítás. Mivel a régebbi berendezéseknél ez nem mindig teljesül, a Phoenix Contact nem javasolja ezt a töltési módot.
Ez ugyanolyan, mint a Mode 1, de a maximális töltőáram itt 32 A, és a töltőkábel egy beépített vezérlő és védelmi eszközzel (In-Cable-Control-and-Protection-Device, IC-CPD) van ellátva. Ez a készülék tartalmaz egy hibaáram-védőberendezést (FI), kommunikál a járművel, és vezérli ezáltal a töltési folyamatot.
A Mode 3 esetén a járművet olyan töltőoszlopon vagy fali dobozon keresztül töltik váltakozó árammal, amelybe már be van építve a szükséges hibaáram-védőkapcsoló (FI). A töltőállomás átveszi a járművel folytatott kommunikáció feladatát. A jármű töltése egyfázisú módon max. 250 V-os, háromfázisú módon max. 480 V-os váltakozó feszültséggel, max. 63 A-es töltőárammal történik. A Mode 3 három alesetre osztható:
Az A esetben a járműhöz fixen csatlakoztatott töltőkábelt kell használni. Így a kábelnek csak az egyik végén van dugaszolható eszköz, a nyilvános töltőcsatlakozó, amelyet a töltőoszlop dugaszolható töltőaljzatába kell behelyezni. Az A esetet ugyan leírja a szabvány, de manapság a gyakorlatban szinte egyáltalán nem alkalmazzák.
A B esetben egy úgynevezett mobil AC töltőkábelre van szükség, amelyet a csomagtartóban visz magával az autós. Ennek mindkét végén egy-egy dugaszoló szerkezet található. Az egyik végén a jármű-töltőcsatlakozó van, amit a járműcsatlakozóba kell bedugni. A másik végét, a nyilvános töltőcsatlakozót a töltőoszlop töltőaljzatába kell dugaszolni. A B esetet főként a nyilvános töltőállomásoknál alkalmazzák.
A C eset éppen ellenkezően működik, mint az A eset, mivel itt a töltőkábel a töltőoszlophoz csatlakozik fixen. A töltőkábel másik végén dugaszolható szerkezet van: a jármű-töltőcsatlakozó, amelyet a dugaszolható járműcsatlakozóba kell behelyezni. A C eset nagyon gyakori a magánhasználat területén.
Ez a mód az egyetlen, amelyet a gyorstöltő állomásokon DC töltéshez lehet használni. A nagy, akár 500 A-es töltőáramok miatt megnövelt biztonsági követelmények érvényesek. Ezért ebben az esetben a töltőkábel mindig fixen csatlakoztatva van a töltőoszlophoz. Dugaszolható csatlakoztatás csak a jármű oldalán van – a jármű-töltőcsatlakozó formájában, amelyet a járműcsatlakozó aljzatba kell bevezetni. Ezért a Mode 4 három esetre való felosztására (mint a Mode 3 esetében) nincs szükség. Ezen túlmenően szükség van a hőmérséklet felügyeletére a jármű-töltőcsatlakozó nagyteljesítményű érintkezőinél, valamint a töltőállomás kiegészítő védelmi funkcióira, pl. a szigetelés felügyeletére.
A vezető autógyártókkal együtt fejlesztettük ki a Combined Charging System (CCS) rendszert. A rendszer különlegessége a CCS dugaszolható töltőaljzat a járműben, amelybe mind az AC, mind a DC jármű-töltőcsatlakozó dugaszok illeszkednek. Az elektromos járműnek így csak egyetlen közös töltőinterfészre van szüksége az AC és a DC töltéshez.
Az 1-es típusú és a 2-es típusú töltési szabványok csatlakozóprofiljainak felépítése a CCS-elvet követi. Az Európai Bizottság már 2013-ban egész Európa hivatalos töltési szabványává nyilvánította a CCS 2-es típust. Az a célunk, hogy a CCS világméretű gyorstöltő szabványként meghonosodjon, időközben a világ nagy részén már megvalósult. Továbbra is egyre több országban jut érvényre a CCS.
Valamennyi CCS töltőaljzat a szabványnak megfelelően elektromechanikus reteszelő aktuátorral van ellátva. Ez a töltési folyamat során oldalt, illetve közvetlenül a csatlakozóprofil reteszkampójánál reteszeli a jármű-töltőcsatlakozót.
Az aktuátorcsap nagy húzóerőnek is ellenáll. Ezáltal biztonságosan megakadályozza a jármű-töltőcsatlakozó kihúzását a töltési folyamat közben.
A biztonságos töltési folyamathoz a CCS töltőrendszer hőmérsékletének felügyelete is hozzá tartozik. Az IEC 62196 szerint a felmelegedés nem lépheti túl a 90 °C értéket. A hőmérsékletfüggő ellenálláson alapuló érzékelők (pl. a Pt 1000) ezért gyors és pontos hőmérsékletmérést tesznek lehetővé a DC nagy teljesítményű érintkezőkön.
A hőmérséklet értékeit a töltésvezérlő megfelelő kimeneteken keresztül kapja meg. A pl. magas külső hőmérséklet vagy túlterhelés által okozott túlmelegedés esetén a töltésvezérlő megszakíthatja a töltési folyamatot, ill. csökkentheti a töltőteljesítményt.
Manapság a töltőállomásoknak és a fali dobozoknak részben szigorú követelményeknek kell megfelelniük a rendelkezésre állást, a biztonságot és a kényelmet illetően. Nem ritka a sok alkatrészt tartalmazó, bonyolult felépítés sem. Videóink szemléletes módon elmagyarázzák a felépítést és az egyes összetevők együttműködését, valamint bemutatják azt, hogy hogyan lehet a korszerű és hálózatba kötött töltőhálózattal szembeni valamennyi követelményt teljesíteni.
Minden szakterület kifejleszti a maga saját nyelvét és terminológiáját, már csak azért is, hogy az újonnan létrejövő technológiákat meg lehessen nevezni. Itt magyarázatok találhatók az elektromobilitás területén gyakran használt kifejezésekre és rövidítésekre:
Járművek
Töltőcsatlakozók és töltőaljzatok
Töltési módok és szabványok
Töltőhálózat
Kommunikáció és vezérlés
