Vehiculul este încărcat cu curent alternativ printr-o priză casnică. La rețeaua monofazată pot exista tensiuni de până la 250 V, iar în rețeaua trifazată de până la 480 V. Curentul de încărcare maxim este de 16 A. Nu are loc nicio comunicare între vehicul și punctul de încărcare. Condiția obligatorie este protecția printr-un dispozitiv de protecție împotriva curentului rezidual (FI). Deoarece la instalațiile mai vechi acest lucru nu este garantat întotdeauna, Phoenix Contact nu recomandă acest mod de încărcare.
Noțiuni de bază ale tehnologiei de încărcare pentru mobilitatea electrică Cunoștințe de bază despre încărcarea vehiculelor electrice
Mobilitatea viitorului se supune diferitelor condiții cadru specifice fiecărei țări. Vă oferim cunoștințe de bază despre aceasta – în mod clar și ușor de înțeles:
- Standarde de încărcare, conectori pentru vehicul și moduri de încărcare dintr-o privire
- Videoclipurile arată cum funcționează o stație de încărcare
- Glosar cu termeni de specialitate explicați simplu
Ce standarde de încărcare și tipuri de fișe există? Standardele uzuale și distribuțiile lor ale pinilor unui conector dintr-o privire
Trei standarde de încărcare cu geometriile lor specifice pentru conectori pentru vehicul și prize de încărcare au devenit consacrate la nivel internațional – originare din America de Nord, Europa și China. În plus, conectorul pentru încărcarea cu curent alternativ (modul 3, cazurile B și C) este altfel construit decât cel pentru încărcarea cu curent continuu (modul 4). Cu portofoliul nostru CHARX larg, acoperim toate aplicațiile:
Standardul de tip 1 pentru America de Nord nu prevede un conector pentru vehicul pe partea de infrastructură. În Europa se utilizează în acest caz un cablu adaptor care este format dintr-un conector pentru vehicul de tip 1 pe partea vehiculului și dintr-un conector pentru vehicul de tip 2 pe partea de infrastructură.
Ce standard de încărcare se aplică și unde? Răspândirea actuală pe harta lumii
Încărcarea cu curent alternativ și curent continuu: Care este diferența? Și ce se recomandă în ce situație?
Încărcare curent alternativ
Curentul alternativ (CA, Alternating Current) din rețeaua de alimentare curge în vehicul mai întâi prin stația de încărcare și cablul de încărcare – controlat, dar fără transformare. Doar un convertor CA/CC montat în vehicul, așa-numitul Onboard-Charger, îl transformă în curent continuu (CC, Direct Current), cu care poate fi încărcată bateria. Deoarece stațiile de încărcare cu curent alternativ nu necesită un sistem electronic pentru transformare, acestea sunt de obicei mai convenabile în comparație cu stațiile de încărcare CC și mai atractive pentru aplicații private. În funcție de stația de încărcare, cablul de încărcare și Onboard-Charger, pot fi atinse puteri de încărcare de până la 22 kW. Datorită acestor puteri relativ scăzute, încărcarea cu curent alternativ are efecte reduse asupra acumulatorului și este recomandată întotdeauna atunci când vehiculul este parcat mai mult de 30 de minute, de exemplu peste noapte în carport, în garaj sau la hotel, precum și pe timpul zilei la restaurante și supermarketuri.
Încărcare curent continuu
Aici, contactele de putere și secțiunile transversale ale conductorilor conectorului pentru vehicul au dimensiuni mai mari decât în cazul încărcării cu curent alternativ. Pot fi transmise puteri de încărcare semnificativ mai mari de până la 500 kW (High Power Charging, HPC), ceea ce reduce semnificativ timpul de încărcare. Prin urmare, se vorbește și de încărcare rapidă sau încărcare ultra-rapidă. Spre deosebire de încărcarea cu curent alternativ, transformarea CA/CC are deja loc în stația de încărcare, unde sunt montate elemente electronice de putere corespunzătoare. Prin urmare, încărcarea cu curent continuu este, printre altele, mai complexă și mai costisitoare și este utilizată în principal la nivel comercial. Aceasta este recomandată pentru trasee lungi cu pauze scurte pentru a reîncărca autonomia în câteva minute, de exemplu în spațiile de servicii de pe autostradă.
Ce moduri de încărcare există pentru încărcarea cu curent alternativ și curent continuu? Procesul de încărcare poate fi realizat în diferite moduri
Ca și modul 1, însă curentul de încărcare maxim este de 32 A aici și cablul de încărcare este echipat cu un dispozitiv de protecție numit In-Cable-Control-and-Protection-Device (IC-CPD). Acest dispozitiv include un echipament de protecție la curenți reziduali (FI), care comunică cu vehiculul, controlând astfel procesul de încărcare.
În modul 3, vehiculul este încărcat la o stație de încărcare sau stație de încărcare pentru domiciliu cu curent alternativ în care este deja integrat dispozitivul necesar de protecție împotriva curentului rezidual (FI). Stația de încărcare preia comunicarea cu autovehiculul. Vehiculul poate fi încărcat monofazic cu până la 250 V sau trifazic cu până la 480 V și cu un curent de încărcare maxim de până la 63 A. Modul 3 este împărțit în trei cazuri:
În cazul A se utilizează un cablu de încărcare conectat permanent la vehicul. Prin urmare, are dispozitiv de conectare numai la un singur capăt: priza de infrastructură, care trebuie introdusă în priza de încărcare a stației de încărcare. Deși cazul A este descris în norme, acesta apare într-o mică măsură în practica actuală.
În cazul B este necesar un așa-numit cablu de încărcare pentru curent alternativ portabil care este dispus, de exemplu, în portbagaj. Acesta are câte un dispozitiv de conectare la ambele capete: un capăt, adică conectorul pentru vehicul, se introduce în mufa de intrare pentru vehicul. Celălalt capăt, adică priza de infrastructură, se introduce în priza de încărcare a stației de încărcare. Cazul B este utilizat în principal la stațiile de încărcare publice.
Cazul C se comportă invers față de cazul A, deoarece aici cablul de încărcare este conectat permanent la stâlpul de încărcare. La celălalt capăt are un dispozitiv de conectare: Conectorul pentru vehicul, care trebuie introdus în mufa de intrare pentru vehicul. Cazul C este utilizat în mod frecvent în domeniul privat.
Acest mod este singurul care descrie încărcarea cu curent continuu la stațiile de încărcare rapidă. Datorită curenților de încărcare mari de până la 500 A, se aplică cerințe sporite de siguranță. Prin urmare, cablul de încărcare este aici conectat permanent la stâlpul de încărcare. O conexiune conectabilă este prevăzută doar pe partea vehiculului – sub forma conectorului pentru vehicul care este introdus în mufa de intrare pentru vehicul. În acest fel, împărțirea modului 4 în trei cazuri (la fel ca la modul 3) nu are loc. În plus, sunt necesare monitorizarea temperaturii contactelor de putere din conectorul pentru vehicul, precum și funcții de protecție suplimentare în stația de încărcare, cum ar fi de exemplu monitorizarea izolației.
Ce este Combined Charging System, pe scurt CCS? O interfață de încărcare universală pentru încărcarea cu curent alternativ și curent continuu
Împreună cu principalii producători de automobile am dezvoltat Combined Charging System (CCS). Particularitatea este priza de încărcare CCS din vehicul, în care se potrivesc atât conectori pentru vehicul de curent alternativ, cât și de curent continuu. Vehiculul electric necesită astfel o singură interfață de încărcare pentru încărcarea cu curent alternativ și curent continuu.
Standardele de încărcare tip 1 și tip 2 urmează principiul CCS în realizarea distribuțiilor lor ale pinilor unui conector. Încă din 2013, CCS tip 2 a fost declarat de către Comisia Europeană ca fiind standardul oficial de încărcare pentru întreaga Europă. Între timp, obiectivul nostru de a consacra CCS ca standard de încărcare rapidă global a fost realizat în mare parte a lumii. Și sunt din ce în ce mai multe țări în care se impune CCS.
Ce avantaje are CCS în practică?
- Încărcare flexibilă cu curent alternativ și curent continuu printr-o singură mufă de intrare pentru vehicul
- Producătorii de vehicule economisesc piese, spațiu și costuri
- Siguranță maximă grație blocării cu actuator și monitorizării temperaturii
- Grad mare de acceptare și răspândire în mare parte a lumii
Blocarea conectorului pentru vehicul Pentru siguranță maximă în timpul procesului de încărcare
Toate prizele de încărcare CCS sunt dotate în mod standard cu un actuator de blocare electromagnetic. În timpul procesului de încărcare, acesta blochează conectorul pentru vehicul în partea laterală sau direct la cârlig în distribuția pinilor unui conector.
Bolțul actuator este proiectat să reziste unor forțe de tracțiune mari. Astfel, în timpul procesului de încărcare, conectorul de încărcare este asigurat împotriva scoaterii acestuia.
Monitorizare precisă a temperaturii Protecție sigură împotriva supraîncălzirii
Pentru un proces sigur de încărcare este nevoie de monitorizarea temperaturii în sistemul de încărcare CCS. Conform IEC 62196, încălzirea nu trebuie să depășească 90 °C. Senzorii de rezistență dependenți de temperatură, de exemplu Pt 1000, asigură, prin urmare, o măsurare rapidă și precisă a temperaturii la nivelul contactelor de putere pentru curent continuu.
Valorile de temperatură sunt transmise controlerului de încărcare prin ieșirile de semnal corespunzătoare. În caz de supraîncălzire, de exemplu din cauza temperaturilor exterioare prea ridicate sau suprasarcinii, controlerul de încărcare poate să întrerupă procesul de încărcare, respectiv să scadă puterea de încărcare.
Cum funcționează o stație de încărcare? Cum se desfășoară procesul de încărcare? Ce trebuie luat în considerare la proiectare?
Stațiile de încărcare și stațiile de încărcare pentru domiciliu actuale trebuie uneori să îndeplinească cerințe exigente privind disponibilitatea, siguranța și confortul. O structură complexă formată din numeroase componente nu este o raritate. Videoclipurile noastre explică clar structura și interacțiunea dintre componentele individuale și arată modul în care pot fi îndeplinite toate cerințele impuse unei infrastructuri de încărcare moderne și interconectate.
Cum ajunge curentul de încărcare în vehiculul electric? Unitatea funcțională de încărcare
- Elemente electronice de putere
- Contactor de sarcină
- Siguranță
- Unitate de răcire
- Cablu de încărcare
- Priză de încărcare pentru infrastructură
- Mufă de intrare pentru vehicul
Cum este controlat procesul de încărcare? Unitatea funcțională de control și monitorizare
- Controler de încărcare
- Măsurarea energiei
- Măsurarea curentului rezidual
- Monitorizarea izolației
- Măsurarea temperaturii
Cum comunică stațiile de încărcare? Unitatea funcțională de interconectare și comunicare
- Autorizarea utilizatorilor prin RFID
- Indicator de stare cu LED
- Operare tactilă
- Conectare fără fir prin telefonie mobilă
- Conexiune cablată prin Ethernet
- Protecție împotriva descărcărilor Ethernet
Cum sunt evitate defecțiunile costisitoare? Unitatea funcțională de alimentare și protecție
- Sursă de alimentare
- Protecție împotriva descărcărilor
- Protecția dispozitivelor
- Măsurarea sarcinilor
- Monitorizarea energiei
Cum se realizează cablarea și instalarea? Unitatea funcțională de conectare
- Intrare cablu
- Conexiune de putere pentru alimentare
- Multiplexare și distribuție a potențialului
- Conexiune de date
- Priză și conexiune USB pentru întreținere
Glosar Termeni de specialitate și abrevieri explicate simplu
Fiecare domeniu de afacere dezvoltă un limbaj și o terminologie proprie, un prim motiv fiind denumirea tehnologiilor nou dezvoltate. Aici găsești explicații referitoare la termenii și abrevierile utilizate frecvent din domeniul mobilității electrice:
Autovehicule
- EV: Vehicul electric. Termen colectiv pentru toate vehiculele alimentate complet sau parțial electric.
- BEV: Vehicul electric cu baterie. Vehicul alimentat pur electric a cărui energie de antrenare este stocată sub formă chimică în baterii.
- HEV: Vehicul electric hibrid. Vehicul care are atât un motor cu ardere, cât și un sistem de antrenare electric cu baterie.
- PHEV: Vehicul electric hibrid plug-in. La fel ca HEV, dar bateria poate fi încărcată și extern printr-un conector pentru vehicul.
Conectori pentru vehicul și prize de încărcare
- Priză de intrare: priză de încărcare a EV în care se introduce conectorul pentru vehicul. Denumită și mufă de intrare pentru vehicul.
- Conector: conector pentru vehicul care se introduce în priza de încărcare a vehiculului electric. Denumit și conector pentru vehicul.
- Plug: conector pentru vehicul care se introduce în priza de încărcare a stației de încărcare. Denumit și priză de infrastructură.
- Priză de încărcare: priză stație de încărcare, la care se conectează un autovehicul printr-un cablu de încărcare pentru curent alternativ portabil și care se încarcă conform modului de încărcare 3, cazul B. Denumită și priză de încărcare pentru infrastructură.
Moduri și standarde de încărcare
- Încărcare curent alternativ: încărcare cu curent alternativ monofazic sau trifazic (mod de încărcare 1, 2 sau 3).
- Încărcare curent continuu: încărcare cu curent continuu (mod de încărcare 4).
- CCS: Combined Charging System: sistem de conexiuni pentru încărcare tip 1 și tip 2, în care este posibilă atât încărcarea cu curent alternativ, cât și încărcarea cu curent continuu cu o singură priză de intrare pentru vehicul.
- Combo: denumire învechită pentru CCS.
- Tip 1: geometrie de conector pentru vehicul pentru America de Nord și alte regiuni, descrisă în standardele SAE J1772 și IEC 62196-3.
- Tip 2: geometrie de conector pentru vehicul pentru Europa și alte regiuni, descrisă în standardul IEC 62196-3.
- GB/T: standarde naționale chineze. Standardul GB/T 20234 descrie geometria de conector pentru vehicul pentru China.
- HPC: High Power Charging, cunoscută și ca încărcare ultra-rapidă. Încărcare cu curent continuu cu puteri de la 150 kW. În prezent, este posibilă răcirea cu lichid pentru CCS tip 1 și CCS tip 2 de până la 500 kW.
- MCS: Megawatt Charging System. Standard de încărcare pentru încărcarea cu curent continuu a vehiculelor utilitare cu puteri de până la 3,75 MW.
- V2G: Vehicle-to-Grid, mod de încărcare bidirecțională. Vehiculul nu numai că poate fi încărcat din rețeaua de alimentare, ci poate furniza, de asemenea, energie înapoi în rețea, dacă este necesar. Respectă standardul ISO 15118.
- V2H: Vehicle-to-Home. La fel ca V2G, dar vehiculul poate fi utilizat ca o baterie suplimentară pentru domiciliu. Energia emisă de vehicul nu curge înapoi în rețea, ci este utilizată pentru a maximiza autonomia (alimentarea proprie) casei.
Infrastructură de încărcare
- Punct de încărcare: posibilitate de conectare și încărcare a unui vehicul. O stație de încărcare are unul sau mai multe puncte de încărcare.
- Sistem de încărcare: interacțiunea tuturor componentelor tehnice în interiorul unei stații de încărcare (electromecanice, electronice, software) care sunt necesare pentru încărcarea unui vehicul.
- Stație de încărcare pentru domiciliu: sistem de încărcare pentru montare pe perete cu carcasă specifică producătorului. În special pentru încărcarea cu curent alternativ privată în zona casei cu până la 11 sau 22 kW, de exemplu în garaj sau în carport.
- Stație de încărcare/stâlp de încărcare: sistem de încărcare autonom cu carcasă specifică producătorului. În special pentru încărcarea publică sau semipublică cu curent alternativ și/sau curent continuu, inclusiv sistem de facturare, de exemplu la hoteluri sau supermarketuri.
- EVSE: Electric Vehicle Supply Equipment: vezi stația de încărcare pentru domiciliu și stația de încărcare.
- Parc de încărcare: mai multe stații de încărcare publice sau semipublice, interconectarea,de exemplu pe autostrăzi sau în parcări acoperite.
- CPO: Charging Point Operator: compania sau persoana juridică care operează puncte de încărcare sau parcuri de încărcare individuale și care facturează utilizatorii vehiculului pentru energia încărcată.
Comunicații și controler
- CP: Control Pilot. Contact de semnalizare sau linie de semnal în cablul de încărcare de tip 1, tip 2 și GB/T. Acesta este utilizat pentru transmiterea informațiilor de control între stația de încărcare și vehicul.
- PP: Proximity Pilot. Contact de semnalizare sau linie de semnal în cablul de încărcare de tip 2. Acesta oferă vehiculului informații privind încărcarea cu un anumit curent de încărcare, astfel încât imobilizatorul să fie activat.
- CC: Connection Confirmation. Contact de semnalizare sau linie de semnal în cablul de încărcare GB/T. Acesta oferă vehiculului informații privind încărcarea cu un anumit curent de încărcare, astfel încât imobilizatorul să fie activat.
- CS: Connection Switch. Contact de semnalizare sau linie de semnal în cablul de încărcare de tip 1. Anunță stația de încărcare atunci când pârghia de blocare de la nivelul conectorului pentru vehicul a fost acționată, astfel încât aceasta să întrerupă curentul de încărcare.
- IC-CPD: In-Cable-Control-and-Protection-Device. Un echipament de control și protecție integrat în cablul de încărcare. Acesta permite încărcarea cu curent alternativ monofazic conform modului de încărcare 2 la prizele casnice cu puteri de până la 3,6 kW.
- Backend: permite CPO-ului operarea punctelor sale de încărcare pe partea de software. Aceasta include administrarea utilizatorilor, procesarea plății (de obicei prin intermediul unui furnizor terț) și monitorizarea tehnică a punctelor de încărcare prin intermediul unui cloud.
- OCPP: Open Charge Point Protocol. Servește pentru comunicarea dintre stația de încărcare și sistemul backend.
- PnC: Plug-and-Charge. Simplifică procesul de încărcare prin faptul că autentificarea și facturarea se execută automat în fundal. Respectă standardul ISO 15118.