תקני הטעינה העיקריים בעולם לטעינת רכב חשמלי

הסבר מפורט על הסטנדרטים המובילים בעולם של מחברי טעינת רכב חשמלי

ברור שרכבי אנרגיה חדשים מבוססי חשמל טהורים הפכו לטרנד הכללי בתעשיית הרכב. עם זאת, במצב הנוכחי שקשה לבצע פריצות דרך בטכנולוגיית הסוללות בפרק זמן קצר, כלי רכב חשמליים פרסו באופן נרחב מתקני טעינה, בתקווה לפתור את הדאגות של בעלי המכוניות באמצעות ציוד טעינה מספיק. מחבר הטעינה של הרכב החשמלי, כמרכיב מכריע בציוד הטעינה, עמד בפני עימות ישיר בגלל תקנים שונים במדינות שונות. כאן אנו מסדרים עבורכם את התקנים השונים של מחברי הטעינה לרכב חשמלי.

1. קומבו

שקע הקומבו יכול לאפשר טעינה איטית וטעינה מהירה של רכבים חשמליים. כיום זהו סוג השקעים הנפוץ ביותר באירופה, כולל אאודי, ב.מ.וו, קרייזלר, דיימלר, פורד, GM, פורשה ופולקסווגן, כולם מצוידים ב-SAE (אגודה של מהנדסי רכב). ) פיתח ממשק טעינה.

ב-2 באוקטובר 2012, הטיוטה המתוקנת של SAE J1772, אשר הוצבעה על ידי חברי ועדת SAE הרלוונטיים, הפכה לתקן הטעינה DC הרשמי היחיד בעולם. הליבה של הממוצע לטעינה מהירה DC ​​המבוססת על הגרסה של J1772 היא המחבר המשולב.

הגרסה הקודמת של התקן (תוצרת 2010) ציינה את מחבר J1772 הבסיסי לטעינת AC, עם רמות טעינה נמוכות יותר (AC Level1 עבור 120V ו-Level2 עבור 240V). מחבר בסיסי זה נמצא בשימוש נרחב כיום ותואם לרכבים חשמליים של ניסאן ליף, שברולט וולט ומיצובישי i-MiEV. בנוסף לכל הפונקציות המקוריות, ל-Combo Connector בתקן J1772 החדש שנוסח בשנת 2012 יש שני פינים נוספים, שניתן להשתמש בהם לטעינה מהירה DC, אך הוא אינו תואם לייצור הנוכחי של רכבים חשמליים ישנים.

יתרונות: היתרון המשמעותי ביותר של ה-Combo Connector הוא שבעתיד יצרני רכב יוכלו להשתמש בשקע בדגמים החדשים שלהם, לא רק עבור מחבר AC בסיסי מהדור הראשון, בגודל קטן יותר, אלא גם עבור הדור השני, בגודל גדול יותר. Combo Connector, האחרון יכול לספק זרמי DC ו-AC כאחד, בטעינה בשתי מהירויות שונות.

חסרונות: מצב טעינה מהירה דורש עמדת טעינה שתספק עד 500 וולט ו-200 אמפר זרם.

2. טסלה

למכוניות טסלה יש סט תקני טעינה משלהן, בטענה שהן יכולות לרוץ יותר מ-300 קילומטרים ב-30 דקות. לכן, לשקע הטעינה שלו קיבולת מקסימלית של 120kw וזרם מקסימלי של 80A.

נכון לעכשיו, לטסלה יש 908 תחנות Supercharger בארצות הברית. על מנת להיכנס לסין, טסלה הקימה גם 7 עמדות טעינה במדינה שלי, 3 בשנגחאי, 2 בבייג'ינג, 1 בהאנגג'ואו ואחת בשנג'ן. בנוסף, על מנת להשתלב טוב יותר באזורים שונים, טסלה מתכננת לנטוש את השליטה בתקני הטעינה ולאמץ את התקנים הלאומיים של מדינות שונות, אשר יושמו בסין.

יתרונות: טכנולוגיה מתקדמת, יעילות טעינה גבוהה.

חסרונות: בניגוד לסטנדרטים הלאומיים של מדינות שונות, קשה להגדיל את המכירות ללא פשרות; יעילות הטעינה תפחת לאחר פשרה, וזו דילמה.

3. CCS

על מנת לשנות את הסטטוס קוו של תקני ממשק טעינה כאוטי, שמונה היצרניות האמריקאיות והגרמניות הגדולות, פורד, GM, קרייזלר, אאודי, ב.מ.וו, מרצדס בנץ, פולקסווגן ופורשה, הוציאו "מערכת טעינה משותפת" ב-2012. "מערכת טעינה משולבת" (Combined Charging System), תקן "CCS".

"מערכת הטעינה המשותפת" יכולה לאחד את כל ממשקי הטעינה הקיימים, כך שניתן להשלים ארבעה מצבים של טעינת AC חד פאזית, טעינת AC תלת פאזית מהירה, טעינת DC ביתית וטעינת DC מהירה במיוחד באמצעות ממשק אחד.

AE בחרה במערכת הטעינה המשולבת כסטנדרט שלה, ובנוסף ל-SAE, גם איגוד יצרני הרכב האירופי (ACEA) הודיע ​​כי בחר במערכת הטעינה המשולבת כממשק הטעינה DC/AC לשימוש בכל התוספים נמכר באירופה החל משנת 2017. רכב חשמלי. מאז שגרמניה וסין איחדו את תקני הטעינה לרכבים חשמליים בשנה שעברה, סין הצטרפה גם למחנה האירופאי והאמריקאי, והביאה הזדמנויות חסרות תקדים לפיתוח כלי רכב חשמליים בסין. Zinoro 1E, Audi A3e-Tron, BAIC E150EV, BMW i3, Denza, Volkswagen e-up, Changan Yidong EV ו-SmartEV שייכים כולם למחנה הסטנדרטי "CCS".

יתרונות: ב.מ.וו, דיימלר ופולקסווגן, שלוש יצרניות הרכב הגרמניות, יגדילו את השקעתם בכלי רכב חשמליים בסין, ויתכן שתקן CCS יתאים יותר לסין.

חסרונות: רכבי EV התומכים בתקן "CCS" נמכרים במספרים קטנים או רק מתחילים להימכר.

4. CHAdeMO

CHAdeMO הוא הקיצור של CHArge de Move. זהו שקע CHAdeMO הנתמך על ידי ניסאן ומיצובישי מוטורס ביפן. CHAdeMO בתרגום מיפנית פירושו "זמן הטעינה קצר כמו הפסקת קפה". שקע טעינה מהירה DC ​​זה יכול לספק קיבולת טעינה מקסימלית של 50kw.

דגמי EV התומכים בתקן טעינה זה כוללים את ניסאן ליף, מיצובישי אאוטלנדר פלאג-אין היברידית, סיטרואן C-ZERO, פיג'ו iON, סיטרואן ברלינגו, פיג'ו פרטנר, מיצובישי i-MiEV, מיצובישי MINICAB-MiEV, מיצובישי MINICAB-MiEV Fit Truck, Honda Fit Truck. גרסה חשמלית, מאזדה DEMIOEV, סובארו סטלה פלאג-אין היברידית, ניסאן eEV200 ועוד. יש לציין כאן שלרכבים חשמליים ניסאן ליף ומיצובישי i-MiEV שני שקעי טעינה שונים, אחד מהם מתאים למחבר הבסיסי J1772, שהוא מחבר הקומבו שהוצג בחלק הראשון; השני מתאים למחבר הסטנדרטי המקורי של CHAdeMO של יפן.

שיטת הטעינה המהירה שאומצה על ידי CHAdeMO מוצגת באיור, והזרם נשלט על ידי אות ה-CAN bus של המכונית. כלומר תוך ניטור מצב הסוללה, מחושב הערך הנוכחי הנדרש לטעינה בזמן אמת, ונשלחת הודעה למטען דרך קו התקשורת; המטען המהיר מקבל את הפקודה הנוכחית מהמכונית בזמן ומספק את הזרם בהתאם לערך שצוין.

באמצעות מערכת ניהול הסוללה, מנוטר מצב הסוללה והזרם נשלט בזמן אמת, המממש את כל הפונקציות הנדרשות לטעינה מהירה ובטוחה, ומבטיח שהטעינה אינה מוגבלת על ידי האוניברסליות של הסוללה. ביפן הוכנסו לשימוש 1,154 מטענים מהירים המותקנים לפי תקן CHAdeMO. בארצות הברית, גם עמדות הטעינה של CHAdeMO זכו ל"רשת". הנתונים העדכניים ביותר של משרד האנרגיה האמריקאי מראים שיש 1,344 עמדות טעינה מהירה של CHAdeMO AC בארצות הברית.

יתרונות: בנוסף לקו בקרת הנתונים, CHAdeMO משתמש גם באפיק CAN כממשק התקשורת. בשל חסינות הרעש המעולה שלו ויכולת זיהוי השגיאות הגבוהה, יציבות התקשורת והאמינות גבוהות. רקורד בטיחות הטעינה הטוב שלו אושר על ידי התעשייה.

חסרונות: CHAdeMO תוכנן במקור להספק טעינה של 100 קילוואט, והמחבר מגושם מאוד, אך הספק המוצא במכונית הטעינה עומד על 50 קילוואט בלבד.

5. GB/T20234

בשנת 2006, סין פרסמה את "הדרישות הכלליות לתקעי טעינה מוליכים של רכב חשמלי, שקעים, מצמדי רכב ושקעי רכב" (GB/T20234-2006). תקן לאומי זה מציין את זרם הטעינה כ-16A, 32A ו-250A AC. שיטת הסיווג של חיבור עם 400A DC נשענת בעיקר על התקן שהוצע על ידי הנציבות האלקטרוטכנית הבינלאומית (IEC) בשנת 2003, אך תקן זה אינו מפרט את מספר פיני החיבור, הגודל הפיזי והגדרת הממשק של ממשק הטעינה.

בשנת 2011 הציגה סין את התקן המומלץ GB/T20234-2011, שהחליף חלק מהתוכן ב-GB/T20234-2006, שקבע שמתח ה-AC המדורג לא יעלה על 690V, התדר צריך להיות 50Hz , והזרם המדורג לא יעלה על 250A; המתח המדורג DC לא יעלה על 250A. לא יותר מ-1000V, זרם נקוב לא יותר מ-400A.

יתרונות: בהשוואה לגרסת 2006 של התקן הלאומי, פרמטרים נוספים של ממשק הטעינה מכוילים בפירוט.

חסרון: הסטנדרט עדיין לא מושלם. בנוסף, זהו תקן מומלץ בלבד, והוא אינו נאכף.

6. דור חדש של מערכת טעינה ChaoJi

ב-2020, מועצת החשמל של סין ומועצת CHAdeMO ישיקו במשותף את עבודת המחקר על מסלול פיתוח התיעוש של ChaoJi, ויוציאו את "הספר הלבן של טכנולוגיית ChaoJi Conductive Charging ChaoJi של רכב חשמלי" ותקן CHAdeMO3.0 בהתאמה .

מערכת הטעינה של Chao Ji תואמת קדימה ואחורה. ערכת מעגלי בקרה והדרכה חדשה נוצרה, ומתווסף עיצוב אות צומת קשיח. כאשר מתרחשת תקלה, הסמפור משמש כדי להודיע ​​במהירות לקצה הנגדי כדי לתת תגובה מהירה בזמן כדי להבטיח את בטיחות הטעינה. צור מודל בטיחות של המערכת כולה, ייעל את ביצועי ניטור הבידוד והבהרת סדרה של בעיות בטיחות כגון I2t, קיבול y, בחירת מוליכי PE, קיבולת קצרים מקסימלית וניתוק PE. במקביל, מערכת הניהול התרמית מוערכת ומתוכננת מחדש, ומוצעת שיטת בדיקה של התקן חיבור הטעינה.

ממשק הטעינה של Chao Ji מאמץ 7-עיצוב פנים קצה פינים, רמת המתח יכולה להגיע ל-1000 (1500) וולט, והזרם המרבי יכול להגיע ל-600A. ממשק הטעינה של ChaoJi נועד להקטין את הגודל הכולל, לייעל את סובלנות ההתאמה, להקטין את גודל מסוף החשמל ולעמוד בדרישות הבטיחות IPXXB. במקביל, מתוכנן המדריך הפיזי לחיבור ולניתוק מהחשמל המעמיק את עומק ההחדרה של מוביל הקצה הקדמי של השקע ועונה על דרישות ארגונומיות.

מערכת הטעינה של Chao Ji אינה מתייחסת רק לממשק טעינה בעל הספק גבוה, היא קבוצה של פתרונות טעינה שיטתיים של רכב חשמלי חשמלי, כולל מעגל בקרה והיגוי, פרוטוקול תקשורת, עיצוב ותאימות של מכשיר החיבור, בטיחות הטעינה מערכת, ניהול תרמי בהספק גבוה בתנאי הפעלה וכו'. מערכת הטעינה של Chao Ji היא פתרון מאוחד לעולם כך שניתן להחיל את אותו רכב חשמלי על מערכת הטעינה של המדינה המקבילה במדינות שונות.

לְסַכֵּם

בשל ההבדלים במותגים של רכבי אנרגיה חדשים בשוק כיום, תקני ציוד הטעינה החלים אינם זהים, וסוג יחיד של מבנה מחבר טעינה אינו יכול לעמוד בכל הדגמים. בנוסף, הטכנולוגיה בתחום רכבי האנרגיה החדשים עדיין מבשילה. ערימות הטעינה ומערכות חיבור הטעינה של יצרני רכב רבים עדיין מתמודדות עם עיצוב מוצר לא יציב, סכנות בטיחותיות פוטנציאליות, טעינה חריגה וערימות רכב ביישומים מעשיים והזדקנות סביבתית. אי התאמה, תקני בדיקה חסרים וכו'.

כיום, חברות רכב במדינות שונות הבינו בהדרגה ש"תקנים" הם הגורם המרכזי המשפיע על סיכויי הפיתוח של כלי רכב חשמליים. בשנים האחרונות, תקן הטעינה העולמי עבר בהדרגה מ"מגוון" ל"ריכוזי". עם זאת, על מנת לממש באמת את איחוד תקני הטעינה, נדרשים בנוסף לתקני הממשק גם תקני תקשורת עדכניים. הראשון קשור לשאלה האם המחברים מותאמים, והשני משפיע על האם ניתן להפעיל את התקע כאשר הוא מוכנס. יש עוד דרך ארוכה לעבור כדי לאחד את תקני הטעינה לרכבים חשמליים. הן חברות הרכב והן הממשלות צריכות להמשיך "לפתוח את הגישה שלהן" לפני שלרכב חשמלי יהיה עתיד. צפוי כי הכוח המוביל במדינה שלי בדחיפת תקן טכנולוגיית ההולכה של ChaoJi עבור כלי רכב חשמליים ימלא תפקיד גדול יותר בעתיד.