Крайното ръководство за EV Стандарти за зареждане: От щепсели към протоколи

Разбиране на трите нива на EV Зареждане

Процесът на избор на подходящо зарядно оборудване за кондуктивно зареждане започва с познаването на трите основни режима на зареждане и нива на подаване на мощност. Нивата имат специфично търговско и жилищно приложение в зависимост от напрежението, изходната мощност и средното време на престой на превозното средство.

• Ниво 1 зареждане Това е най-простият вид захранване, което използва стандартни домакински контакти с променлив ток. Те се използват в 120-волтова верига в Северна Америка. Тъй като изходната мощност е много ниска, обикновено между 1.4 и 1.9 киловата, скоростта на зареждане е много ниска, допринасяйки само за няколко мили пробег на час. Това ниво е силно жилищно по своята същност и е приложимо само в случай на аварийно резервно захранване или зареждане през нощта и на практика няма търговска употреба.
• Ниво 2 зареждане Това е основата на обществената и търговската инфраструктура с променлив ток. Тези устройства работят на вериги от 208 до 240 волта с мощност от 3 до 19 киловата. Те са най-подходящи за места, където превозните средства са паркирани за няколко часа, като офис сгради, търговски центрове, хотели и многофамилни жилищни комплекси. За собствениците на бизнес, устройствата от ниво 2 предлагат чудесен компромис между достъпен монтаж и предлагане на ценна услуга, която ще привлече клиенти и ще ги задържи в обекта.
• Бързо зареждане с постоянен токНарича се още Ниво 3 или бързо зареждане с постоянен ток, не преминава през бордовия конвертор на превозното средство, а вместо това доставя зареждане с постоянен ток директно към ev батерия. Работещи при максимално напрежение от 400 до 1000 волта. Тези мощни станции, които работят на 400 до 1000 волта, произвеждат между 50 и 350 киловата и могат да заредят батерия между 20 и 80 процента за по-малко от тридесет минути. Капиталовите инвестиции за бързо зареждане с постоянен ток са много високи и са приложими само в магистрални коридори, депа за търговски автопаркове и специализирани центрове за бързо зареждане, където основният бизнес модел е бързото зареждане на превозните средства.

Проста разбивка на глобалното EV Видове щепсели

За да ви позволи да се ориентирате в разпокъсания свят на EV зареждане, таблицата по-долу ще сравни директно основните типове конектори, техните уникални физически характеристики и водещите автомобилни производители на ключовите пазари по света.

Важно е да се познават физическите вариации и регионалното приложение на тези конектори, за да се инсталира подходяща инфраструктура за зареждане.

Стандартът bulky ccs combo (CCS1) в Северна Америка просто въвежда два огромни DC пина под 5-пиновия AC конектор тип 1. Пазарът бързо се насочва към NACS поради обемистия си размер, NACS има уникалното предимство да интегрира AC и DC функционалност в един, много малък и лек конектор.

Конекторът тип 2 със своята 7-пинова форма и неговият вариант за бързо зареждане, CCS2, се използват универсално в целия Европейски съюз. Основното му предимство е, че може да се използва за поддръжка на трифазно захранване за много по-бързо зареждане на променлив ток, а CCS2 може лесно да се разшири с два DC пина отдолу, за да се образува ефективен, единен стандарт.

Япония и Китай имат различен физически подход, при който напълно разделят променливотоковото и постояннотоковото захранване. Япония използва променливотоков щепсел с огромен, специален CHAdeMO конектор, докато Китай използва собствена система GB/T с два щепсела. Основният недостатък на такива системи е, че се нуждаят от два напълно различни порта за зареждане на превозните средства, което заема повече място и прави производствения процес по-сложен.

При избора на зарядно устройство трябва да сте много стриктни в съчетаването на местния автомобилен парк на целевия ви географски пазар, за да предотвратите наличието на безполезни активи. В случай на оператори на развиващи се пазари, които внасят комбинация от глобални превозни средства, най-интелигентният подход е да инвестират в станции с модулни кабели или да имат висококачествени физически адаптери на място. Това ще гарантира, че ще можете да обслужвате най-голям брой клиенти, без да прогонвате шофьорите.

Възходът на NACS и преминаването от CCS

Северноамериканският стандарт за зареждане (NACS), който първоначално е бил патентован конектор на Tesla, е изградил огромна потребителска база поради малкия си размер и изключително надеждната мрежа от компресори. След като Tesla пусна дизайна в отворен код в края на 2022 г., големи производители на автомобили като Ford, GM и Rivian бързо обещаха да преминат към NACS за бъдещите си електрически превозни средства. NACS вече е стандартизиран като SAE J3400 и бързо придоби огромно господство над по-тежкия CCS конектор в Северна Америка.

Физически адаптери са използвани за преодоляване на първоначалните страхове относно достъпа до зареждане от страна на настоящите собственици на автомобили със зарядни станции (CCS). Автомобилните производители вече продават адаптери NACS-CCS, които позволяват на по-старите автомобили да имат директен достъп до обширната мрежа на Tesla Supercharger. Тази промяна не маргинализира собствениците на CCS, а вместо това им дава повече опции за бързо зареждане и много по-малко безпокойство относно пробега.

Мрежи за зареждане на трети страни, като Electrify America и EVgo, предприемат двулентов подход, за да подкрепят този преход. През следващите 5-10 години новите бързи зарядни устройства с постоянен ток ще бъдат оборудвани както с NACS, така и с CCS кабели, а съществуващите ще бъдат модернизирани. Това ще защити първоначалните инвестиции в инфраструктура и ще осигури безпроблемно зареждане за всички. EV двигатели по време на прехода на индустрията.

Съобщение за интелигентните зарядни устройства: OCPP и Plug & Charge

Хардуерът е половината битка, но софтуерът, който управлява хардуера, определя реалното преживяване на потребителя и дали можете да монетизирате актива или не. Индустрията е базирана на стандартизирани протоколи, за да се гарантира, че операторите не са обвързани с един доставчик на софтуер.

Протоколът за отворени зарядни точки (Open Charge Point Protocol) е безспорният универсален език в индустрията. Той определя комуникацията на физическите зарядни станции с централизирания софтуер за управление, базиран в облака. Операторите гарантират, че могат да сменят доставчиците на софтуер по всяко време, като изискват хардуер, сертифициран по най-новата версия на този протокол, и не е необходимо да демонтират и подменят скъпа физическа инфраструктура. Той ви осигурява пълен контрол върху фактурирането, дистанционна диагностика и управление на натоварването.

Паралелно с него е международният стандарт за комуникация между превозното средство и зарядната станция, ISO 15118. Този стандарт улеснява дългоочакваната функция Plug and Charge. Plug & Charge е цифрово ръкостискане, вместо да кара водача да плъзга кредитна карта или да се затруднява с приложение за смартфон. След като кабелът бъде поставен в превозното средство, станцията автоматично идентифицира автомобила, удостоверява свързаната с него финансова сметка и автоматично стартира сесията на зареждане. Освен това, този стандарт е в основата на технологията Vehicle-to-Grid, при която енергията може да се изпраща обратно към акумулатора на автомобила, за да се стабилизира локалната електропреносна мрежа по време на пиково търсене.

Значението на 97% непрекъсната работа и прозрачността на плащанията

Правителствата по целия свят инвестират милиарди долари в инфраструктура, но има строги условия за експлоатация. Най-съществената пречка пред приемането на електрическите превозни средства в миналото са били ненадеждните мрежи за зареждане, а регулаторните органи са въвели нови строги разпоредби относно надеждността и потребителското изживяване.

В Съединените щати и в Европа, съгласно Националната програма за инфраструктура за електрически превозни средства и Регламента за инфраструктурата за алтернативни горива, публично финансираните станции са длъжни да поддържат минимум 97 процента време на работа. Това означава, че зарядното устройство трябва да е в напълно работно състояние и да може да освобождава енергия почти 24 часа в годината. Невъзможността за постигане на тази мярка може да доведе до загуба на финансиране и сериозни финансови глоби. По този начин операторите са принудени да инвестират в качествен хардуер с добра вътрешна диагностика и да си сътрудничат със сервизни мрежи, които могат да извършват бързи ремонти на място.

Прозрачността при плащането също е направена законово изискване. Дивият запад на затворените собствени карти за членство отдавна е отминал. Настоящите закони изискват всяко публично достъпно бързо зарядно устройство да има безконтактни четци за кредитни и дебитни карти. Освен това цената трябва да бъде показана по открит и разбираем начин, или на екран, или на голям физически дисплей, преди потребителят да започне сесия, и обикновено се таксува на киловатчас. Тези нужди от хардуер за плащане трябва да бъдат придружени от ефективни мерки за киберсигурност, които биха защитили финансовата информация на потребителите и биха предотвратили по-голямата мрежа от злонамерени цифрови атаки.

Проектиране за всички: Правила на ADA и достъпност

Изграждането на мрежата за зареждане от висок клас предполага, че всички шофьори, независимо от физическите им възможности, трябва да могат да използват оборудването самостоятелно. Достъпността не е квадратче, което трябва да се отмята, а по-скоро изискване за проектиране, което се регулира от законодателство като Закона за американците с увреждания в Съединените щати и стандарти като PAS 1899 в Обединеното кралство.

Във физическото разположение на местата за паркиране, зоните за паркиране трябва да са достатъчно широки, за да позволяват преминаването на хора в инвалидни колички и микробуси със странично товарене. Маршрутът между автомобила и зарядната станция трябва да е напълно без бордюри, стъпала или ограничители за колела.

Дори хардуерът трябва да е с високи ергономични стандарти. Кабелите за постоянен ток, които са тежки и се охлаждат с течност, трябва да имат сложни системи за управление на кабелите, например прибиращи устройства или въртящи се рамена, така че конекторът да може да се издърпва надолу и да се поставя с една ръка, с минимални физически усилия. Също така, всички интерактивни функции, като сензорни екрани и четци на карти, трябва да бъдат разположени на достъпна височина, обикновено не по-висока от 48 см над земята. И накрая, мястото трябва да има ярко и равномерно осветление, което е безопасно през нощта и намалява отблясъците на екраните на зарядното устройство.

Сертификати за основна безопасност и оценки за атмосферни влияния

Зарядните устройства за електрически превозни средства са промишлено оборудване с високо напрежение и са изложени на най-суровите условия на околната среда, които можете да си представите. Те трябва да могат да работят перфектно в пареща жега, сняг и проливен дъжд. Външните им корпуси трябва да отговарят на високи стандарти за опазване на околната среда, за да оцелеят.

Очаква се външните зарядни устройства в Северна Америка да имат рейтинг NEMA 4, докато в международен план се очаква рейтинг IP65 или IP66. Тези рейтинги потвърждават, че корпусът е непревземаема крепост срещу прах, носен от вятъра, силен дъжд и директни водни струи.

Елементите за електрическа безопасност не подлежат на вътрешно обсъждане. Оборудването трябва да бъде сертифицирано от утвърдена тестова лаборатория, например UL 2202 в САЩ или IEC 61851 в световен мащаб. Тези стандарти гарантират, че вътрешните контактори, тежкотоварните прекъсвачи, които буквално отварят и затварят електрическата верига, са оценени на хиляди цикли на високо натоварване без повреда или заваряване. Освен това, устройствата трябва да бъдат оборудвани с най-новото оборудване за остатъчен ток, което непрекъснато ще проверява най-малкия електрически теч и автоматично ще изключи захранването в случай на открита повреда, като по този начин гарантира, че потребителят няма да бъде ударен от токов удар, дори когато стои в локва по време на буря. Именно в преодоляването на тези строги стандарти за безопасност и метеорологични условия се крият високото ниво на инженерство и солидният дизайн на... BENY EV зарядно устройствоблясък.

Какво следва: Мегаватово зареждане и безжични технологии

С началото на стабилизирането на стандартите за зареждане на пътническите превозни средства, инженерният акцент в индустрията се измества към следващия етап: тежък търговски транспорт и автоматизирано удобство.

Системата за зареждане Megawatt е в последната фаза на стандартизация. Този конектор е истинският тежък товарач в индустрията, тъй като е проектиран да пасва на тежкотоварни електрически камиони и търговски фериботи от клас 8. Той е проектиран да осигурява до 3.75 мегавата мощност - работи на 1250 волта и 3000 ампера. Този исторически напредък в мощността ще позволи на огромни камиони за дълги разстояния да презаредят стотици мили пробег с необходимата тридесетминутна почивка за водача, променяйки напълно логистичната индустрия.

Същевременно, Обществото на автомобилните инженери завършва стандарта SAE J2954 за безжичен пренос на енергия. Тази технология включва използването на магнитна индукция между подложка, вградена в настилката, и приемник, инсталиран под превозното средство. Въпреки че в момента се използва при по-ниски скорости от ниво 2, стандартизацията на тази технология отваря вратата към бъдеще, в което превозните средства могат автоматично да паркират над определена зона, за да започнат зареждането, без използването на кабели, и по същество премахва много от проблемите с физическата достъпност, които съществуват в момента.

Заключение

Създаването на печеливша и стабилна мрежа за зареждане на електрически превозни средства е практика на стриктно управление на риска и ориентиран към бъдещето системен дизайн. То включва надникване зад физическия контакт и отчитане на сложната мрежа от софтуерни протоколи, изискванията за време на работа, достъпния дизайн на обекта и негъвкавите сертификати за безопасност.

Операторите могат да защитят капиталовите си инвестиции от остаряване, като научат уникалните функции на различните нива на зареждане, приемат прехода към общи стандарти за конектори и настояват за оборудване, което комуникира универсалния език на отворените протоколи. Сътрудничеството с утвърдени, вертикално интегрирани производители означава, че вашата инфраструктура не само отговаря на настоящите, взискателни глобални изисквания за съответствие, но е проектирана да се справи с нуждите на електрифицираната икономика на утрешния ден. Стандартите са установени; втората стъпка е внедряването.

Въпроси и Отговори