Укључено електрично возило

Како се свет спрема да покрене ЕВ револуцију, још увек је тачно да је стопа прилагођавања спора. Електрична возила (ЕВ), иако су зеленији, углађенији и јефтинији начин превоза, још увек нису практични. Разлог су две речи, Цена и Екосистем. Тренутно се ЕВ-ови по цијени знатно поклапају са бензинским аутомобилима што га чини мање значајним избором за купце, а напредак технологије батерија и владине шеме срушиће трошкове ЕВ-а у будућности.

Други део би био, не постоји одговарајући екосистем да купци користе електрично возило без много муке. Са „Екосистемом“ мислим на станице за пуњење да би вам напунили електрични аутомобил када останете без сока из батерије. Замислите да користите бензинско возило када у вашем граду нема бензинских пумпи, а једино место које можете да напуните је код куће, додајући да ће вам требати најмање 6-8 сати за пуњење типичног електричног возила. Многе компаније као што су Тесла, ЕВго, пуњач итд. Већ су препознале овај проблем постављањем пунионица широм земље. Са земљама попут Холандије, које су обећале да ће се одрећи бензинског мотора до 2035. године, сигурно је да ће путеви будућности бити замењени електричним возилима изнад мотора са унутрашњим сагоревањем и пуно ЕВ станица за пуњење би се појавило око нас.

Али, како раде ЕВ станице за пуњење ? Да ли једна станица за пуњење може напунити све врсте електричних возила? Које су врсте пуњача за електрична возила ? Који се протоколи следе за ЕВ пуњаче? У овом чланку разговараћемо о одговору на сва ова питања и такође ћемо разумети шта чини станица за пуњење електричних возила и подсистеми иза ње. Пре него што наставите даље, прочитајте о батеријама које се користе у електричном возилу и како функционише систем управљања батеријама у електричном возилу.

Опрема за напајање електричних возила (ЕВСЕ)

Опрема која чини станицу за пуњење електричних возила заједнички се назива Опрема за напајање електричних возила (ЕВСЕ). Израз је популарнији и не односи се само на станице за пуњење. Неки га називају и ЕЦС, што је скраћеница од Електрична станица за пуњење.

ЕВСЕ је дизајниран и конструисан за пуњење батерија помоћу мреже за испоруку напајања; ови пакети батерија могу бити присутни у електричном возилу (ЕВ) или у прикључном електричном возилу (ПЕВ). Напајање, конектор и протокол за ове ЕВСЕ ће се разликовати у зависности од његовог дизајна о чему ћемо разговарати у овом чланку.

Уграђени пуњачи и станице за пуњење

Пре него што закорачимо у станице за пуњење, важно је разумети шта је присутно унутар ЕВ-а и на који ће део пуњач бити повезан. Већина ЕВ данас долази са уграђеним пуњачем (ОБЦ), а произвођач такође нуди и пуњач заједно са возилом. Купац може да користи ове пуњаче заједно са уграђеним пуњачем за пуњење свог електричног возила из своје кућне утичнице чим га врати кући. Али ови пуњачи су врло основни и не испоручују се са напредним функцијама, па би обично требало око 8 сати да се напуни типични ЕВ.

Типови ЕВ пуњача (ЕВСЕ)

Станице за пуњење могу се широко класификовати у две врсте, АЦ пуњач и ДЦ пуњач.

АЦ станица за пуњење као што назив имплицира даје АЦ Повер формирати мрежу на ЕВ који се затим претвара у ДЦ помоћу на плочи пуњач за возило. Ови пуњачи се називају и пуњачи нивоа 1 и нивоа 2 који се користе у стамбеним и пословним местима. Предност АЦ станице за пуњење је у томе што ће уграђени пуњач регулисати напон и струју како је потребно за ЕВ, па стога станица за пуњење није обавезна да комуницира са ЕВ. Недостатакје његова мала излазна снага која повећава време пуњења. Типичан систем пуњења наизменичном струјом приказан је на доњој слици. Као што видимо да се наизменична струја из мреже напаја директно у ОБЦ путем ЕВСЕ-а, ОБЦ га затим претвара у једносмерну струју и пуни батерију путем БМС-а. Пилот жица се користи за откривање типа пуњача повезаног на ЕВ и подешавање потребне улазне струје за ОБЦ. О томе ћемо разговарати касније.

ДЦ станица за пуњење добија АЦ Повер формирати мрежу и претвара га у ДЦ напона и користи га пунити батерију директно да заобиђе на плочи пуњач (ОБС). Ови пуњачи обично производе високи напон до 600В и струју до 400А, што омогућава пуњење ЕВ за мање од 30 минута у поређењу са 8-16 сати на АЦ пуњачу. Они се такође називају пуњачима нивоа 3 и познатији као ДЦ брзи пуњачи (ДЦФЦ) или Супер пуњачи. Предност ове врсте пуњача је брзо време пуњења, а недостатак сложени инжењеринггде треба да комуницира са ЕВ-ом да би га напунио ефикасно и сигурно. Типични систем пуњења једносмерном струјом приказан је доле, као што видите, ЕВСЕ даје једносмерну струју директно у батерију заобилазећи ОБС. ЕВСЕ је распоређен у стекове да би обезбедио јаку струју, а један стек неће моћи да обезбеди велику струју због ограничења прекидача напајања.

Обично су пуњачи нивоа 1 намењени за стамбену употребу, то су пуњачи које произвођачи испоручују заједно са електричним возилом који се могу користити за пуњење електричног возила кроз стандардне кућне утичнице. Дакле, они раде на једнофазном напајању наизменичном струјом и могу да произведу било где између 12А и 16А, а потребно је око 17 сати да напуне ЕВ од 24кВХ. Ниво 1 пуњач нема много улогу у пуњење станице.

Ниво 2 Пуњач је обезбеђен као ажурирање за ниво 1 пуњача може ни да се инсталира у кући, на посебан захтев под условом кућу је подела фаза напајање или могу да се користе у јавним / комерцијалних станица за пуњење као добро. Ови пуњачи могу обезбедити излазну струју до 80А због високог улазног напона и могу напунити ЕВ за 8 сати. Ниво 3 пуњач или супер пуњачи су намењени само јавни станица за пуњење. Потребан им је вишефазни наизменични улаз из мреже и троши више од 240 кВ, што је готово 10 пута више од типичне клима јединице у нашем дому. Дакле, за рад ових пуњача потребна је посебна дозвола мреже.

На ниво 2 и ниво 3 пуњачи се сматра да су ефикаснији од нивоа 1 пуњача од АЦ / ДЦ и ДЦ / ДЦ конверзија одвија у самом ЕВСЕ. Због огромне величине и сложености пуњача нивоа 2 и нивоа 3, они се не могу уградити у ЕВ јер би то повећало тежину и смањило ефикасност ЕВ.

Тип станице за пуњење	Ниво пуњача	Напон и струја напајања наизменичном струјом	Пуњач	Време је за пуњење батерије од 24кВХ
АЦ станица за пуњење	Ниво 1 - резиденцијални	Једнофазна - 120 / 230В и ~ 12 до 16А	~ 1,44 кВ до ~ 1,92кВ	~ 17 сати
АЦ станица за пуњење	Ниво 2 - комерцијални	Подељена фаза - 208 / 240В и ~ 15 до 80А	~ 3,1 кВ до ~ 19,2 кВ	~ 8 сати
Станица за пуњење једносмерном струјом	Ниво 3 - Суперцхаргер	Једнофазна - 300 / 600В и ~ 400А	~ 120 кВ до ~ 240 кВ	~ 30 минута

Врсте конектора за пуњење ЕВ

Баш као што Европљани раде на 220В 50Хз, а Американци на 110В 60Хз, ЕВ такође имају различите типове конектора за пуњење у зависности од земље у којој је произведен. То је довело до забуне међу произвођачима ЕСВЕ, јер их не могу лако учинити универзалним за све ЕВ. Главне класификације конектора за пуњаче наизменичног и једносмерног напона дате су у наставку.

АЦ утичнице за пуњење за електрична возила:

Међу три најчешћа типа утичнице за пуњење наизменичном струјом је утичница ЈСАЕ1772, која је популарна у Северној Америци. Као што видите да утикач / конектор имају вишеструке везе, три широка пина су за фазу, неутрални и уземљење, док се два мала пина користе за комуникацију између пуњача и ЕВ-а (пилот интерфејс), о томе ћемо разговарати касније. Меннекес или ВДЕ-АР-Е се у Европи користе за трофазни систем пуњења наизменичном струјом и стога могу произвести велику снагу до 44кВ. Ле-Гранд је такође слична утичница са сигурносним затварачем да спречи улазак смећа у утичницу за пуњење. Према техничким стандардима, само ХСАЕ 1772 и ВДЕ-АР-Е утичнице предлажу се за употребу у свим будућим пуњачима наизменичне струје.

Утичнице за једносмерно пуњење за електрична возила:

На страни ДЦ пуњача имамо ЦХАдеМО утичницу за пуњач која је најпопуларнији тип утичнице. Увео га је Јапан, а убрзо су га прилагодиле Француска и Кореја. Данас већина ЕВ-а попут Ниссан Леафа, Киа итд. Има ове врсте утичница. Утичница има два широка пина за једносмерне шине и комуникационе пинове за ЦАН протокол. Као што знамо, пуњачи за једносмерну струју нивоа 3 не користе уграђени пуњач и зато сами морају да обезбеде потребан напон и струју за батерију ЕВ. То се постиже успостављањем комуникационе везе (пилот везе) путем протокола Цонтрол Ареа Нетворк (ЦАН) са БМС батеријског пакета. БМС затим упућује пуњач да започне процес пуњења, надгледа га и затим тражи да пуњач заустави пуњење.

Тхе Тесла аутомобили имају своју врсту пуњача позвао супер пуњаче и стога имају своје врсту конектора као што је приказано горе. Али они продају адаптер који претвара њихов порт да се пуни ЦХАдеМО или ЦСС пуњачима. ЦДД пуњач је још једна популарна утичница за пуњач која комбинује АЦ и ДЦ типове пуњача. Као што видите на слици, пуњач је подељен на два сегмента како би подржао и једносмерну и наизменичну струју. Подржава ЦАН и Повер Лине комуникацију (ПЛЦ) и широко се користи у европским аутомобилима попут Аудија, БМВ-а, Форда, ГМ-а, Порсцхе-а итд. Може подржати до 400кВ једносмерне и 43кВ наизменичне струје.

Станица за пуњење ЕВСЕ АЦ - пуњачи нивоа 1 и нивоа 2

Станица за пуњење нивоа 1 и нивоа 2 једноставно мора да испоручује наизменичну струју до уграђеног пуњача у електричном возилу који ће се тада побринути за процес пуњења; ово би могло изгледати на први поглед. Али они сносе одговорност да докажу праву количину напајања из мреже како захтева ЕВ батерија комуницирајући с њом путем пилот жице. Подсистеми присутни у типичној станици за пуњење наизменичном струјом представљени у документу ТИ Траининг приказани су у наставку.

На ниво 1 пуњачи имају Максимална излазна струја од 16А због ограничења моћи домаћинства утичница, а ниво 2 пуњачи могу да обезбеде Упто 80А када ради у три фазе снабдевања. И пуњачи за наизменични ниво нивоа 1 и нивоа 2 обично користе стандардне утикаче САЕЈ1772.

Као што видите, АЦ мрежни вод (Л1 и Л2) повезан је на конектор Ј1772 преко релеја. Овај релеј ће бити затворен да започне поступак пуњења и отворен по завршетку пуњења. Комуникација Пилот Сигнал користи се за откривање статуса батерије, а систем за обраду рачунара одлучује колико снаге треба да се испоручи на уграђеном пуњачу. Ћемо дискутовати