Una explicación detallada de los principales estándares de conectores de carga para vehículos eléctricos del mundo.
Obviamente, los vehículos de nueva energía puramente eléctricos se han convertido en la tendencia general en la industria automotriz. Sin embargo, en la situación actual, en la que es difícil lograr avances en la tecnología de las baterías en un corto período de tiempo, los vehículos eléctricos cuentan con instalaciones de carga ampliamente desplegadas, con la esperanza de resolver las preocupaciones de los propietarios de automóviles a través de equipos de carga suficientes. El conector de carga de vehículos eléctricos, como componente crucial en el equipo de carga, se ha enfrentado a un conflicto directo debido a las diferentes normas en varios países. Aquí clasificamos los diversos estándares de conectores de carga de vehículos eléctricos del mundo para usted.
1. Combo
El enchufe Combo puede permitir la carga lenta y la carga rápida de vehículos eléctricos. Actualmente es el tipo de enchufe más utilizado en Europa, incluidos Audi, BMW, Chrysler, Daimler, Ford, GM, Porsche y Volkswagen, todos equipados con SAE (Sociedad de Ingenieros Automotrices). ) interfaz de carga desarrollada.
El 2 de octubre de 2012, el borrador revisado de SAE J1772, que fue votado por los miembros del comité SAE correspondiente, se convirtió en el único estándar oficial de carga de CC en el mundo. El núcleo del promedio de carga rápida de CC basado en la revisión de J1772 es el conector combinado.
La versión anterior del estándar (hecha en 2010) especificaba el conector J1772 básico para carga de CA, con niveles de carga más bajos (Nivel 1 de CA para 120 V y Nivel 2 para 240 V). Este conector básico se usa ampliamente en la actualidad y es compatible con los vehículos eléctricos Nissan Leaf, Chevrolet Volt y Mitsubishi i-MiEV. Además de todas las funciones originales, el Combo Connector en el nuevo estándar J1772 formulado en 2012 tiene dos pines más, que pueden usarse para carga rápida de CC, pero no es compatible con la producción actual de vehículos eléctricos antiguos.
Pros: el beneficio más significativo del conector combinado es que, en el futuro, los fabricantes de automóviles pueden usar un enchufe en sus nuevos modelos, no solo para el conector de CA básico de primera generación y de menor tamaño, sino también para el conector de CA de segunda generación y de mayor tamaño. Combo Connector, este último puede proporcionar tanto corriente continua como alterna, cargando a dos velocidades diferentes.
Desventajas: el modo de carga rápida requiere una estación de carga para proporcionar hasta 500 voltios y 200 amperios de corriente.
2.Tesla
Los automóviles Tesla tienen su propio conjunto de estándares de carga, afirmando que pueden recorrer más de 300 kilómetros en 30 minutos. Por tanto, su toma de carga tiene una capacidad máxima de 120kw y una corriente máxima de 80A.
Actualmente, Tesla tiene 908 estaciones Supercharger en los Estados Unidos. Para ingresar a China, Tesla también ha establecido 7 estaciones de recarga en mi país, 3 en Shanghái, 2 en Beijing, 1 en Hangzhou y 1 en Shenzhen. Además, para integrarse mejor en varias regiones, Tesla planea abandonar el control de los estándares de carga y adoptar los estándares nacionales de varios países, que se han implementado en China.
Ventajas: tecnología avanzada, alta eficiencia de carga.
Desventajas: Contrariamente a los estándares nacionales de varios países, es difícil aumentar las ventas sin compromiso; la eficiencia de carga se reducirá después del compromiso, y es un dilema.
3. CCS
Para cambiar el statu quo de los caóticos estándares de interfaz de carga, los ocho principales fabricantes estadounidenses y alemanes, Ford, GM, Chrysler, Audi, BMW, Mercedes-Benz, Volkswagen y Porsche, lanzaron un "sistema de carga conjunto" en 2012. "Combined Charging System" (Sistema de Carga Combinado), el estándar "CCS".
El "sistema de carga conjunto" puede unificar todas las interfaces de carga existentes, de modo que cuatro modos de carga de CA monofásica, carga de CA trifásica rápida, carga de CC doméstica y carga de CC de súper velocidad se pueden completar con una interfaz.
AE ha seleccionado el sistema de carga combinado como su estándar y, además de SAE, la Asociación Europea de Fabricantes de Automóviles (ACEA) también ha anunciado que ha seleccionado el sistema de carga combinado como la interfaz de carga de CC/CA para usar en todos los complementos. vendido en Europa a partir de 2017. Vehículo eléctrico. Desde que Alemania y China unificaron los estándares de carga para vehículos eléctricos el año pasado, China también se unió a los campamentos europeo y estadounidense, brindando oportunidades sin precedentes para el desarrollo de vehículos eléctricos en China. Zinoro 1E, Audi A3e-Tron, BAIC E150EV, BMW i3, Denza, Volkswagen e-up, Changan Yidong EV y SmartEV pertenecen al campo estándar "CCS".
Ventajas: BMW, Daimler y Volkswagen, los tres fabricantes de automóviles alemanes, aumentarán su inversión en vehículos eléctricos en China, y el estándar CCS puede ser más propicio para China.
Desventajas: los vehículos eléctricos que admiten el estándar "CCS" se venden en pequeñas cantidades o recién comienzan a salir a la venta.
4. CHAdeMO
CHAdeMO es la abreviatura de CHArge de Move. Es un enchufe CHAdeMO respaldado por Nissan y Mitsubishi Motors en Japón. CHAdeMO traducido del japonés significa "el tiempo de carga es tan corto como una pausa para el café". Este enchufe de carga rápida de CC puede proporcionar una capacidad de carga máxima de 50kw.
Los modelos EV que admiten este estándar de carga incluyen Nissan Leaf, Mitsubishi Outlander Plug-in Hybrid, Citroen C-ZERO, Peugeot iON, Citroen Berlingo, Peugeot Partner, Mitsubishi i-MiEV, Mitsubishi MINICAB-MiEV, Mitsubishi MINICAB-MiEV Truck, Honda Fit versión eléctrica, Mazda DEMIOEV, Subaru Stella híbrido enchufable, Nissan eEV200, etc. Cabe señalar aquí que los vehículos eléctricos Nissan Leaf y Mitsubishi i-MiEV tienen dos tomas de carga diferentes, una de las cuales es adecuada para el conector básico J1772, que es el conector Combo presentado en la primera parte; el otro es adecuado para el conector estándar CHAdeMO nativo de Japón.
El método de carga rápida adoptado por CHAdeMO se muestra en la figura, y la corriente es controlada por la señal del bus CAN del automóvil. Es decir, mientras se monitorea el estado de la batería, el valor actual requerido para la carga se calcula en tiempo real y se envía una notificación al cargador a través de la línea de comunicación; el cargador rápido recibe el comando actual del automóvil a tiempo y proporciona la corriente de acuerdo con el valor especificado.
A través del sistema de gestión de la batería, el estado de la batería se monitorea y la corriente se controla en tiempo real, lo que realiza todas las funciones necesarias para una carga rápida y segura, lo que garantiza que la carga no esté limitada por la universalidad de la batería. En Japón se han puesto en uso 1.154 cargadores rápidos instalados según el estándar CHAdeMO. En los Estados Unidos, las estaciones de carga de CHAdeMO también han sido ampliamente "echadas a la red". Los últimos datos del Departamento de Energía de EE. UU. muestran que hay 1344 estaciones de carga rápida CHAdeMO AC en los Estados Unidos.
Ventajas: además de la línea de control de datos, CHAdeMO también utiliza el bus CAN como interfaz de comunicación. Debido a su superior inmunidad al ruido y alta capacidad de detección de errores, la estabilidad y confiabilidad de la comunicación son altas. Su buen historial de seguridad de carga ha sido confirmado por la industria.
Desventajas: CHAdeMO se diseñó originalmente para una salida de carga de 100 kW y el conector es muy voluminoso, pero la potencia de salida en el coche de carga es de solo 50 kW.
5GB/T20234
En 2006, China emitió los "Requisitos generales para enchufes, enchufes, acopladores de vehículos y tomas de vehículos eléctricos de carga conductivos" (GB/T20234-2006). Este estándar nacional especifica la corriente de carga como 16A, 32A y 250A CA. El método de clasificación de conexión con 400 A CC se basa principalmente en el estándar propuesto por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) en 2003, pero este estándar no especifica la cantidad de pines de conexión, el tamaño físico y la definición de la interfaz de carga.
En 2011, China introdujo el estándar recomendado GB/T20234-2011, que reemplazó algunos de los contenidos en GB/T20234-2006, que estipulaba que el voltaje de CA nominal no debe exceder los 690 V, la frecuencia debe ser de 50 Hz. , y la corriente nominal no debe exceder los 250 A; el voltaje nominal de CC no debe exceder los 250 A. No más de 1000 V, corriente nominal no más de 400 A.
Ventajas: en comparación con la versión 2006 del estándar nacional, se calibran más parámetros de interfaz de carga en detalle.
Desventaja: El estándar aún no es perfecto. Además, es solo un estándar recomendado y no se aplica.
6. Una nueva generación de sistema de carga ChaoJi
En 2020, el Consejo de Electricidad de China y el Consejo CHAdeMO lanzarán conjuntamente el trabajo de investigación sobre la ruta de desarrollo de la industrialización de ChaoJi y publicarán el "Libro blanco sobre la tecnología de carga conductiva ChaoJi para vehículos eléctricos" y el estándar CHAdeMO3.0, respectivamente. .
El sistema de carga de Chao Ji es compatible con versiones anteriores y posteriores. Se formula un nuevo esquema de circuito de control y guía, y se agrega un diseño de señal de nodo duro. Cuando ocurre una falla, el semáforo se usa para notificar rápidamente al extremo opuesto para dar una respuesta rápida a tiempo para garantizar la seguridad de la carga. Establezca un modelo de seguridad de todo el sistema, optimice el rendimiento de la supervisión del aislamiento y aclare una serie de cuestiones de seguridad como I2t, capacitancia y, selección de conductores de PE, capacidad máxima de cortocircuito y desconexión de PE. Al mismo tiempo, se reevalúa y diseña el sistema de gestión térmica y se propone un método de prueba para el dispositivo de conexión de carga.
La interfaz de carga Chao Ji adopta un diseño de extremo de clavija 7-, el nivel de voltaje puede alcanzar los 1000 (1500) V y la corriente máxima puede alcanzar los 600 A. La interfaz de carga ChaoJi está diseñada para reducir el tamaño total, optimizar la tolerancia de ajuste, reducir el tamaño del terminal de alimentación y cumplir con los requisitos de seguridad de IPXXB. Al mismo tiempo, se diseña la guía física para enchufar y desenchufar, lo que profundiza la profundidad de inserción de la guía frontal del enchufe y cumple con los requisitos ergonómicos.
El sistema de carga Chao Ji no se refiere simplemente a una interfaz de carga de alta potencia, es un conjunto de soluciones sistemáticas de carga de CC para vehículos eléctricos, que incluyen circuito de control y dirección, protocolo de comunicación, diseño y compatibilidad del dispositivo de conexión, la seguridad de la carga sistema, gestión térmica de alta potencia en condiciones de funcionamiento, etc. El sistema de carga de Chao Ji es una solución unificada para el mundo para que el mismo vehículo eléctrico se pueda aplicar al sistema de carga del país correspondiente en diferentes países.
Resumir
Debido a las diferencias en las marcas de vehículos de nueva energía en el mercado actual, los estándares de equipos de carga aplicables no son los mismos y un solo tipo de estructura de conector de carga no puede cumplir con todos los modelos. Además, la tecnología en el campo de los vehículos de nueva energía aún está madurando. Las pilas de carga y los sistemas de conexión de carga de muchos fabricantes de automóviles todavía se enfrentan a un diseño de producto inestable, riesgos potenciales para la seguridad, cargas anormales y pilas de vehículos en aplicaciones prácticas y envejecimiento ambiental. Incompatibilidad, estándares de prueba faltantes, etc.
Hoy en día, las empresas automotrices de varios países se han dado cuenta gradualmente de que los "estándares" son el factor clave que afecta las perspectivas de desarrollo de los vehículos eléctricos. En los últimos años, el estándar de carga global ha pasado gradualmente de "diversificado" a "centralizado". Sin embargo, para realizar verdaderamente la unificación de los estándares de carga, además de los estándares de interfaz, también se requieren estándares de comunicación actuales. El primero está relacionado con si los conectores coinciden y el segundo afecta si el enchufe se puede encender cuando se inserta. Todavía queda un largo camino por recorrer para unificar los estándares de carga para vehículos eléctricos. Tanto las empresas automotrices como los gobiernos deben "abrir sus actitudes" aún más antes de que los vehículos eléctricos puedan tener un futuro. Se espera que la fuerza líder de mi país en impulsar el estándar de tecnología de carga por conducción ChaoJi para vehículos eléctricos desempeñe un papel más importante en el futuro.