Основы по зарядным станциям: режимы, случаи и типы.
20.08.2021
В настоящее время количество электротранспорта на улицах городов каждый день только увеличивается – самокаты, велосипеды, скутеры, автомобили и прочие. И все они с приставкой «электро». Поэтому на рынке постоянно появляется всё больше приспособлений для их зарядки, и становиться всё тяжелее выбрать то, что нужно именно вам. Очень просто запутаться во всех этих режимах, типах и случаях даже опытным пользователям.
Большинство стран мира пользуются международным стандартом IEC 61851-1, который выделяет 4 Режима (MODE) зарядки в зависимости от уровня защиты и управления.
MODE 2 также использует стандартные разъемы бытового или промышленного типа, но предполагает использование специального кабеля с портативным зарядным устройством IC-CPD (In-Cable Control and Protection Device IEC 62752). Встроенный контроллер осуществляет контроль заземления, температуры и процесса зарядки, а также защищает от перегрева и короткого замыкания. Данный тип популярен для использования в частных домах, на индивидуальных парковочных местах, закрытых территориях жилых комплексов.
MODE 3 предполагает использование кабеля с специальными разъемами с двух сторон и подключению к специальным зарядным устройствам – оборудование источника питания электротранспорта (EVSE - Electric Vehicle Supply Equipment). На данный момент это самый популярный вариант зарядки, так как зарядные станции с этим режимом выпускаются от 3,7кВт для частного использования до 44кВт для быстрой зарядки на коммерческих объектах, муниципальных парковках и т.д.
В MODE 4 зарядка происходит в обход бортового преобразователя – подключение идет непосредственно к аккумуляторным батареям автомобиля через специальные выходы системы управления зарядом. Так как преобразование переменного тока в постоянный происходит в зарядной станции, то это позволяет преодолеть ограничения по максимальному току заряда бортового зарядного устройства. На данный момент этот режим является самым быстрым, но как правило не используется в частном секторе из-за своей дороговизны.
Режимы 2, 3 и 4 в обязательном порядке обеспечивают проверку правильности подключения к электротранспорту, режимов подачи питания и непрерывности защитного заземления. Данные функции контрольного управления достигаются применением широтно-импульсной модуляции (ШИМ/PWM) либо других систем в зависимости от используемых разъемов.
Также существуют и другие классификации в зависимости от особенностей сети. Например, в США по стандарту SAE J1772 выделяют 3 Уровня (LEVEL) зарядки. Первый предполагает зарядку от однофазного бытового источника питания и является самым медленным. Третий же идет как быстрый вариант зарядки постоянным током.
Подключение электротранспорта при использовании кабелей и разъемов может осуществляться одним из трех способов, которые в стандарте IEC 61851-1 называют Случай (CASE). При Случае A подключение к сети переменного тока происходит без переходных элементов. Кабель с вилкой прикреплены изначально к входу бортового зарядного устройства. В Случае B подключение происходит с помощью отсоединяемого с двух сторон кабеля – от источника питания и от транспортного средства. Данное подключение может осуществляться как к бытовым или промышленным разъемам, так и к специальным для зарядки электротранспорта. Если же кабель с переносной розеткой прикреплен к зарядной станции без возможности отсоединения, то это Случай С. Зарядные станции MODE 4 изготавливаются только с этим типом подключения.
И напоследок рассмотрим типы разъемов, с помощью которых будет производиться подключение к нашему транспортному средству. Требования к ним прописаны в двух международных стандартах - IEC 62196-2 для переменного тока и IEC 62196-3 для постоянного.
Основными разъемами переменного тока являются TYPE 1 и TYPE 2 в зависимости от региона.
Однако для этого типа разъема были разработаны и другие режимы зарядки, например, европейская сеть Tesla Supercharger предлагает зарядку как переменным током, так и постоянным до 500VAC/DC. На базе TYPE 2 были разработаны похожие решения - SAE J3068 для США и GB/T 20234.2 для Китая. Последний вариант не совместим с оригиналом.
TYPE 3 или разъем SCAME был разработан для автопрома Италии и Франции, однако еврокомиссия его не поддержала, выбрав основным типом для Евросоюза TYPE 2. Разработку вел «EV Plug Alliance», в который вошли основные производители региона - Schneider Electric, Legrand и Scame. Разъем был представлен в однофазной и трехфазной версии – TYPE 3A и TYPE 3C соответственно. Главным отличием от немецкого конкурента было использование защитных шторок для защиты от прикосновения, однако в второй редакции эта опция была добавлена и для TYPE 2.
Если разъемы для переменного тока обозначены цифрами, то для обозначения на постоянный ток используются буквы.
Также существуют другие типы разъемов, которые не получили такого широкого распространения. Например, типы подключения от TESLA, которые используются только для этой марки автомобилей, или разъемы стандарта GB/T 20234.2, используемые только в Китае.
В марте 2021 года вступил в силу новый европейский стандарт EN 17186, который будет регулировать требования к маркировке всех общедоступных зарядных станций и всех новых электромобилей. Так как электричество для электротранспорта по сути является топливом, то и маркироваться «заправочные» станции должны соответственно. Идентификатор будет состоять из шестиугольника, черного для стороны электромобиля и белого с черным контуром для стороны станции, с буквой, обозначающей тип разъема. Это должно помочь пользователям легче находить нужный тип. В данный момент это требование действует только в Евросоюзе.
Мы надеемся, что данная статья поможет вам разобраться в обозначениях зарядных устройств для электротранспорта.
И хочется напомнить, что в нашем складском предложении вы уже можете найти зарядные станции MODE 3 с разъемами TYPE 2 со Случаями подключения B и C – Terra AC Wallbox, от именитого мирового бренда ABB. А зарядку для MODE 2 можно собрать своими руками из комплектующих SCAME, также представленных на нашем сайте lsys.by.
Задать вопросы автору статьи: prychyna@overdrive.by
Уточнить цены, наличие, получить квалифицированную консультацию можно по телефонам ☎️ +375 17 247-19-99, +375 44 567-19-99, либо у своего менеджера.
В настоящее время количество электротранспорта на улицах городов каждый день только увеличивается – самокаты, велосипеды, скутеры, автомобили и прочие. И все они с приставкой «электро». Поэтому на рынке постоянно появляется всё больше приспособлений для их зарядки, и становиться всё тяжелее выбрать то, что нужно именно вам. Очень просто запутаться во всех этих режимах, типах и случаях даже опытным пользователям.
Большинство стран мира пользуются международным стандартом IEC 61851-1, который выделяет 4 Режима (MODE) зарядки в зависимости от уровня защиты и управления.
Минимальный уровень имеет MODE 1. Он предполагает прямое подключение простым удлинителем без дополнительных средств связи для контроля зарядки между сетью и электротранспортом. Данный тип считается небезопасным и во многих странах запрещен, так как без постоянного контроля со стороны пользователя может привести к перегреву оборудования и пожару.
MODE 2 также использует стандартные разъемы бытового или промышленного типа, но предполагает использование специального кабеля с портативным зарядным устройством IC-CPD (In-Cable Control and Protection Device IEC 62752). Встроенный контроллер осуществляет контроль заземления, температуры и процесса зарядки, а также защищает от перегрева и короткого замыкания. Данный тип популярен для использования в частных домах, на индивидуальных парковочных местах, закрытых территориях жилых комплексов.
MODE 3 предполагает использование кабеля с специальными разъемами с двух сторон и подключению к специальным зарядным устройствам – оборудование источника питания электротранспорта (EVSE - Electric Vehicle Supply Equipment). На данный момент это самый популярный вариант зарядки, так как зарядные станции с этим режимом выпускаются от 3,7кВт для частного использования до 44кВт для быстрой зарядки на коммерческих объектах, муниципальных парковках и т.д.
Рис.1 Типовое подключение к сети MODE 3 CASE B
В MODE 4 зарядка происходит в обход бортового преобразователя – подключение идет непосредственно к аккумуляторным батареям автомобиля через специальные выходы системы управления зарядом. Так как преобразование переменного тока в постоянный происходит в зарядной станции, то это позволяет преодолеть ограничения по максимальному току заряда бортового зарядного устройства. На данный момент этот режим является самым быстрым, но как правило не используется в частном секторе из-за своей дороговизны.
Рис.2 Разница при подключении для зарядки переменным (MODE3) и постоянным (MODE4) током
Режимы 2, 3 и 4 в обязательном порядке обеспечивают проверку правильности подключения к электротранспорту, режимов подачи питания и непрерывности защитного заземления. Данные функции контрольного управления достигаются применением широтно-импульсной модуляции (ШИМ/PWM) либо других систем в зависимости от используемых разъемов.
Таблица 1 – Режимы зарядки по стандарту IEC 61851-1
Также существуют и другие классификации в зависимости от особенностей сети. Например, в США по стандарту SAE J1772 выделяют 3 Уровня (LEVEL) зарядки. Первый предполагает зарядку от однофазного бытового источника питания и является самым медленным. Третий же идет как быстрый вариант зарядки постоянным током.
Подключение электротранспорта при использовании кабелей и разъемов может осуществляться одним из трех способов, которые в стандарте IEC 61851-1 называют Случай (CASE). При Случае A подключение к сети переменного тока происходит без переходных элементов. Кабель с вилкой прикреплены изначально к входу бортового зарядного устройства. В Случае B подключение происходит с помощью отсоединяемого с двух сторон кабеля – от источника питания и от транспортного средства. Данное подключение может осуществляться как к бытовым или промышленным разъемам, так и к специальным для зарядки электротранспорта. Если же кабель с переносной розеткой прикреплен к зарядной станции без возможности отсоединения, то это Случай С. Зарядные станции MODE 4 изготавливаются только с этим типом подключения.
Таблица 2 – Типы подключения с применением кабелей и вилок
И напоследок рассмотрим типы разъемов, с помощью которых будет производиться подключение к нашему транспортному средству. Требования к ним прописаны в двух международных стандартах - IEC 62196-2 для переменного тока и IEC 62196-3 для постоянного.
Основными разъемами переменного тока являются TYPE 1 и TYPE 2 в зависимости от региона.
TYPE 1 (SAE J1772) был разработан совместно США и Японией для однофазной зарядки переменным током, также известен как разъем Yazaki или J-разъем. Представляет собой круглый корпус с тремя силовыми контактами L1, N и PE, а также двумя пилотными для управления зарядкой. Конструкция также предусматривает наличие механической защелки для предотвращения непреднамеренного отключения. Данный разъем используется на ток до 80А и напряжение до 240В. Этот тип широко используется производителями из США, Южной Кореи и Японии.
TYPE 2 или разъем Mennekes был разработан для немецкого автопрома и с 2013 года является официальным типом для всех зарядных устройств Евросоюза. Данный разъем имеет однофазный и трехфазный вариант. Оба исполнения имеют одинаковые габариты. Однофазный вариант отличается только отсутствием контактов L2 и L3. Одинаковый габарит позволяет использовать для однофазной зарядки трехфазный кабель, но при этом зарядка будет происходить только через L1, а L2 и L3 система не будет воспринимать. Данные разъемы имеют округлую форму, приплющенную с одной стороны. Раструб разъема имеет специальное отверстие для возможности блокировки во время зарядки. В зависимости от исполнения, этот тип имеет три или пять силовых контактов и два пилотных. По стандарту IEC 62196-2 возможно подключение нагрузки на напряжение до 480В и ток до 63А при трехфазном подключении и 70А при однофазном.
Однако для этого типа разъема были разработаны и другие режимы зарядки, например, европейская сеть Tesla Supercharger предлагает зарядку как переменным током, так и постоянным до 500VAC/DC. На базе TYPE 2 были разработаны похожие решения - SAE J3068 для США и GB/T 20234.2 для Китая. Последний вариант не совместим с оригиналом.
Таблица 3 – Режимы работы разъема TYPE 2
TYPE 3 или разъем SCAME был разработан для автопрома Италии и Франции, однако еврокомиссия его не поддержала, выбрав основным типом для Евросоюза TYPE 2. Разработку вел «EV Plug Alliance», в который вошли основные производители региона - Schneider Electric, Legrand и Scame. Разъем был представлен в однофазной и трехфазной версии – TYPE 3A и TYPE 3C соответственно. Главным отличием от немецкого конкурента было использование защитных шторок для защиты от прикосновения, однако в второй редакции эта опция была добавлена и для TYPE 2.
Если разъемы для переменного тока обозначены цифрами, то для обозначения на постоянный ток используются буквы.
Разъем AA или более известный как CHAdeMO был разработан в Японии группой крупных компаний – TEPCO, Nissan, Mitsubishi, Subaru и т.д. Это первый вариант для зарядки постоянным током. Данный разъем представляет собой 2 силовых вывода и 8 выводов для управления зарядкой. Управление происходит с использованием протоколов CAN-шины. Первые версии данного разъема поддерживали ток до 125А и напряжение до 500В. Позже ток был увеличен до 400А. CHAdeMO получил широкое распространение у всех мировых автопроизводителей, однако в данный момент этот разъем постепенно уступает позиции разъемам типа CCS Combo. Поэтому в данный момент идет разработка совместно с Китаем нового поколения CHAdeMO 3.0 или ChaoJi.
Типы EE и FF известны как CCS Combo 1 и CCS Combo 2 соответственно. Являются комбинированными версиями разъемов переменного тока TYPE 1 и TYPE 2, где в нижней части добавляется два дополнительных силовых контакта для зарядки постоянным током. Однако, если в Combo 1 контакты L1 и N остаются, но не используются в процессе зарядки, то в Combo2 силовые контакты L1, L2, L3 и N полностью удалены из разъема. Управление происходит через общие контакты PP и CP, но не через ШИМ, а через передачу модулированного высокочастотного сигнала также известного как PLC (Power Line Communication). Данные типы появились сравнительно недавно, но уже получили широкое распространение за свою универсальность – бортовые разъемы электромобилей позволяют использовать как стандартное подключения Type 1 или 2 для переменного тока, так и заряжаться постоянным током через CCS Combo. На данный момент максимальные ток и напряжение – 200А и 500В соответственно. Но уже ведутся разработки вариантов большей мощности.
Таблица 4 – Типы разъемов для зарядки электромобилей
PP – Proximity Pilot – контакт присутствия, подает сигнал запрета на движение при подключении питания
CP – Control Pilot – линия связи для ШИМ, управление режимами зарядки – максимальный ток, начало и окончание.
Также существуют другие типы разъемов, которые не получили такого широкого распространения. Например, типы подключения от TESLA, которые используются только для этой марки автомобилей, или разъемы стандарта GB/T 20234.2, используемые только в Китае.
В марте 2021 года вступил в силу новый европейский стандарт EN 17186, который будет регулировать требования к маркировке всех общедоступных зарядных станций и всех новых электромобилей. Так как электричество для электротранспорта по сути является топливом, то и маркироваться «заправочные» станции должны соответственно. Идентификатор будет состоять из шестиугольника, черного для стороны электромобиля и белого с черным контуром для стороны станции, с буквой, обозначающей тип разъема. Это должно помочь пользователям легче находить нужный тип. В данный момент это требование действует только в Евросоюзе.
Таблица 5 – Маркировка разъемов для автотранспорта в соответствии с EN17186
1 – TYPE2 не стандартизирован для DC, используется для TESLA.
Мы надеемся, что данная статья поможет вам разобраться в обозначениях зарядных устройств для электротранспорта.
И хочется напомнить, что в нашем складском предложении вы уже можете найти зарядные станции MODE 3 с разъемами TYPE 2 со Случаями подключения B и C – Terra AC Wallbox, от именитого мирового бренда ABB. А зарядку для MODE 2 можно собрать своими руками из комплектующих SCAME, также представленных на нашем сайте lsys.by.
Задать вопросы автору статьи: prychyna@overdrive.by
Уточнить цены, наличие, получить квалифицированную консультацию можно по телефонам ☎️ +375 17 247-19-99, +375 44 567-19-99, либо у своего менеджера.
Коммерческое предложение действительно на 25.04.2024 г.