Комбинированная система зарядки

редактировать
Combo 2 (слева) по сравнению с IEC Type 2 (справа). Ниже добавлены два больших контакта постоянного тока (DC), а четыре контакта переменного тока (AC) для нейтрали и трехфазного тока удалены. Тип 1 J-plug розетка

Комбинированная система зарядки (CCS ) - стандарт для зарядки электромобилей. В нем используются разъемы Combo 1 и Combo 2 для обеспечения мощности до 350 киловатт. Эти два разъема являются расширениями разъемов IEC 62196 типа 1 и типа 2 с двумя дополнительными контактами постоянного тока (DC) для позволяет быструю зарядку постоянного тока высокой мощности.

Комбинированная система зарядки позволяет заряжать переменным током с помощью разъема типа 1 и типа 2 в зависимости от географического региона. С 2014 года Европейский Союз требует предоставления Типа 2 или Комбо 2 в рамках европейской сети электромобилей. Эта зарядная среда включает в себя зарядные устройства, зарядную связь, зарядные станции, электромобиль и различные функции для процесса зарядки, например балансировка нагрузки и авторизация заряда.

Электромобили или оборудование для электроснабжения электромобилей поддерживают CCS, если они поддерживают зарядку переменного или постоянного тока в соответствии со стандартами, перечисленными CCS. К производителям автомобилей, поддерживающим CCS, относятся: BMW, Daimler, FCA, Ford, Jaguar, General Motors, Groupe PSA, Honda, Hyundai, Kia, Mazda, MG, Polestar, Renault, Tesla и Volkswagen Group.

США, BMW и VW заявили в апреле 2016 года, что коридоры Восточного и Западного побережья имеют «полные» сети CCS. Конкурирующие системы зарядки для высокомощных зарядок постоянным током включают CHAdeMO (японский), рекомендуемый стандарт Guobiao 20234 (китайский) и Tesla Supercharger (собственный Tesla).

Содержание
  • 1 История
  • 2 Версии спецификаций
    • 2.1 Зарядная связь
    • 2.2 Балансировка нагрузки
    • 2.3 Режимы авторизации зарядки
    • 2.4 Автомобильный соединитель
    • 2.5 Зарядка высокой мощности
  • 3 Мировое признание
  • 4 Источники
  • 5 Внешние ссылки
История

Возрождение интереса к электромобилям стимулировало развертывание зарядных станций. Первоначально они получали доступ к обильной сети переменного тока , используя различные розетки по всему миру. Стандартизация в IEC 62196 для более сильноточных зарядных разъемов привела к появлению различных систем: Тип 1 использовался в основном в Северной Америке и Японии, а варианты Типа 2 в других местах. Что касается зарядки постоянным током, SAE и Европейская ассоциация автопроизводителей (ACEA) разработали план добавления общих проводов постоянного тока к существующим типам разъемов переменного тока, так что будет только одна «глобальная оболочка», подходящая для всех зарядок постоянным током.

Комбинированный штекер для зарядки постоянным током (с использованием только сигнальных контактов типа 2) и комбинированный вход на транспортном средстве (позволяющий также зарядку от переменного тока)

Было опубликовано предложение по «Комбинированной системе зарядки» (CCS) на 15-м Международном VDI-Конгрессе Ассоциации немецких инженеров 12 октября 2011 г. в Баден-Бадене. CCS определяет один шаблон разъема на стороне автомобиля, который предлагает достаточно места для разъема типа 1 или типа 2, а также место для двухконтактного разъема постоянного тока, позволяющего заряжать до 200 ампер. Семь производителей автомобилей (Audi, BMW, Daimler, Ford, General Motors, Porsche и Volkswagen) согласились внедрить CCS в середине 2012 года. Реализации прототипа для мощности до 100 кВт были показаны на EVS26 в Лос-Анджелесе в мае 2012 года. Технические характеристики зарядки постоянным током в проекте IEC 62196-3 дают диапазон до 125 А при напряжении до 850 В.

Семь производителей автомобилей также согласились использовать HomePlug GreenPHY в качестве протокола связи. Прототип соответствующей вилки был разработан Phoenix Contact с целью выдерживать 10 000 циклов подключения. Предложение по стандартизации было отправлено в МЭК в январе 2011 года. Запрос на использование протокола ПЛК для связи Vehicle2Grid был отмечен еще в сентябре 2009 года на совместной презентации BMW, Daimler и VW на Калифорнийский совет по воздушным ресурсам Симпозиум по технологиям ZEV. Это конкурировало с предложением CAN-шины из Японии (включая CHAdeMO ) и Китая (отдельное предложение по соединителям постоянного тока), и ни один из их производителей автомобилей не подписался на CCS. Тем не менее, Китай был вовлечен на ранних этапах разработки дополнительных контактов постоянного тока.

Volkswagen построил первую общедоступную станцию ​​быстрой зарядки CCS, обеспечивающую постоянный ток мощностью 50 кВт, в Вольфсбурге в июне 2013 года, чтобы испытать грядущие VW E-Up, который должен поставляться с разъемом для быстрой зарядки постоянного тока для CCS. Две недели спустя BMW открыла свою первую станцию ​​быстрой зарядки CCS для поддержки грядущего BMW i3. По крайней мере, после второго Всемирного саммита электромобилей в июне 2013 года ассоциация CHAdeMO, Volkswagen и Nissan выступают за мультистандартные зарядные устройства постоянного тока, поскольку дополнительная стоимость станции с двумя протоколами составляет всего 5%.

В Германии, Инициатива зарядного интерфейса e. Компания V. (CharIN) была основана производителями и поставщиками автомобилей (Audi, BMW, Daimler, Mennekes, Opel, Phoenix Contact, Porsche, TÜV SÜD и Volkswagen) для содействия внедрению CCS. В пресс-релизе они отметили, что большинство автомобилей не могут заряжаться быстрее 50 кВт, так что это была первая общая мощность станций CCS, построенная в 2015 году. Следующим шагом стала стандартизация станций мощностью 150 кВт, которую они продемонстрировали в октябре. 2015, глядя на систему будущего мощностью 350 кВт. Volvo присоединилась к CharIN в 2016 году; Tesla в марте 2016 г.; Lucid Motors (ранее Atieva) июнь 2016 г.; Faraday Future июнь 2016 г.; Toyota в марте 2017 года.

В Chevrolet Bolt / Opel Ampera-e используется этот стандарт CCS для быстрой зарядки 55 кВт.

Как часть При урегулировании в 2016 году скандала с выбросами Volkswagen VW должен потратить 2 миллиарда долларов в США в течение следующих 10 лет на CCS и другую инфраструктуру зарядки через дочернюю компанию Electrify America. В рамках этих усилий будут построены зарядные станции мощностью до 150 кВт в населенных пунктах и ​​до 350 кВт на шоссе. Помимо CCS, будут построены зарядные станции CHAdeMO.

В ноябре 2016 года Ford, Mercedes, Audi, Porsche и BMW объявили о строительстве зарядной сети мощностью 350 кВт (до 500 А и 920 В) (IONITY ) с 400 станциями в Европе по цене 200 000 евро (220 000 долларов США) каждая.

Версии спецификаций

Комбинированная система зарядки предназначена для разработки с учетом потребностей заказчика.. Версия 1.0 охватывает общие в настоящее время функции зарядки переменным и постоянным током, а версия 2.0 предназначена для ближайшего и среднесрочного будущего. Спецификации и базовые стандарты для CCS 1.0 и CCS 2.0 описаны для зарядки постоянным током в таблице 1 и для зарядки переменным током в таблице 2 .

Производители автомобилей, поддерживающие CCS, обязались перейти на CCS 2.0. в 2018 году. Таким образом, производителям зарядных станций рекомендуется также поддерживать CCS 2.0 с 2018 года.

Спецификации CCS 3.0 еще точно не определены. Все функции предыдущих версий должны быть сохранены для обеспечения обратной совместимости. Возможные дополнительные функции:

  • обратная передача энергии
  • индуктивная зарядка
  • беспроводная зарядка связи
  • зарядка шины с токосъемником «пантограф»

зарядка связи

В отличие от разъема и входа, которые зависят от географического положения, зарядная связь одинакова во всем мире. Как правило, можно выделить два типа общения.

  • Базовая сигнализация (BS) выполняется с использованием сигнала ШИМ, который передается через контакт управляющего пилот-сигнала (CP) в соответствии с IEC 61851-1. Эта связь используется для функций, связанных с безопасностью, показывая, например, вставлен ли разъем, до того, как контакты будут под напряжением (или под напряжением), и готовы ли и зарядная станция, и электромобиль к зарядке. Зарядка переменным током возможна только с использованием сигнала ШИМ. В этом случае зарядная станция использует рабочий цикл ШИМ для информирования бортового зарядного устройства о максимальном доступном токе на зарядной станции.
  • Связь высокого уровня (HLC) осуществляется путем модуляции высокочастотного сигнала через контакт CP (также известный как Power Line Communication или PLC) для передачи более сложной информации, которая может использоваться, например, для зарядки постоянным током или для других услуг, таких как «подключи и заряжай» или балансировка нагрузки. Связь высокого уровня основана на стандарте DIN SPEC 70121 и серии ISO / IEC 15118.

Балансировка нагрузки

CCS различает два метода балансировки нагрузки.

  • Реактивная балансировка нагрузки позволяет мгновенное изменение потока энергии от EVSE к EV до определенного предела.
  • Плановая балансировка нагрузки поддерживает балансировку реактивной нагрузки и, кроме того, планирование потока энергии от EVSE к EV с помощью, например, различные ограничения мощности и показатели стоимости с течением времени. Его можно, например, использовать для оптимизации распределения энергии в интеллектуальной сети.

Режимы авторизации зарядки

Для авторизации заряда обычно предусмотрены два подхода.

  • С «подключи и заряжай» пользователь подключается в их автомобиле, и процесс автоматической аутентификации и авторизации запускается без дальнейшего взаимодействия с пользователем. Платеж выполняется автоматически.
  • При «внешнем платеже» пользователь должен идентифицироваться с помощью карты RFID на терминале или провести платеж с помощью платежной карты, прежде чем он сможет продолжить оплату.

Транспортное средство соединитель

соединитель транспортного средства состоит из автомобильного разъема, который устанавливается на конце гибкого кабеля, и входного отверстия транспортного средства, ответной части разъема, который расположен внутри транспортного средства. Соединители CCS основаны на соединителе типа 1, североамериканском стандарте, и соединителе типа 2, европейском стандарте, как описано в IEC 62196-2. Одной из задач комбинированной системы зарядки было разработать автомобильный ввод, совместимый как с существующими автомобильными разъемами переменного тока, так и с дополнительными контактами постоянного тока. Как для Типа 1, так и для Типа 2 это было достигнуто за счет расширения входа двумя дополнительными контактами постоянного тока ниже существующих контактов переменного тока и контактов связи. Полученные в результате новые конфигурации широко известны как Combo 1 и Combo 2.

Для автомобильного разъема постоянного тока реализация немного отличается между Combo 1 и Combo 2. В случае Combo 1 разъем расширяется на два постоянного тока. контактов, в то время как часть разъема типа 1 остается прежней, а контакты переменного тока (L1 и N) не используются. Для Combo 2 контакты переменного тока (L1, L2, L3 и N) полностью удалены из разъема, поэтому в части разъема типа 2 осталось только три контакта - два коммуникационных контакта и защитное заземление. Входное отверстие автомобиля может сохранять контакты переменного тока, чтобы обеспечить зарядку переменного тока без CCS.

В обоих случаях функции связи и защитного заземления покрываются оригинальной частью разъема типа 1 или 2. Разъемы типа 1 и типа 2 описаны в IEC 62196-2, а разъемы Combo 1 и Combo 2 описаны в IEC 62196-3 как конфигурации EE и FF.

Таблица 3. Таблица сопряжения для типа 1 и combo 1 соединитель
Входной соединительТип 1Комбинированный 1
Тип 1
Зарядка переменным током, однофазный
Не сопрягается
Комбинированный 1
Переменный ток зарядка, однофазная
зарядка постоянным током
Таблица 4. Таблица сопряжения для соединителя типа 2 и комбинированного 2
Входной соединительТип 2Комбинированный 2
Тип 2
Зарядка переменным током, однофазная или трехфазная
Не сочетается
Комбинированный 2
Зарядка переменным током, однофазная или трехфазная
Зарядка постоянным током

Зарядка высокой мощности

Поскольку автомобильные соединители для зарядки постоянным током в соответствии с IEC 62196-3: 2014 Ed.1 допускают зарядку постоянным током только токами до 200 А, они недостаточно покрывают потребности будущей инфраструктуры зарядки. Следовательно, более поздняя редакция стандарта поддерживает токи до 500 А. Однако такие высокие токи либо требуют большого сечения кабеля, что приводит к получению тяжелых и жестких кабелей, либо требует охлаждения, если требуются более тонкие кабели. Кроме того, контактное сопротивление приводит к большему рассеиванию тепла. Чтобы справиться с этими техническими проблемами, стандарт IEC TS 62196-3-1 описывает требования к мощным ответвителям постоянного тока, включая тепловое зондирование, охлаждение и серебрение контактов. CharIN исследует версии для электрических грузовиков мощностью до 2 МВт, и оборудование проходит испытания.

Мировое признание

Комбинированная система зарядки в основном используется производителями автомобилей в Европе и Северной Америке. Зарядные устройства типа 1 и Combo 1 в основном встречаются в Северной и Центральной Америке, Корее и Тайване, а зарядные устройства типа 2 и Combo 2 можно найти в Северной и Южной Америке, Европе, Южной Африке, Аравии, Индии, Океании и Австралии. Для зарядки постоянным током в Китае используется конкурирующий стандарт GB / T, а в Японии - CHAdeMO. Во многих остальных странах пока что ни один стандарт не является предпочтительным, однако CharIN рекомендует использовать Тип 2 и Комбо 2. В Европейском Союзе в соответствии с Директивой 2014/94 / ЕС все мощные точки зарядки постоянного тока установлены после 18 ноября 2017 г. для обеспечения взаимодействия должны быть оборудованы по крайней мере разъемами Combo 2. Однако это не запрещает предоставление других точек зарядки, например, с использованием CHAdeMO или Tesla Supercharger.

Ссылки
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-15 06:21:28
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте