Портативное зарядное устройство для электромобилей Mode 2

Большинство людей говорят о медленной зарядке переменным током и быстрой зарядке постоянным током. В базовых стандартах эти понятия описываются как Режим 1, Режим 2, Режим 3 и Режим 4.Эти режимы описывают, как автомобиль подключен к электросети, где расположены электронные компоненты и как система обеспечивает безопасность людей и зданий. Режим зарядки определяется не формой вилки и не является тем же самым, что и «Уровень 1 / Уровень 2» в Северной Америке.Режим описывает всю концепцию зарядки: переменный или постоянный ток, какое устройство управляет током, как автомобиль и станция обмениваются сигналами и какая защита предусмотрена. Освоив четыре режима, вам будет проще решить, когда достаточно портативного кабеля, когда имеет смысл использовать настенное зарядное устройство, а когда стоит инвестировать в быструю зарядку постоянным током.  Четыре режима зарядкиРежим 1 – Простое подключение кабелем к бытовой розетке, без блока управления, практически без связи. В значительной степени устарел и не рекомендуется для современных электромобилей.Режим 2 – Портативный кабель с блоком управления и защиты посередине. Использует существующие розетки для периодической или резервной зарядки.Режим 3 – Стационарная настенная зарядная станция или зарядный пункт переменного тока с полным контролем и защитой. Используется для обычной зарядки от сети переменного тока дома, на работе и на общественных парковках.Режим 4 – зарядка постоянным током, при которой станция размещает силовую электронику и подает постоянный ток через специальный разъем. Используется для быстрой и сверхбыстрой зарядки.  В таблице ниже четыре режима работы сгруппированы по типу источника питания, мощности и типичным местам установки:РежимПоставлятьТипичный диапазон мощностиТипичные местаРекомендуемое использованиеРежим 1ACДо нескольких киловаттУстаревшие системы, ранние демонстрационные проектыНе рекомендуется для современных электромобилей.Режим 2ACПримерно 2–3 кВт, иногда выше.Дома, малые предприятия, временная парковкаПериодическая или резервная зарядкаРежим 3ACПримерно 3,7–22 кВт и вышеДома, рабочие места, места отдыха и общественные местаЕжедневная и регулярная зарядка от сети переменного токаРежим 4DCПримерно 50–350 кВт для легковых автомобилей, выше для большегрузных автомобилей.Автомагистрали, скоростные транспортные узлы, депоБыстрая и сверхбыстрая зарядка  Режим 1: устаревшее решениеВ режиме 1 автомобиль подключается напрямую к стандартной розетке с помощью простого кабеля.В кабеле нет блока управления, нет специальной электроники, которая бы контролировала ток или взаимодействовала с автомобилем.В такой конфигурации электромобиль получает энергию через проводку и розетки, которые изначально не были рассчитаны на длительные периоды высокой нагрузки. Розетки могут перегреваться, проводка может подвергаться нагрузке, и пользователь практически не получает предупреждения, пока не почувствует запах гари или не произойдет поломка.Поэтому во многих странах использование режима 1 для современных электромобилей ограничено или не рекомендуется.Его еще можно встретить в старых пилотных проектах или очень маленьких, маломощных транспортных средствах, но это нереалистичный выбор для установки в новом доме или на общественном месте. При планировании инфраструктуры сегодня режим 1 остается в «историческом» контексте. Режим 2: портативные зарядные устройства для электромобилейРежим 2 — это портативное зарядное устройство для электромобилей, которым комплектуются многие автомобили. Один конец подключается к бытовой или промышленной розетке.Примерно посередине кабеля находится коробка, в которой размещены электронные компоненты управления и защиты. Оттуда кабель продолжается до входного отверстия автомобиля.Эта коробка обычно выполняет три основные функции:Ограничивает максимальный ток до значения, указанного в характеристиках розетки и проводки.Контролирует температуру у розетки или внутри корпуса и отключается, если становится слишком жарко.Передает основные сигналы, чтобы автомобиль знал, какой ток ему разрешено потреблять. Концепция проста, но полезна. Водители могут использовать существующие розетки без установки распределительной коробки. Это повышает гибкость для тех, кто снимает жилье, часто переезжает или паркуется в разных местах.Существуют реальные ограничения:Мощность ограничивается номинальными характеристиками розетки и местными правилами.В старых зданиях может быть проводка, которая не выдерживает многочасового воздействия высоких токов.Слабые розетки, неплотные контакты или изношенные удлинители могут перегреваться при использовании под полной нагрузкой. Поэтому режим 2 лучше всего использовать лишь изредка или в качестве резервного инструмента.Это хорошо подходит для ночной подзарядки при небольшом ежедневном пробеге, для поездок к друзьям и родственникам, для домов отдыха, а также для смешанных автопарков, где автомобили не всегда возвращаются на одно и то же место стоянки.Портативные зарядные устройства, предназначенные для режима 2, должны быть прочными. Коробку роняют, пинают и бросают в багажники. Корпуса должны быть ударопрочными и герметичными, защищая от пыли и воды. Кабели часто скручиваются и раскручиваются, поэтому они должны обладать хорошей гибкостью при низких и высоких температурах. Вилки должны выдерживать нагрев при номинальном токе, даже если розетка находится не в идеальном состоянии. Режим 3: настенные коробки переменного тока и опоры переменного токаРежим 3 — это стандартный способ обычной зарядки от сети переменного тока.Электромобиль подключается к специальному сетевому адаптеру переменного тока или зарядной станции переменного тока, которая содержит собственную управляющую электронику, защитные устройства и обеспечивает связь с автомобилем.Зарядное устройство питается от отдельной цепи. В домашних условиях это может быть однофазный настенный блок питания мощностью 7 или 11 кВт.В регионах с трехфазным электроснабжением на рабочих местах и ​​общественных автостоянках часто предлагается до 22 кВт на одну розетку. Точные значения зависят от подключения здания и местных норм. Цель состоит в создании цепи, рассчитанной и защищенной для длительной зарядки электромобилей. Для пользователя режим 3 обычно означает следующее:Кабель, который проложен на распределительной коробке или на столбе, а не в багажнике автомобиля.Четкие индикаторы состояния или экран, иногда с информацией о контроле доступа и выставлении счетов.Меньше догадок относительно того, выдержит ли проводка нагрузку. Что касается конструкции автомобиля, то большинство электромобилей малой грузоподъемности используют входное отверстие типа 1 или типа 2 для подачи переменного тока.Со стороны вокзала распространены две схемы расположения станций:Прикрепленные устройства с фиксированным кабелем и вилкой, готовые к использованию.Устройства с разъемами, где драйвер использует отдельный кабель типа 2. Каждый выбор влечет за собой последствия для аппаратной части:Кабели с проводным подключением многократно вставляются и вынимаются в течение дня и находятся на открытом воздухе под солнцем, дождем и пылью. Оболочка, защита от натяжения и задняя часть разъема подвергаются значительным механическим нагрузкам.Клеммные клеммы переносят большую часть износа на кабель пользователя, который должен иметь правильное поперечное сечение, гибкость и защиту от натяжения.Геометрия контакта, обработка поверхности и прочность защелки влияют на срок службы крепежных элементов до того, как они начнут расшатываться, издавать шум или станут ненадежными. Когда компоненты хорошо спроектированы, режим 3 выглядит скучно в хорошем смысле: подключил, отошел, вернулся к заряженному автомобилю и почистил разъемы. Неудачные конструкции проявляются позже в виде перегрева разъемов, влаги внутри корпусов или поломки защелок.   Режим 4: быстрая зарядка постоянным токомРежим 4 — это зарядка постоянным током с помощью преобразователя, установленного на станции, а не в автомобиле.Станция принимает переменный ток из сети, преобразует его в постоянный ток с напряжением и током, подходящими для батареи, и подает его через специальный разъем постоянного тока.Зарядные устройства постоянного тока первого поколения для автомобилей часто выдавали мощность около 50 кВт.В современных транспортных узлах и городских развязках мощность на одном заряде батареи обычно составляет 150–350 кВт. Тяжелые транспортные средства, такие как автобусы и грузовики, могут развивать большую мощность, если конструкция транспортных средств, кабелей и распределительных устройств рассчитана на это.По сравнению с переменным током, оборудование подвергается иным нагрузкам:Сила тока значительно выше, чем при обычной зарядке дома или на рабочем месте.Даже небольшое увеличение контактного сопротивления может привести к повышению температуры.Разъем должен надежно фиксироваться под нагрузкой, но при этом оставаться удобным в обращении в течение всего дня. В режиме 4 используются семейства разъемов, такие как CCS и GB/T DC, для легковых автомобилей, а также более новые сильноточные интерфейсы для тяжелых грузовиков и автобусов.Охлаждение является ключевым элементом конструкции. Кабели постоянного тока с естественным охлаждением могут передавать значительную мощность, но во многих системах, работающих в верхнем диапазоне режимов быстрой зарядки, используются другие способы охлаждения. кабели с жидкостным охлаждением и ручки.Каналы системы охлаждения расположены близко к проводникам и контактным блокам и отводят тепло, благодаря чему внешняя поверхность кабеля и зажима остается в пределах комфортной для пользователя температуры. Необходимо найти баланс между весом и жесткостью, чтобы персонал мог многократно подключать и отключать разъемы за смену без напряжения.Режим 4 подходит для мест, где транспортные средства ненадолго останавливаются, но нуждаются в значительном заряде: участки автомагистралей, городские станции быстрой зарядки, логистические центры и автобусные депо.  Как режимы работы влияют на разъемы и кабелиКаждый режим зарядки направляет работу оборудования в различном направлении. Режим 2Электронные компоненты находятся внутри кабельного жгута. Корпус блока управления должен быть герметичным и ударопрочным. Кабели перемещаются и скручиваются чаще, чем в стационарных установках, поэтому им необходима гибкая оболочка и надлежащая защита от изгибов. Вилки на обоих концах должны выдерживать нагрев при полной нагрузке, поскольку бытовые розетки не всегда идеальны. Режим 3Разъемы подвергаются длительному циклу сопряжения и воздействию окружающей среды. Контакты должны иметь форму и покрытие, обеспечивающие долгий срок службы. Оболочка кабеля подвергается воздействию ультрафиолетового излучения, дождя и снега, а также случайным ударам колес или обуви. Защита от натяжения на задней стороне разъема защищает проводники в местах, где сосредоточены изгибы. Режим 4Высокие токи и интенсивные рабочие циклы определяют поперечное сечение и расположение контактов. В системах с жидкостным охлаждением каналы для охлаждающей жидкости и уплотнения располагаются в ограниченном пространстве с проводниками и сигнальными контактами. Рукоятка должна удобно лежать в руке, а курки и кнопки должны оставаться простыми в использовании, даже если вся конструкция тяжелее, чем вилка переменного тока. Поскольку нагрузки и режимы использования сильно различаются, производители обычно разрабатывают отдельные семейства продуктов для режима 2, режима 3 и режима 4, вместо того чтобы пытаться использовать одну конструкцию для всех трех режимов.  Выбор режимов работы для домов, объектов и автопарковОптимальное сочетание режимов зависит от того, где находятся автомобили и как они используются. Для частных домов полезны следующие вопросы:Есть ли стационарное парковочное место рядом с электрощитком?Какое расстояние обычно проезжает автомобиль за день?Сколько электромобилей используют одну и ту же энергосистему?Современная ли проводка и есть ли у неё запас мощности Некоторые распространенные закономерности:В арендованном доме с небольшим ежедневным пробегом и ограниченными возможностями для прокладки новой проводки, для начала может быть достаточно хорошего портативного зарядного устройства Mode 2, подключенного к проверенной современной розетке.В домах с фиксированным парковочным местом и большим пробегом более удобным долгосрочным решением обычно является настенная приставка Mode 3, подключенная к выделенной цепи.Во многих домохозяйствах в багажнике всегда лежит резервный блок Mode 2, даже после установки настенной приставки.  В отношении рабочих мест и общественных мест вопросы смещаются в сторону:Тип объекта: офисный, торговый, гостиничный, многофункциональный, складской.Как долго обычно автомобили стоят на парковке?Ожидают ли водители полной зарядки или просто полезной подзарядки Типичные результаты:Офисные здания и многоуровневые парковки в основном используют переменный ток 3-го режима. Автомобили стоят там часами, поэтому умеренное энергопотребление на одно место вполне достаточно.На торговых площадках часто размещают несколько быстрых зарядных устройств Mode 4 у входа, а дальше — ряд стоек Mode 3.На автомагистралях и в депо для автобусов и грузовиков широко используется режим 4, а количество точек подключения переменного тока меньше для служебных автомобилей или стоянок на длительный срок. В таком виде:Режим 2 заполняет пробелы там, где стационарная инфраструктура ограничена или находится на стадии планирования.Режим 3 становится основой для повседневной зарядки от сети переменного тока.Режим 4 предназначен для коротких остановок с высоким энергопотреблением.  Вопросы и ответы о режимах зарядкиКакие четыре режима зарядки электромобилей существуют?Существует четыре концепции, основанные на международных стандартах, которые описывают способ подключения электромобиля к электросети. Режим 1 — это простое подключение к розетке с помощью кабеля переменного тока без блока управления. Режим 2 добавляет блок управления и защиты в кабель. Режим 3 использует специальную зарядную станцию ​​переменного тока. Режим 4 использует зарядную станцию ​​постоянного тока с встроенной силовой электроникой. Влияют ли режимы зарядки на выбор необходимого типа разъема?Сами по себе они не являются таковыми. Режимы описывают, как построена и управляется система. Типы разъемов, такие как Type 2, CCS или GB/T, описывают физическую форму и расположение контактов. На практике определенные разъемы соответствуют определенным режимам — Type 2 с режимом 3, CCS с режимом 4 — но эти две концепции являются отдельными. Как режимы зарядки соотносятся с уровнями 1, 2 и 3?Уровни 1, 2 и 3 — это североамериканские обозначения уровней мощности и схем электропитания. Режимы 1–4 — это глобальные концепции, определяющие способ подключения и управления электромобилем и источником питания. Например, зарядное устройство уровня 2 для домашнего использования обычно работает в режиме 3. Режимы зарядки определены одинаково во всех регионах?Основные определения взяты из международных стандартов, поэтому режимы 1–4 в целом одинаковы во всем мире. Различаются лишь местные правила, разрешающие или ограничивающие каждый режим, особенно режим 1 и режим 2 с большей мощностью в национальных сетях. Может ли один электромобиль использовать более одного режима?Да. Большинство современных электромобилей могут заряжаться в нескольких режимах. Один и тот же автомобиль может использовать портативное зарядное устройство режима 2 у родственников, настенное зарядное устройство режима 3 дома или на работе и быструю зарядку постоянным током режима 4 в дальних поездках. Система ввода аккумулятора и бортовые системы автомобиля разработаны таким образом, чтобы распознавать и работать с этими различными режимами зарядки.