Američki standardni certifikat za šipove za punjenje (III) – Detalji dizajna AC šipova (prednji kraj ulazne linije i izlazna glava topa)

Sa stanovišta principa proizvoda, američke standardne AC stanice za punjenje se ne razlikuju od nacionalnih i evropskih standarda - obje služe kao veliki električni prekidači, provodeći AC struju iz mreže do ugrađenog punjača (OBC) u vozilu, koji zatim pretvara AC struju u DC struju za punjenje baterije.

Iako su uglavnom isti, ipak postoje značajne razlike u mnogim detaljima u poređenju sa nacionalnim i evropskim standardima. U suprotnom, bilo bi previše praktično direktno ih prodavati u Sjedinjenim Američkim Državama bez ikakvih modifikacija.

(1)

Prije nego što razmotrimo ulazne vodove sjevernoameričkih AC stanica za punjenje, prvo ćemo predstaviti naponski sistem AC električne mreže u Sjedinjenim Američkim Državama.

Sistemi elektroenergetske mreže većine zemalja svijeta usklađeni su s evropskim (kolonijalizam i rat), odnosno, normalni napon u domaćinstvima je 220V~230Vac 50Hz, a industrijski trofazni napon je 380~400Vac 50Hz. Očigledno je da je napon industrijske električne energije tri puta veći od korijena napona u domaćinstvu - razlika između linijskog napona i faznog napona.

Naponski sistem u Sjedinjenim Američkim Državama je jedinstven, s tim da je glavni napon u domaćinstvima 120V/240V 60Hz, a glavni industrijski napon 480V/277Vac 60Hz za industrijsku upotrebu. Napon koji se koristi za komercijalne ili stambene svrhe visoke gustine je 120V/208Vac 60Hz, dok je za neke velike teške industrije 347/600Vac 60Hz.

Da li vas iznenađuje i zašto je naponski sistem u Sjedinjenim Državama tako haotičan?

Upotreba napona od 110 V potiče od Edisona. Edison je poznat po izumu sijalice. Nakon višestrukih eksperimenata i poređenja, otkrio je da sijalica ima najveću svjetlosnu efikasnost i najduži vijek trajanja kada je napon 110 V. Tako je 1882. godine Edison zvanično predstavio tržište jednosmjerne struje od 110 V u elektrani Pearl Street, prvoj komercijalnoj jednosmjernoj elektrani u Sjedinjenim Američkim Državama.

Ali svi znamo da jednosmjerna struja ima veliki nedostatak, a to je veliki gubitak toplote tokom prenosa na velike udaljenosti, što rasipa mnogo električne energije. Kako bi izbjegao prekomjerni gubitak energije tokom prenosa na velike udaljenosti, Nikola Tesla je predstavio svoj sistem naizmjenične struje (AC). Iako je naizmjenična struja na kraju pobijedila jednosmjernu struju, hiljade uređaja i aparata namijenjenih za 110 V već su bili instalirani u američkim domaćinstvima i fabrikama u to vrijeme.

Kako bi olakšao nesmetan prelazak u eru naizmjenične struje, Tesla je napravio kompromis: također je postavio napon naizmjenične struje u domaćinstvima na 110 V. To je ne samo zaštitilo investicije postojećih korisnika u opremu, već je i eliminiralo strah javnosti od visokonaponske naizmjenične struje (za koju se u to vrijeme vjerovalo da je štetnija po ljudsko zdravlje).

Stoga je usvajanje naizmjenične struje od 110 V u Sjedinjenim Državama rezultat prilagođavanja napona od 110 V istosmjerne struje.

S dolaskom električnog doba, inženjeri su postepeno shvatili da je, u poređenju s kasnijim usvajanjem napona 220V/240V u Evropi, sistem od 110V u Sjedinjenim Državama trpio veće gubitke pri prenosu električne energije velike snage i zahtijevao deblje bakrene žice kako bi se izbjeglo zagrijavanje. Ali ako sveobuhvatno pređemo na 220Vac, cijena je previsoka. Uređaji, utičnice, osigurači, pa čak i cijela gradska distributivna mreža u milionima domaćinstava širom Sjedinjenih Država dizajnirani su prema 110V.

Zbog toga su elektroinženjeri u Sjedinjenim Državama izumili visoko inteligentnu "metodu tla" - tehnologiju split faze.

Između fazne žice i neutralne žice u sredini formira se napon od 110V/120V, posebno dizajniran za male kućanske aparate poput mobilnih telefona, televizora i sijalica (sigurni su i nisu vrući na dodir).

Kada se dvije žice pod naponom naslože zajedno, one se trenutno pretvaraju u 220V/240V, posebno dizajniran za "električne tigrove" kao što su klima uređaji, električni bojleri i sušilice (s visokom efikasnošću i malom potrošnjom žice).

Nakon što smo razumjeli porijeklo 120Vac i 240Vac, lako je razumjeti i porijeklo 208Vac. 208V je linijski napon od 120V (trostruki korijen).

(II)

Nakon što smo razumjeli naponski sistem u Sjedinjenim Američkim Državama, pogledajmo sada ulazni napon američkog AC stuba.

U Sjedinjenim Američkim Državama postoje tri vrste napona za obične AC stanice za punjenje, i to 120V, 208V i 240Vac. U osnovi, promocija kompanija koje proizvode šipove će se zasnivati ​​na naponskim opsezima koje podržavaju, 110~120Vac ili 200V~240Vac.

Treba napomenuti da je stanica za punjenje s ulazom od 208V također jednofazni ulaz, a ne 16kw ili 22kw kako mi razumijemo, slično europskom trofaznom petožičnom ulazu. Međutim, u Sjedinjenim Državama postoji vrlo malo stanica za punjenje s trofaznim ulazom koje su pretražene na tržištu, ali još nisu pronađene.

Među njima, 110~120Vac je standardni priključak koji može podržati maksimalnu ulaznu struju od 16A.

Za AC stanice za punjenje sa ulazom od 200V~240Vac (208Vac ili 240Vac), prednji kraj ulazne linije može biti u obliku utikača ili kablovskog terminala. "Visokonaponsku" utičnicu sa ulazom od 240Vac u Sjedinjenim Američkim Državama (koja se sastoji od četiri žice: dvije fazne žice, jedne neutralne žice i jedne žice za uzemljenje) treba da kompletira profesionalni električar.

Inače, utičnica za spajanje ulaznog utikača stanice za punjenje od 240V AC treba da bude u skladu sa zahtjevima NEMA14-50. Njena maksimalna struja nošenja je 50A. Prema zahtjevima Američkog standarda za električne instalacije NFPA 70, maksimalna struja koju koriste električni uređaji ne smije prelaziti 80% nazivne utičnice. Dakle, maksimalna struja stanice za punjenje od 240V AC sa utikačem može dostići samo 40A, sa snagom od 9,6kW.

(3)

Nakon što smo razmotrili zahtjeve za ulaznu stranu američke standardne AC stanice za punjenje, preskočimo ljusku i pogledajmo direktno izlaznu stranu.

Izlazna strana komunikacijske stanice za punjenje je vrlo jednostavna, samo držač pištolja i kabel pištolja koji odgovara držaču pištolja.

Ako pregledate web stranicu komunikacijskih stanica u Sjedinjenim Državama, vidjet ćete da svaka stanica za punjenje nudi dvije vrste utičnica za pištolje, i to interfejs TYPE1 koji ispunjava standard SAE J1772 i NACS interfejs koji ispunjava standard Tesla SAE J3400.

Specifične strukture i detalji veličine glave pištolja i držača pištolja s dva interfejsa mogu se naći u odgovarajućim standardima.

Interno, nema razlike između Teslinog NACS interfejsa i SAE J 1772 TYPE1 interfejsa, oba se sastoje od pet žica – L/N/PE/CP/PP. Naravno, Teslin dizajn je vrlo pametan, s istim setom DC i AC interfejsa.

Što se tiče sjevernoameričkog tržišta komunikacijskih stubova, izlazni interfejs za punjenje prelazi sa staromodnog TYPE1 interfejsa na NACS interfejs, a sve više automobila će se u budućnosti odlučiti za podršku Tesla interfejsima. Rane AC stanice za punjenje opremljene TYPE1 interfejsima nisu mogle puniti novi NACS.

Naravno, nema potrebe za prevelikom brigom, na tržištu postoji mnogo adaptera koji vam mogu pomoći.

Adapteri za glavu pištolja su strogo zabranjeni evropskim standardom IEC 61851-1:2017, ali takve klauzule se ne nalaze u UL 2594 u Sjedinjenim Američkim Državama. Nije zakonom zabranjeno, samo ga koristite direktno.

To je sve što se tiče ulazne i izlazne strane američke standardne AC stanice za punjenje. U sljedećem članku ćemo podijeliti detalje dizajna "kućišta".