Certificazione di pali di carica standard americani (III) - Dettagli di cuncepimentu di pali AC (estremità anteriore di a linea d'entrata è testa di pistola di uscita)

Da u puntu di vista di i principii di u produttu, e stazioni di carica AC standard americane ùn sò micca sfarenti da e norme naziunali è europee - tramindui servenu cum'è grandi interruttori elettrichi, cunducendu l'energia AC da a rete à u caricatore di bordu (OBC) in u veiculu, chì poi cunverte l'energia AC in energia DC per caricà a batteria.

Ancu s'elli sò generalmente listessi, ci sò sempre differenze significative in parechji dettagli paragunati à i standard naziunali è europei. Altrimenti, seria troppu cunveniente di vendeli direttamente in i Stati Uniti senza alcuna mudificazione.

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Prima di discute e linee d'entrata di e stazioni di carica AC nordamericane, introducemu prima u sistema di tensione di a rete elettrica AC in i Stati Uniti.

I sistemi di rete elettrica di a maiò parte di i paesi di u mondu sò allineati cù quelli di l'Europa (culunialismu è guerra), vale à dì, a tensione domestica nurmale hè 220V ~ 230Vac 50Hz, è a tensione trifase industriale hè 380 ~ 400Vac 50Hz. Hè evidenti chì a tensione di l'elettricità industriale hè trè volte a radica di a tensione domestica - a differenza trà a tensione di linea è a tensione di fase.

U sistema di tensione in i Stati Uniti hè unicu, cù a tensione domestica principale chì hè 120V/240V 60Hz è a tensione industriale principale chì hè 480V/277Vac 60Hz per usu industriale. A tensione aduprata per scopi cummerciali o residenziali d'alta densità hè 120V/208Vac 60Hz, mentre chì per alcune grandi industrie pesanti hè 347/600Vac 60Hz.

Sì ancu surprisatu perchè u sistema di tensione in i Stati Uniti hè cusì caòticu.

L'usu di a tensione di 110V hè natu da Edison. Hè Edison, chì hè cunnisciutu per avè inventatu a lampadina. Dopu à parechji esperimenti è paraguni, hà scupertu chì a lampadina avia a più alta efficienza luminosa è a più longa durata di vita quandu a tensione era di 110V. Cusì, in u 1882, Edison hà introduttu ufficialmente l'elettricità DC 110V in u mercatu à a Pearl Street Power Station, a prima centrale elettrica DC cummerciale in i Stati Uniti.

Ma sapemu tutti chì a corrente continua hà un inconveniente maiò, chì hè una forte perdita di calore durante a trasmissione à longa distanza, chì spreca assai energia elettrica. Per evità una perdita eccessiva di energia durante a trasmissione à longa distanza, Nikola Tesla hà introduttu u so sistema di corrente alternata (CA). Ancu s'è a corrente alternata hà infine scunfittu a corrente continua, migliaia d'apparecchi è dispusitivi dedicati à 110V eranu digià stati installati in e case è e fabbriche americane à quellu tempu.

Per facilità una transizione senza intoppi versu l'era di a corrente alternata, Tesla hà fattu un compromessu: hà ancu stabilitu a tensione domestica di a corrente alternata à 110V. Questu ùn hà micca solu prutettu l'investimentu in equipaggiamenti di l'utilizatori esistenti, ma hà ancu eliminatu a paura di u publicu di a corrente alternata d'alta tensione (chì era largamente cunsiderata più dannosa per a salute umana à quellu tempu).

Dunque, l'adopzione di l'alimentazione AC 110V in i Stati Uniti hè un pruduttu di l'adattamentu di l'alimentazione DC 110V.

Cù l'avventu di l'era elettrica, l'ingegneri si sò resi contu pianu pianu chì, paragunatu à l'adopzione più tardi di a tensione 220V/240V in Europa, u sistema 110V in i Stati Uniti subia perdite più grande quandu trasmetteva elettricità di alta putenza è richiedeva fili di rame più spessi per evità u riscaldamentu. Ma s'è no passemu à 220Vac in modu cumpletu, u costu hè troppu altu. L'apparecchi, e prese, i fusibili, è ancu tutta a rete di distribuzione di a cità in milioni di famiglie in i Stati Uniti sò tutti cuncipiti secondu à 110V.

Per questa ragione, l'ingegneri elettrici in i Stati Uniti anu inventatu un "metodu di u terrenu" assai intelligente - a tecnulugia di fase divisa.

Trà u filu di fase è u filu neutru in u mezu, si forma una tensione di 110V/120V, specificamente cuncipita per i picculi apparecchi domestici cum'è i telefoni cellulari, i televisori è e lampadine (sicure è micca calde à u toccu).

Quandu dui fili vivi sò impilati inseme, si trasformanu istantaneamente in 220V/240V, specificamente cuncipiti per "tigri elettriche" cum'è climatizzatori, scaldabagni elettrici è asciugatrici (cù alta efficienza è bassu cunsumu di fili).

Avendu capitu l'urighjini di 120Vac è 240Vac, l'urighjini di 208Vac hè ancu faciule da capisce. 208V hè a tensione di linea di 120V (trè volte a radica).

(II)

Dopu avè capitu u sistema di tensione in i Stati Uniti, guardemu avà a tensione d'entrata di a pila AC americana.

Ci sò trè tippi di tensione per e stazioni di carica AC ordinarie aduprate in i Stati Uniti, vale à dì 120V, 208V è 240Vac. In fondu, a prumuzione di e cumpagnie di pali serà basata annantu à e bande di tensione ch'elli supportanu, 110 ~ 120Vac o 200V ~ 240Vac.

Ci vole à nutà chì a stazione di carica cù entrata 208V hè ancu entrata monofase, micca 16kw o 22kw cum'è a capimu cum'è simile à l'entrata trifase europea à cinque fili. Tuttavia, ci sò assai poche stazioni di carica cù entrata trifase in i Stati Uniti chì sò state cercate in u mercatu ma chì ùn sò ancu state truvate.

Trà elle, 110 ~ 120Vac hè una cunnessione regulare chì pò supportà una corrente massima di 16A.

Per e stazioni di carica AC cù entrata 200V ~ 240Vac (208Vac o 240Vac), a parte anteriore di a linea d'entrata pò esse in forma di spina o di terminale di cavu. A presa "alta tensione" cù entrata 240Vac in i Stati Uniti (cumposta da quattru fili: dui fili di fase, un filu neutru è un filu di terra) deve esse cumpletata da un elettricista prufessiunale.

À propositu, a presa per cunnette a spina d'entrata di a stazione di carica AC 240Vac deve rispettà i requisiti di NEMA14-50. A so corrente massima di trasportu hè 50A. Sicondu i requisiti di l'American Electrical Installation Standard NFPA 70, a corrente massima aduprata da l'apparecchi elettrici ùn deve micca superà l'80% di a presa nominale. Cusì, a corrente massima di una stazione di carica AC d'entrata 240V cù una spina pò ghjunghje solu à 40A, cù una putenza di 9,6kW.

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Dopu avè discuttu i requisiti per u latu d'entrata di a stazione di carica AC standard americana, saltemu a cunchiglia è guardemu direttamente u latu di uscita.

U latu di uscita di a stazione di carica di cumunicazione hè assai simplice, solu u supportu di a pistola è u cavu di a pistola chì currisponde à u supportu di a pistola.

Sè vo navigate nantu à u situ web di a stazione di cumunicazione in i Stati Uniti, truverete chì qualsiasi stazione di carica furnisce dui tipi di prese di pistola, vale à dì l'interfaccia TYPE1 chì risponde à SAE J1772 è l'interfaccia NACS chì risponde à Tesla SAE J3400.

I dettagli specifichi di a struttura è di e dimensioni di a testa di a pistola è di u supportu di a pistola cù duie interfacce si ponu truvà in e norme currispondenti.

Internamente, ùn ci hè nisuna differenza trà l'interfaccia NACS di Tesla è l'interfaccia TYPE1 di SAE J 1772, tramindui custituite da cinque fili - L/N/PE/CP/PP. Benintesa, u disignu di Tesla hè assai intelligente, cù l'interfacce DC è AC chì sò u listessu inseme.

In quantu à u mercatu di e pile di cumunicazione nordamericane, l'interfaccia di carica di uscita hè in transizione da l'interfaccia TYPE1 à l'interfaccia NACS, è sempre più vitture sceglieranu di supportà l'interfacce Tesla in u futuru. E prime stazioni di carica AC equipaggiate cù interfacce TYPE1 ùn eranu micca capaci di carica u novu NACS.

Benintesa, ùn ci hè bisognu di preoccupassi troppu, ci sò parechji adattatori nantu à u mercatu chì vi ponu aiutà.

L'adattatori per teste di pistola sò strettamente pruibiti in a norma europea IEC 61851-1: 2017, ma tali clausole ùn si trovanu micca in UL 2594 in i Stati Uniti. Ùn hè micca pruibitu da a lege, basta à aduprà direttamente.

Eccu tuttu per i lati d'entrata è di uscita di a stazione di carica AC standard americana. In u prossimu articulu, sparteremu i dettagli di cuncepimentu di l'"alloghju".