અમેરિકન સ્ટાન્ડર્ડ ચાર્જિંગ પાઇલ સર્ટિફિકેશન (III) - એસી પાઇલ્સની ડિઝાઇન વિગતો (ઇનપુટ લાઇનનો આગળનો છેડો અને આઉટપુટ ગન હેડ)

ઉત્પાદન સિદ્ધાંતોના દૃષ્ટિકોણથી, અમેરિકન સ્ટાન્ડર્ડ એસી ચાર્જિંગ સ્ટેશન રાષ્ટ્રીય અને યુરોપિયન ધોરણોથી અલગ નથી - તે બંને મોટા ઇલેક્ટ્રિકલ સ્વીચો તરીકે સેવા આપે છે, જે ગ્રીડથી વાહનમાં ઓનબોર્ડ ચાર્જર (OBC) સુધી AC પાવરનું સંચાલન કરે છે, જે પછી પાવર બેટરી ચાર્જ કરવા માટે AC પાવરને DC પાવરમાં રૂપાંતરિત કરે છે.

સામાન્ય રીતે સમાન હોવા છતાં, રાષ્ટ્રીય અને યુરોપિયન ધોરણોની તુલનામાં ઘણી વિગતોમાં હજુ પણ નોંધપાત્ર તફાવત છે. નહિંતર, કોઈપણ ફેરફારો વિના તેમને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં સીધા વેચવાનું ખૂબ અનુકૂળ રહેશે.

(૧)

ઉત્તર અમેરિકન એસી ચાર્જિંગ સ્ટેશનોની ઇનપુટ લાઇનની ચર્ચા કરતા પહેલા, ચાલો પહેલા યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં એસી પાવર ગ્રીડની વોલ્ટેજ સિસ્ટમનો પરિચય કરાવીએ.

વિશ્વના મોટાભાગના દેશોની પાવર ગ્રીડ સિસ્ટમ્સ યુરોપ (વસાહતીવાદ અને યુદ્ધ) સાથે સુસંગત છે, એટલે કે, સામાન્ય ઘરગથ્થુ વોલ્ટેજ 220V~230Vac 50Hz છે, અને ઔદ્યોગિક ત્રણ-તબક્કા વોલ્ટેજ 380~400Vac 50Hz છે. તે સ્પષ્ટ છે કે ઔદ્યોગિક વીજળીનો વોલ્ટેજ ઘરગથ્થુ વોલ્ટેજના મૂળ કરતાં ત્રણ ગણો છે - લાઇન વોલ્ટેજ અને ફેઝ વોલ્ટેજ વચ્ચેનો તફાવત.

યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં વોલ્ટેજ સિસ્ટમ અનોખી છે, જેમાં મુખ્ય પ્રવાહના ઘરગથ્થુ વોલ્ટેજ 120V/240V 60Hz છે અને મુખ્ય પ્રવાહના ઔદ્યોગિક વોલ્ટેજ ઔદ્યોગિક ઉપયોગ માટે 480V/277Vac 60Hz છે. વાણિજ્યિક અથવા ઉચ્ચ-ઘનતાવાળા રહેણાંક હેતુઓ માટે વપરાતો વોલ્ટેજ 120V/208Vac 60Hz છે, જ્યારે કેટલાક મોટા ભારે ઉદ્યોગો માટે તે 347/600Vac 60Hz છે.

શું તમને પણ આશ્ચર્ય થાય છે કે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં વોલ્ટેજ સિસ્ટમ આટલી અસ્તવ્યસ્ત કેમ છે?

૧૧૦ વોલ્ટ વોલ્ટેજનો ઉપયોગ એડિસનથી શરૂ થયો હતો. એડિસન જ લાઇટ બલ્બની શોધ માટે જાણીતા છે. અનેક પ્રયોગો અને સરખામણીઓ પછી, તેમણે શોધી કાઢ્યું કે જ્યારે વોલ્ટેજ ૧૧૦ વોલ્ટ હતો ત્યારે લાઇટ બલ્બમાં સૌથી વધુ તેજસ્વી કાર્યક્ષમતા અને સૌથી લાંબી સેવા જીવન હોય છે. તેથી, ૧૮૮૨ માં, એડિસને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં પ્રથમ વાણિજ્યિક ડીસી પાવર પ્લાન્ટ, પર્લ સ્ટ્રીટ પાવર સ્ટેશન ખાતે સત્તાવાર રીતે ૧૧૦ વોલ્ટ ડીસી વીજળી બજારમાં રજૂ કરી.

પરંતુ આપણે બધા જાણીએ છીએ કે ડાયરેક્ટ કરંટમાં એક મોટી ખામી છે, જે લાંબા અંતરના ટ્રાન્સમિશન દરમિયાન તીવ્ર ગરમીનું નુકસાન છે, જે ઘણી બધી વિદ્યુત ઉર્જાનો બગાડ કરે છે. લાંબા અંતરના ટ્રાન્સમિશન દરમિયાન વધુ પડતી ઉર્જાનું નુકસાન ટાળવા માટે, નિકોલા ટેસ્લાએ તેમની વૈકલ્પિક કરંટ (AC) સિસ્ટમ રજૂ કરી. જોકે વૈકલ્પિક કરંટે આખરે ડાયરેક્ટ કરંટને હરાવ્યું, તે સમયે અમેરિકન ઘરો અને કારખાનાઓમાં 110V માટે સમર્પિત હજારો ઉપકરણો અને ઉપકરણો પહેલાથી જ સ્થાપિત થઈ ચૂક્યા હતા.

વૈકલ્પિક પ્રવાહના યુગમાં સરળ સંક્રમણને સરળ બનાવવા માટે, ટેસ્લાએ એક સમાધાન કર્યું: તેમણે વૈકલ્પિક પ્રવાહના ઘરગથ્થુ વોલ્ટેજને 110V પર પણ સેટ કર્યો. આનાથી માત્ર હાલના વપરાશકર્તાઓના સાધનોના રોકાણનું રક્ષણ થયું નહીં, પરંતુ ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ વૈકલ્પિક પ્રવાહ (જે તે સમયે માનવ સ્વાસ્થ્ય માટે વધુ હાનિકારક માનવામાં આવતું હતું) ના લોકોનો ભય પણ દૂર થયો.

તેથી, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં 110V AC પાવર અપનાવવો એ 110V DC પાવરને સમાવવાનું ઉત્પાદન છે.

વિદ્યુત યુગના આગમન સાથે, ઇજનેરોને ધીમે ધીમે સમજાયું કે યુરોપમાં 220V/240V વોલ્ટેજ અપનાવવામાં આવ્યા તેની તુલનામાં, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં 110V સિસ્ટમને હાઇ-પાવર વીજળી ટ્રાન્સમિટ કરતી વખતે વધુ નુકસાન સહન કરવું પડ્યું હતું અને ગરમી ટાળવા માટે જાડા તાંબાના વાયરની જરૂર હતી. પરંતુ જો આપણે વ્યાપક રીતે 220Vac પર અપગ્રેડ કરીએ, તો ખર્ચ ખૂબ વધારે છે. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં લાખો ઘરોમાં ઉપકરણો, સોકેટ્સ, ફ્યુઝ અને સમગ્ર શહેરના વિતરણ નેટવર્ક પણ 110V અનુસાર ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે.

આ કારણોસર, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરોએ એક અત્યંત બુદ્ધિશાળી "માટી પદ્ધતિ" - સ્પ્લિટ ફેઝ ટેકનોલોજીની શોધ કરી છે.

જીવંત વાયર અને મધ્યમાં રહેલા ન્યુટ્રલ વાયર વચ્ચે, 110V/120V નો વોલ્ટેજ રચાય છે, જે ખાસ કરીને નાના ઘરગથ્થુ ઉપકરણો જેમ કે મોબાઇલ ફોન, ટેલિવિઝન અને લાઇટ બલ્બ (સલામત અને સ્પર્શ માટે ગરમ નહીં) માટે રચાયેલ છે.

જ્યારે બે જીવંત વાયરને એકસાથે સ્ટેક કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે તરત જ 220V/240V માં ફેરવાય છે, જે ખાસ કરીને એર કંડિશનર, ઇલેક્ટ્રિક વોટર હીટર અને ડ્રાયર્સ (ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને ઓછા વાયર વપરાશ સાથે) જેવા "ઇલેક્ટ્રિક વાઘ" માટે રચાયેલ છે.

120Vac અને 240Vac ની ઉત્પત્તિ સમજ્યા પછી, 208Vac ની ઉત્પત્તિ પણ સમજવી સરળ છે. 208V એ 120V (મૂળના ત્રણ ગણા) નો રેખા વોલ્ટેજ છે.

(II)

યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં વોલ્ટેજ સિસ્ટમ સમજ્યા પછી, ચાલો હવે અમેરિકન એસી પાઇલના ઇનપુટ વોલ્ટેજ પર એક નજર કરીએ.

યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સામાન્ય AC ચાર્જિંગ સ્ટેશનો માટે ત્રણ પ્રકારના વોલ્ટેજ હોય ​​છે, એટલે કે 120V, 208V, અને 240Vac. મૂળભૂત રીતે, પાઇલ કંપનીઓનો પ્રમોશન તેઓ જે વોલ્ટેજ બેન્ડને સપોર્ટ કરે છે તેના પર આધારિત હશે, 110~120Vac અથવા 200V~240Vac.

એ નોંધવું જોઈએ કે 208V ઇનપુટ ધરાવતું ચાર્જિંગ સ્ટેશન પણ સિંગલ-ફેઝ ઇનપુટ છે, 16kw કે 22kw નહીં કારણ કે આપણે સમજીએ છીએ કે તે યુરોપિયન થ્રી-ફેઝ ફાઇવ વાયર ઇનપુટ જેવું જ છે. જો કે, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં બહુ ઓછા થ્રી-ફેઝ ઇનપુટ ચાર્જિંગ સ્ટેશન છે જે બજારમાં શોધાયા છે પરંતુ હજુ સુધી મળ્યા નથી.

તેમાંથી, 110~120Vac એક નિયમિત પ્લગ કનેક્શન છે જે 16A ના મહત્તમ વર્તમાન ઇનપુટને સપોર્ટ કરી શકે છે.

200V~240Vac (208Vac અથવા 240Vac) ઇનપુટવાળા AC ચાર્જિંગ સ્ટેશનો માટે, ઇનપુટ લાઇનનો આગળનો ભાગ પ્લગ અથવા કેબલ ટર્મિનલના રૂપમાં હોઈ શકે છે. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં 240Vac ઇનપુટ સાથેનો "હાઇ વોલ્ટેજ" સોકેટ (ચાર વાયરનો સમાવેશ થાય છે: બે લાઇવ વાયર, એક ન્યુટ્રલ વાયર અને એક ગ્રાઉન્ડ વાયર) વ્યાવસાયિક ઇલેક્ટ્રિશિયન દ્વારા પૂર્ણ કરવાની જરૂર છે.

માર્ગ દ્વારા, 240Vac AC ચાર્જિંગ સ્ટેશનના ઇનપુટ પ્લગને કનેક્ટ કરવા માટેનો સોકેટ NEMA14-50 ની આવશ્યકતાઓનું પાલન કરે છે. તેનો મહત્તમ વહન પ્રવાહ 50A છે. અમેરિકન ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશન સ્ટાન્ડર્ડ NFPA 70 ની આવશ્યકતાઓ અનુસાર, ઇલેક્ટ્રિકલ ઉપકરણો દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતો મહત્તમ પ્રવાહ રેટેડ સોકેટના 80% થી વધુ ન હોવો જોઈએ. તેથી, પ્લગવાળા 240V ઇનપુટ AC ચાર્જિંગ સ્ટેશનનો મહત્તમ પ્રવાહ ફક્ત 40A સુધી પહોંચી શકે છે, જેની શક્તિ 9.6kW છે.

(૩)

અમેરિકન સ્ટાન્ડર્ડ એસી ચાર્જિંગ સ્ટેશનની ઇનપુટ બાજુ માટેની આવશ્યકતાઓની ચર્ચા કર્યા પછી, ચાલો શેલ છોડી દઈએ અને સીધા આઉટપુટ બાજુ જોઈએ.

કોમ્યુનિકેશન ચાર્જિંગ સ્ટેશનની આઉટપુટ બાજુ ખૂબ જ સરળ છે, ફક્ત બંદૂક ધારક અને બંદૂક ધારક સાથે મેળ ખાતી બંદૂક કેબલ.

જો તમે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં કોમ્યુનિકેશન સ્ટેશન વેબસાઇટ બ્રાઉઝ કરો છો, તો તમને મળશે કે કોઈપણ ચાર્જિંગ સ્ટેશન બે પ્રકારના ગન સોકેટ્સ પ્રદાન કરશે, એટલે કે TYPE1 ઇન્ટરફેસ જે SAE J1772 ને પૂર્ણ કરે છે અને NACS ઇન્ટરફેસ જે ટેસ્લા SAE J3400 ને પૂર્ણ કરે છે.

બે ઇન્ટરફેસવાળા ગન હેડ અને ગન હોલ્ડરની ચોક્કસ રચના અને કદની વિગતો સંબંધિત ધોરણોમાં મળી શકે છે.

આંતરિક રીતે, ટેસ્લાના NACS ઇન્ટરફેસ અને SAE J 1772 ના TYPE1 ઇન્ટરફેસ વચ્ચે કોઈ તફાવત નથી, બંનેમાં પાંચ વાયર છે - L/N/PE/CP/PP. અલબત્ત, ટેસ્લાની ડિઝાઇન ખૂબ જ હોંશિયાર છે, જેમાં DC અને AC ઇન્ટરફેસ બંને એક જ સેટમાં છે.

ઉત્તર અમેરિકન કોમ્યુનિકેશન પાઇલ માર્કેટની દ્રષ્ટિએ, આઉટપુટ ચાર્જિંગ ઇન્ટરફેસ જૂના જમાનાના TYPE1 ઇન્ટરફેસથી NACS ઇન્ટરફેસમાં સંક્રમણ કરી રહ્યું છે, અને ભવિષ્યમાં વધુને વધુ કાર ટેસ્લા ઇન્ટરફેસને સપોર્ટ કરવાનું પસંદ કરશે. TYPE1 ઇન્ટરફેસથી સજ્જ પ્રારંભિક AC ચાર્જિંગ સ્ટેશનો નવા NACS ને ચાર્જ કરવામાં અસમર્થ હતા.

અલબત્ત, વધારે ચિંતા કરવાની જરૂર નથી, બજારમાં પુષ્કળ એડેપ્ટર છે જે તમને મદદ કરી શકે છે.

યુરોપિયન સ્ટાન્ડર્ડ IEC 61851-1:2017 માં ગન હેડ એડેપ્ટર પર સખત પ્રતિબંધ છે, પરંતુ યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં UL 2594 માં આવી કલમો જોવા મળતી નથી. તે કાયદા દ્વારા પ્રતિબંધિત નથી, ફક્ત તેનો સીધો ઉપયોગ કરો.

અમેરિકન સ્ટાન્ડર્ડ એસી ચાર્જિંગ સ્ટેશનના ઇનપુટ અને આઉટપુટ બાજુઓ માટે આટલું જ. આગામી લેખમાં, આપણે "હાઉસિંગ" ની ડિઝાઇન વિગતો શેર કરીશું.