ტიპი 1 J1772 და ტიპი 2 IEC 62196-2 სისტემების შედარება

ელექტრომობილების გლობალური დამუხტვის სტანდარტების საბოლოო ტექნიკური სახელმძღვანელო: ტიპი 1 J1772 და ტიპი 2 IEC 62196-2 სისტემების, ქსელის ტოპოლოგიის, საკომუნიკაციო პროტოკოლების და ჭკვიანი ინფრასტრუქტურის ყოვლისმომცველი შედარება.

1. შესავალი: გლობალური გადასვლა ელექტროფიკაციაზე და სტანდარტიზებული დამუხტვის როლი

გლობალური საავტომობილო ლანდშაფტი პარადიგმის ცვლილებას განიცდის, შიდა წვის ძრავებიდან (ICE) ელექტროძრავაზე გადადის. ამ გარდამავალ პერიოდში ცენტრალურ ადგილს იკავებს მისი მხარდამჭერი ინფრასტრუქტურა: ელექტრომობილების მიწოდების აღჭურვილობა (EVSE), რომელსაც ჩვეულებრივ ელექტრომობილების დამტენებს უწოდებენ. ელექტრომობილების (EV) დანერგვის დაჩქარებასთან ერთად, დატენვის სტანდარტების ტექნიკური ნიუანსების გაგება უმნიშვნელოვანესი ხდება როგორც ინჟინრებისთვის, ასევე პოლიტიკის შემქმნელებისთვის და მომხმარებლებისთვის.

ელექტრომობილების დამუხტვის სტანდარტების შემუშავება ისტორიულად ფრაგმენტული იყო, რაზეც გავლენას ახდენდა რეგიონული ელექტროქსელის არქიტექტურა, მარეგულირებელი გარემო და საავტომობილო მწარმოებლების სტრატეგიული ინტერესები. დღესდღეობით, ცვლადი დენის (AC) დამუხტვის ბაზარზე ორი ძირითადი სტანდარტი დომინირებს: ტიპი 1 (SAE J1772) და ტიპი 2 (IEC 62196-2). მიუხედავად იმისა, რომ ორივე ერთსა და იმავე ფუნდამენტურ მიზანს ემსახურება - ელექტროენერგიის ქსელიდან ავტომობილის ჩაშენებულ დამტენზე გადატანას - მათი ტექნიკური განხორციელება, ფიზიკური დიზაინი და საკომუნიკაციო პროტოკოლები მნიშვნელოვნად განსხვავდება.

ეს სტატია წარმოადგენს პირველი და მეორე ტიპის დამუხტვის სისტემების სიღრმისეულ ტექნიკურ ანალიზს. ჩვენ შევისწავლით მათ არქიტექტურულ განსხვავებებს, მათ ადაპტირებას სხვადასხვა გლობალური ქსელის ტოპოლოგიებთან, მათი საკომუნიკაციო სიგნალების ფიზიკას და უსაფრთხოების მექანიზმებს, რომლებიც იცავს როგორც მომხმარებელს, ასევე სატრანსპორტო საშუალებას. გარდა ამისა, ჩვენ განვიხილავთ, თუ როგორ მოქმედებს სხვადასხვა ქვეყანაში საცხოვრებელი სახლების სიმძლავრის შეზღუდვები დამუხტვის სიჩქარეზე და ახალ ტენდენციებს, რომლებიც ქმნიან სტანდარტიზებული, ჭკვიანი ურთიერთდაკავშირების მომავალს ელექტრომობილების ეკოსისტემაში.

2. ტიპი 1 (SAE J1772) არქიტექტურა: ისტორია, პინის კონფიგურაცია და ჩრდილოეთ ამერიკის დომინირება

ტიპი 1 კონექტორი, რომელიც ოფიციალურად ცნობილია როგორც SAE J1772 სტანდარტი, წარმოადგენს ჩრდილოეთ ამერიკასა და იაპონიაში გამოყენებული ცვლადი დენის დამუხტვის ძირითად ინტერფეისს. შემუშავებულია საავტომობილო ინჟინრების საზოგადოების (SAE) მიერ და შექმნილია ამ რეგიონებში არსებული ერთფაზიანი ელექტრო ქსელების სპეციფიკური საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად.

2.1 ისტორიული კონტექსტი და დიზაინის ფილოსოფია

J1772 სტანდარტი პირველად 2001 წელს იქნა შემოთავაზებული და ამჟამინდელი ფორმის მისაღწევად რამდენიმე გადახედვა განიცადა. დიზაინის მთავარი მიზანი იყო უსაფრთხო, საიმედო და მომხმარებლისთვის მოსახერხებელი ინტერფეისის შექმნა 1-ლი დონის (120 ვ) და 2-ლი დონის (240 ვ) დამუხტვისთვის. ევროპული ქსელების მრავალფაზიანი მოთხოვნებისგან განსხვავებით, ჩრდილოეთ ამერიკის საცხოვრებელი ქსელი ძირითადად გაყოფილი ფაზისაა, რომელიც უზრუნველყოფს ორ 120 ვოლტიან საფეხურს, რომელთა გაერთიანება შესაძლებელია 240 ვოლტიანი მომსახურებისთვის. შესაბამისად, 1 ტიპის კონექტორი ოპტიმიზირებული იყო მაღალი დენის ერთფაზიანი მიწოდებისთვის.

2.2 ფიზიკური პინის კონფიგურაცია

ტიპი 1 კონექტორს აქვს ხუთპინიანი განლაგება:

1. L1 (ხაზი 1):პირველადი დენის გამტარი.
2. L2/N (ხაზი 2 ან ნეიტრალური):120 ვოლტიანი პირველი დონის დამუხტვისას ეს ნეიტრალის ფუნქციას ასრულებს. 240 ვოლტიანი მეორე დონის დამუხტვისას ეს მეორე 120 ვოლტიანი ფაზის (L2) ფუნქციას ასრულებს.
3. PE (დამცავი დამიწება):უსაფრთხოების დამიწების შეერთება, რომელიც უზრუნველყოფს ავტომობილის შასის მიერთებას ბადის მიწასთან.
4. CP (საკონტროლო პილოტი):საკომუნიკაციო ხაზი, რომელიც გამოიყენება EVSE-სა და სატრანსპორტო საშუალებას შორის დამუხტვის პარამეტრების შესათანხმებლად.
5. CS (კონტროლის მართვა) / სიახლოვის პილოტი (PP):უკუკავშირის მარყუჟი, რომელიც აფიქსირებს, სრულად არის თუ არა შტეფსელი ჩასმული და საშუალებას აძლევს მანქანას, შეაჩეროს მოძრაობა დატენვის დროს.

2.3 ელექტრული მახასიათებლები და ლიმიტები

ტიპი 1 სტანდარტი მხარს უჭერს 80 ამპერამდე ცვლადი დენის დატენვას, რაც 240 ვოლტზე მაქსიმალურ სიმძლავრეს 19.2 კვტ-ს შეადგენს. თუმცა, საცხოვრებელი ტიპის 1 დამტენების უმეტესობა მუშაობს 16A-დან (3.8 კვტ) 48A-მდე (11.5 კვტ) დიაპაზონში, რაც შეესაბამება ჩვეულებრივი ჩაშენებული დამტენების შესაძლებლობებს. ქინძისთავების ფიზიკური დიზაინი გამძლეა და განკუთვნილია ათასობით ციკლის განმავლობაში მაღალი თერმული დატვირთვის გასატარებლად. ტიპი 1 შტეფსელის ერთ-ერთი განმსაზღვრელი მახასიათებელია მისი ხელით დამაგრების მექანიზმი, რომელიც მოითხოვს მომხმარებლისგან ჩამკეტის დაჭერას შტეფსელის ავტომობილის შესასვლელიდან გასათავისუფლებლად.

3. მე-2 ტიპის (IEC 62196-2) არქიტექტურა: მენეკესის სტანდარტი, მოდულური დიზაინი და ევროპული მრავალფეროვნება

როდესაც ევროპული ბაზარი ელექტრომობილების დამუხტვის სტანდარტიზაციას ცდილობდა, ის სხვა გამოწვევის წინაშე აღმოჩნდა: სამფაზიანი ელექტრო სისტემების გავრცელება საცხოვრებელ და კომერციულ გარემოში. გამოსავალი იყო მე-2 ტიპის კონექტორი, რომელსაც ხშირად „მენეკესის“ შტეფსელს უწოდებენ იმ გერმანული კომპანიის პატივსაცემად, რომელმაც ის შექმნა.

3.1 IEC 62196-2 სტანდარტისკენ სვლა

საერთაშორისო ელექტროტექნიკურმა კომისიამ (IEC) მე-2 ტიპის დიზაინი IEC 62196 სტანდარტის ნაწილად მიიღო. 1 ტიპის კონექტორისგან განსხვავებით, რომელიც თავისი ბუნებით შემოიფარგლება ერთფაზიანი მუშაობით, მე-2 ტიპის კონექტორი თავიდანვე მოდულური და მომავლისთვის მზად იყო. მას შეუძლია ერთფაზიანი, გაყოფილი ფაზის და სამფაზიანი ცვლადი დენის მიწოდების მხარდაჭერა.

3.2 შვიდპინიანი განლაგება და ფუნქციონალურობა

მე-2 ტიპის კონექტორი იყენებს შვიდპინიან კონფიგურაციას:

1. L1, L2, L3:სამი ცალკეული ფაზის გამტარი, რაც სამფაზიანი დენის მიწოდების საშუალებას იძლევა.
2. N (ნეიტრალური):სპეციალური ნეიტრალური გამტარი, აუცილებელია სამფაზიანი სისტემებისთვის, სადაც დატვირთვა შეიძლება იყოს დაუბალანსებელი.
3. PE (დამცავი დამიწება):უსაფრთხოების მოედანი.
4. CP (საკონტროლო პილოტი):სიგნალიზაციის ხაზი (ფუნქციით იდენტურია J1772-ის).
5. PP (სიახლოვის პილოტი):გამოიყენება შტეფსელის არსებობის დასადგენად და, მე-2 ტიპის სტანდარტში, თავად კაბელის დენის გამტარობის შესახებ ინფორმაციის მისაწოდებლად წინაღობის კოდირებული სისტემის მეშვეობით.

3.3 მრავალფუნქციურობა და სიმძლავრის შეზღუდვები

მე-2 ტიპის კონექტორი გაცილებით მძლავრია, ვიდრე პირველი ტიპი. სამფაზიან კონფიგურაციაში მას შეუძლია გაუძლოს 63 ამპერამდე ძაბვას თითო ფაზაში, თეორიულად უზრუნველყოს 43 კვტ-მდე ცვლადი დენის სიმძლავრე (თუმცა 22 კვტ პრაქტიკული ლიმიტია საზოგადოებრივი და საცხოვრებელი სამფაზიანი დანადგარების უმეტესობისთვის). ერთფაზიან რეჟიმშიც კი, მას შეუძლია გაუტოლდეს პირველი ტიპის კონექტორის მუშაობას. გარდა ამისა, ავტომობილის მე-2 ტიპის შესასვლელი შექმნილია CCS2-თან (კომბინირებული დამუხტვის სისტემა) თავსებადობისთვის მაღალსიჩქარიანი მუდმივი დენის დამუხტვისთვის, ცვლადი დენის ინტერფეისის ქვეშ დამატებით ორი დიდი მუდმივი დენის პინის დამატებით.

4. სიმძლავრის ფაზური დინამიკა: ერთფაზიანი ეფექტურობისა და სამფაზიანი სიმძლავრის მიწოდების შედარება

ტიპი 1-სა და ტიპი 2-ს შორის ყველაზე ფუნდამენტური ტექნიკური განსხვავება მდგომარეობს იმაში, თუ როგორ ამუშავებენ ისინი ელექტრულ ფაზებს. ეს არ არის მხოლოდ შემაერთებლის არჩევანი, არამედ ქსელის ინფრასტრუქტურის ასახვა.

4.1 ერთფაზიანი შეზღუდვები ტიპი 1-ში

პირველი ტიპის სისტემაში, ავტომობილის ჩაშენებული დამტენი (OBC) შექმნილია ერთი ცვლადი დენის წყაროდან ენერგიის მისაღებად. დატენვის სიჩქარის გასაზრდელად, ერთადერთი ცვლადები, რომელთა რეგულირებაც შესაძლებელია, არის ძაბვა (120 ვ-დან 240 ვ-მდე) და დენი (აპერაჟი). რადგან აშშ-ში საცხოვრებელი პანელები, როგორც წესი, შემოიფარგლება 200 ამპერით, 50 ამპერზე მეტი სიმძლავრის ელექტრომობილების სპეციალური სქემები საჭიროებს ინფრასტრუქტურის მნიშვნელოვან განახლებას. მაღალი დენის ერთფაზიანი დატენვა ასევე დიდ თერმულ დატვირთვას ახდენს გაყვანილობასა და შემაერთებელ ქინძისთავებზე.

4.2 სამფაზიანი სისტემის უპირატესობები მე-2 ტიპში

მე-2 ტიპის სისტემები იყენებენ სამფაზიან ქსელებს, რომლებიც გავრცელებულია ევროპასა და აზიისა და ოკეანეთის ნაწილებში. სიმძლავრის სამ ფაზაზე განაწილებით, სისტემას შეუძლია გაცილებით მაღალი საერთო სიმძლავრის მიწოდება ფაზაში უფრო დაბალი ამპერაჟით. მაგალითად, 11 კვტ სიმძლავრის დამტენი სამ ფაზაში იყენებს 16 ამპერს (3 x 230 ვ x 16 ა ≈ 11 კვტ). იგივე 11 კვტ სიმძლავრის მისაღწევად ერთფაზიან 1 ტიპის სისტემაზე, დენი უნდა იყოს დაახლოებით 46 ა (240 ვ x 46 ა ≈ 11 კვტ).

მე-2 ტიპის სისტემებში ფაზაზე დაბალი ამპერაჟი იწვევს:

• შემცირებული სითბოს გამომუშავება:კაბელებსა და კონექტორებში ნაკლები რეზისტენტული გათბობა.
• კაბელის მცირე განივი კვეთები:უფრო მსუბუქი, უფრო მოქნილი კაბელები იგივე სიმძლავრისთვის.
• ქსელის სტაბილურობა:სამფაზიანი დატენვა უზრუნველყოფს ქსელში უფრო დაბალანსებულ დატვირთვას, რაც ამცირებს ფაზური დისბალანსის და ნეიტრალური დენის პრობლემების რისკს ადგილობრივ გამანაწილებელ ტრანსფორმატორში.

4.3 ეფექტურობა და კონვერსია

ტექნიკური თვალსაზრისით, ეს გავლენას ახდენს ჩაშენებული დამტენის ეფექტურობაზეც. სამფაზიანი ცვლადი დენის გადაკეთება მუდმივ დენად უფრო შეუფერხებლად ხდება, ვიდრე ერთფაზიანი ცვლადი დენის, რაც ნაკლებ ტევადურ ფილტრაციას მოითხოვს აკუმულატორისთვის სტაბილური მუდმივ ძაბვის მისაღწევად. ამან შეიძლება გამოიწვიოს ოდნავ მაღალი გარდაქმნის ეფექტურობა სამფაზიან OBC-ებში მათ ერთფაზიან ანალოგებთან შედარებით.

(პირველი ბლოკის დასასრული. გაგრძელება შემდეგ ბლოკში საჭირო სიგრძისა და სიღრმის მისაღწევად.)

5. სიგნალის მთლიანობა და კომუნიკაცია: CP (კონტროლის პილოტი) და PP (სიახლოვის პილოტი) ფუნქციების დეტალური ანალიზი

ელექტრომობილსა და ელექტრომობილს შორის კომუნიკაციას ორი სპეციალური დაბალი ძაბვის სიგნალის ხაზი უზრუნველყოფს: მართვის პილოტი (CP) და სიახლოვის პილოტი (PP). მიუხედავად იმისა, რომ ფიზიკური კონექტორები განსხვავებულია, ცვლადი დენის დამუხტვის ძირითადი სიგნალიზაციის პროტოკოლი სტანდარტიზებულია IEC 61851-1 და SAE J1772 სტანდარტების შესაბამისად.

5.1 მართვის პილოტი (CP) და პულსის სიგანის მოდულაცია (PWM)

CP სიგნალი არის EVSE-ს მიერ გენერირებული ±12V 1kHz კვადრატული ტალღა. ეს სიგნალი ემსახურება როგორც პირველადი ხელის ჩამორთმევის და სტატუსის ინდიკატორს. კომუნიკაციის თანმიმდევრობა განისაზღვრება კონკრეტული ძაბვის დონეებით და PWM სიგნალის სამუშაო ციკლით.

• შტატი A (ლოდინის რეჟიმი):EVSE გამოსცემს მუდმივ +12 ვოლტ მუდმივ დენს. ეს მიუთითებს, რომ დამტენი ჩართულია, მაგრამ მანქანა არ არის მიერთებული.
• შტატი B (მანქანასთან დაკავშირებული):შტეფსელის შეერთებისას, ავტომობილი CP და PE ხაზებს შორის აერთებს რეზისტორსა და დიოდს. ეს ძაბვას +12 ვოლტიდან +9 ვოლტამდე ამცირებს. EVSE აფიქსირებს ამ ვარდნას და იწყებს 1 კჰც PWM სიგნალის გენერირებას.
• შტატი C (მოთხოვნილია გადასახადის დარიცხვა):ავტომობილი დენის მიღების მზადყოფნას ადასტურებს ჩამრთველის დახურვით, რომელიც წრედში უფრო დაბალ წინააღმდეგობას ქმნის და CP ძაბვას +6 ვოლტამდე ამცირებს. ამ ეტაპზე, EVSE ხურავს თავის შიდა კონტაქტორებს ცვლადი დენის მიწოდებისთვის.
• შტატი D (ვენტილაცია აუცილებელია):თუ სატრანსპორტო საშუალებას ვენტილაცია სჭირდება (რაც თანამედროვე ელექტრომობილებში იშვიათია, მაგრამ სტანდარტის ნაწილია), ძაბვა +3 ვოლტამდე ეცემა.
• მდგომარეობა E/F (შეცდომები):0V ან -12V სიგნალი მიუთითებს გაუმართაობაზე, როგორიცაა დამიწების გაუმართაობა ან კომუნიკაციის სრული გაწყვეტა.

ისსამუშაო ციკლიEVSE-ს მიერ გადაცემული PWM სიგნალის სიდიდე ავტომობილს ეუბნება, თუ რამდენი დენის მოხმარებაა დაშვებული. მაგალითად:

• 10% სამუშაო ციკლი = 6 ამპერი
• 25% სამუშაო ციკლი = 15 ამპერი
• 50% სამუშაო ციკლი = 30 ამპერი
• 80% სამუშაო ციკლი = 48 ამპერი

ეს საშუალებას იძლევა დინამიური დატვირთვის მართვის; თუ სახლის ენერგომოხმარება იზრდება, EVSE-ს შეუძლია შეამციროს სამუშაო ციკლი, რათა თავიდან აიცილოს მთავარი ამომრთველის გამორთვა.

5.2 სიახლოვის პილოტი (PP) და მექანიკური ბლოკირება

PP სიგნალი უზრუნველყოფს, რომ მანქანა ვერ გაფრინდება დენის წყაროში შეერთებული მდგომარეობაში და ეხმარება სისტემას კაბელის დენის გამტარუნარიანობის დადგენაში.

• ტიპი 1-ში (J1772):PP ხაზი (ხშირად CS პინს უწოდებენ) დაკავშირებულია შტეფსელის სახელურში არსებულ ჩამრთველთან. როდესაც მომხმარებელი დააჭერს გაშვების ღილაკს, წრედი წყდება. ავტომობილი ამას მყისიერად აფიქსირებს და წყვეტს დენის მოხმარებას მთავარი კვების პინების გათიშვამდე, რაც ხელს უშლის ელექტრული რკალის წარმოქმნას.
• ტიპი 2-ში (IEC 62196):კაბელის ტიპის იდენტიფიცირებისთვის გამოიყენება PP ხაზი. კაბელები აღჭურვილია რეზისტორით PP და PE ქინძისთავებს შორის. 11 კვტ კაბელს (16A) განსხვავებული წინააღმდეგობა ექნება 22 კვტ კაბელისგან (32A). ელექტრომობილური ელექტრომობილის მართვის სისტემა და სატრანსპორტო საშუალება ამ წინააღმდეგობას იყენებენ იმის უზრუნველსაყოფად, რომ არ გადააჭარბონ კაბელის თერმულ ლიმიტებს, მაშინაც კი, თუ სატრანსპორტო საშუალებას შეუძლია უფრო მაღალი სიმძლავრის გამოყენება.

6. მექანიკური დიზაინი და უსაფრთხოება: საკეტი მექანიზმები, IP რეიტინგები და ფიზიკური სიმტკიცე

ელექტრომობილის დამუხტვის ფიზიკური გარემო მკაცრია — წვიმის, თოვლის, მტვრის და ექსტრემალური ტემპერატურის ზემოქმედების ქვეშაა. ამიტომ, ტიპი 1 და ტიპი 2 კონექტორების მექანიკური დიზაინი მაღალტექნოლოგიურია.

6.1 საკეტი მექანიზმები: მექანიკური vs. ელექტრონული

ორ სტანდარტს შორის მნიშვნელოვანი განსხვავებაა ის, თუ როგორ არის შტეფსელი დამაგრებული მანქანაზე.

• ტიპი 1 მექანიკური საკეტი:პირველი ტიპის შტეფსელს აქვს ცერა თითით ამოძრავებული მექანიკური საკეტი. ის მარტივი და საიმედოა, მაგრამ არ გააჩნია უსაფრთხოება; ნებისმიერს შეუძლია მიუახლოვდეს და გამორთოს დამტენი მანქანა დენის წყაროდან, თუ მომხმარებელი სახელურს ცალკე საკეტს არ დაამაგრებს.
• მე-2 ტიპის ელექტრონული საკეტი:მე-2 ტიპის სტანდარტი ეფუძნება ავტომობილის შესასვლელში მოტორიზებული საკეტის ქინძისთავს. დატენვის დაწყებისას, ავტომობილი ავტომატურად აფიქსირებს შტეფსელს. ეს ხელს უშლის კაბელის მოპარვას (ევროპაში გავრცელებული შეუსაბამო დამტენების შემთხვევაში) და უზრუნველყოფს, რომ შტეფსელის მოხსნა შეუძლებელი იყოს დენის გადინების დროს.

6.2 შეღწევისგან დაცვა (IP) და გარემოს დაცვა

ორივე კონექტორი შექმნილია მაღალი IP რეიტინგების დასაკმაყოფილებლად (როგორც წესი, IP54 ან უფრო მაღალი, როდესაც შეწყვილებულია).

• სადრენაჟე არხები:მე-2 ტიპის კონექტორებს აქვთ სპეციალიზებული სადრენაჟე ხვრელები, რათა თავიდან აიცილონ წყლის დაგროვება ქინძისთავების გარშემო.
• მასალათმცოდნეობა:კორპუსები დამზადებულია ულტრაიისფერი სხივებისადმი სტაბილიზებული, დარტყმაგამძლე პოლიმერებისგან, როგორიცაა PBT (პოლიბუტილენ ტერეფტალატი), რათა გაუძლოს ბეტონზე ვარდნას და ინტენსიური მზის სხივების ზემოქმედებას.
• საკონტაქტო მოპირკეთება:ქინძისთავები, როგორც წესი, ვერცხლით არის მოოქროვილი, რათა უზრუნველყოფილი იყოს დაბალი კონტაქტის წინააღმდეგობა და მაღალი გამძლეობა ათასობით შეწყვილების ციკლის განმავლობაში.

6.3 თერმული მართვა

თანამედროვე მაღალი სიმძლავრის ცვლადი დენის დამტენები ხშირად შტეფსელში ჩაშენებულ თერმისტორებს (NTC სენსორებს) იყენებენ. ეს სენსორები რეალურ დროში აკონტროლებენ პინების ტემპერატურას. თუ ტემპერატურა უსაფრთხოების ზღვარს გადააჭარბებს (მაგ., შეერთების ფხვიერი დაზიანების ან შესასვლელში ნარჩენების არსებობის გამო), EVSE სიგნალს მისცემს ავტომობილს, შეამციროს დამუხტვის დენი ან მთლიანად გამორთოს ის ხანძრის თავიდან ასაცილებლად.

7. გლობალური ქსელის ტოპოლოგიები: TN, TT და IT ქსელები და მათი გავლენა EVSE-ს ინსტალაციაზე

ელექტროძრავის ელექტრომობილის (EVSE) დიზაინსა და მონტაჟზე დიდ გავლენას ახდენს სხვადასხვა რეგიონში გამოყენებული დამიწების სისტემები. EVSE-მ დატენვის დაწყებამდე უნდა აღმოაჩინოს უსაფრთხო დამიწების არსებობა.

7.1 TN სისტემები (ტერა-ნეიტრალური)

TN სისტემა გავრცელებულია ჩრდილოეთ ამერიკაში (TN-CS) და დიდ ბრიტანეთში. ამ კონფიგურაციაში, ნეიტრალური და დამიწებული მავთული დაკავშირებულია მომსახურების შესასვლელთან. მიუხედავად იმისა, რომ ეს უზრუნველყოფს შეცდომის დენების საიმედო გზას, ის საფრთხეს უქმნის „ღია PEN“ (დამცავი დამიწების ნეიტრალური) შეცდომის შემთხვევაში. თუ ქსელიდან ნეიტრალური მავთული გაწყდება, ელექტრომობილის შასი შეიძლება დაიტენოს ხაზის ძაბვაზე. ამან განაპირობა სპეციალიზებული „ღია PEN-ის აღმოჩენის“ მოწყობილობების შემუშავება დიდი ბრიტანეთის სპეციფიკაციის დამტენებში.

7.2 TT სისტემები (ტერა-ტერა)

კონტინენტური ევროპის ნაწილებში (მაგალითად, საფრანგეთსა და იტალიაში) და იაპონიაში გავრცელებული TT სისტემა იყენებს ადგილობრივ დამიწების ღეროს, რომელიც არ არის დაკავშირებული ქსელის ნეიტრალურთან. TT ქსელებზე დამონტაჟებული EVSE უნდა იყოს ძალიან მგრძნობიარე დამიწების წინაღობის მიმართ. თუ დამიწების ღერო საკმარისად ღრმა არ არის ან ნიადაგი ძალიან მშრალია, დამტენმა შეიძლება უარი თქვას ჩართვაზე, რადგან მას არ შეუძლია დაადასტუროს დამიწებამდე დაბალი წინაღობის გზა.

7.3 IT სისტემები (იზოლე-ტერა)

ნორვეგიასა და ზოგიერთ სამრეწველო გარემოში აღმოჩენილი IT სისტემა არ აკავშირებს პირდაპირ ნეიტრალურ/ფაზურ და მიწას შორის. ეს ელექტრომობილებისთვის უნიკალურ გამოწვევას წარმოადგენს, რადგან ბევრი ჩაშენებული დამტენი დამიწებული ნეიტრალური ძაბვის მოლოდინშია შექმნილი. ელექტრომობილების IT ქსელებში უსაფრთხოდ დასატენად ხშირად საჭიროა სპეციალიზებული იზოლაციის ტრანსფორმატორები.

7.4 ქსელის სიხშირისა და ძაბვის ვარიაციები

მიუხედავად იმისა, რომ ტიპი 1 და ტიპი 2 ძირითადად ფაზური მხარდაჭერით გამოირჩევა, ქსელის სიხშირე (60 ჰერცი აშშ-ში/იაპონიაში 50 ჰერცის წინააღმდეგ მსოფლიოს უმეტეს ნაწილში) ასევე გავლენას ახდენს ავტომობილის ჩაშენებული დამტენის ინდუქტორებისა და კონდენსატორების დიზაინზე. თუმცა, თანამედროვე OBC-ების უმეტესობა ფართო დიაპაზონისაა და შეუძლია 100V-250V და 50/60Hz ძაბვის დამუშავება.

8. საცხოვრებელი სახლების ენერგომომარაგების შეზღუდვები: როგორ ზღუდავენ ეროვნული ქსელის რეგულაციები და სახლის გამანაწილებელი პანელები ელექტრომობილების დატენვის სიჩქარეს

თეორიული დატენვის სიჩქარე (მაგალითად, 22 კვტ ტიპი 2-ისთვის ან 19.2 კვტ ტიპი 1-ისთვის) იშვიათად მიიღწევა საცხოვრებელ გარემოში ადგილობრივი ქსელისა და სახლის ელექტრო პანელის შეზღუდვების გამო.

8.1 ჩრდილოეთ ამერიკა: 200A პანელის ლიმიტი

ამერიკის შეერთებულ შტატებში, ტიპურ თანამედროვე სახლს აქვს 200 ამპერიანი მომსახურების პანელი. მე-2 დონის დამტენის 48 ამპერიანი ნახაზისთვის საჭიროა 60 ამპერიანი ამომრთველი. ეროვნული ელექტრო კოდექსის (NEC) თანახმად, უწყვეტი დატვირთვა (როგორც ელექტრომობილის დამუხტვა) არ უნდა აღემატებოდეს წრედის ამომრთველის ნომინალური სიმძლავრის 80%-ს. ძველი 100 ამპერიანი პანელების მქონე სახლებისთვის, მაღალი სიმძლავრის ელექტრომობილური დამტენის დაყენება შეუძლებელია მომსახურების განახლების გარეშე, რაც შეიძლება ათასობით დოლარი დაჯდეს. ამან განაპირობა 32 ამპერიანი (7.7 კვტ) დამტენების პოპულარობა, რომლებიც აბალანსებენ დატენვის სიჩქარეს პანელის სიმძლავრესთან.

8.2 გაერთიანებული სამეფო: ერთფაზიანი დომინირება და ღია PEN

მიუხედავად იმისა, რომ დიდი ბრიტანეთის ელექტრო ქსელი განაწილების დონეზე სამფაზიანია, სახლების უმეტესობას ერთი 230 ვოლტიანი, 60 ა ან 100 ა ფაზა მიეწოდება. ეს საცხოვრებელი სახლების დამუხტვას 7.4 კვტ-მდე ზღუდავს. ზემოთ ნახსენები TN-CS დამიწების გამო, დიდი ბრიტანეთის რეგულაციები დამტენებს ღია ნეიტრალური ხარვეზებისგან ძვირადღირებული დაცვას მოითხოვს, რაც დიდი ბრიტანეთისთვის სპეციფიკურ ელექტრომომარაგების დამტენებს ტექნიკურად უფრო რთულს ხდის, ვიდრე მათ ევროპულ ანალოგებს.

8.3 გერმანია და ჩრდილოეთ ევროპა: 11 კვტ სტანდარტი

გერმანიაში, სამფაზიანი დენის წყარო თითქმის ყველა საცხოვრებელ შენობაში სტანდარტულია. ეს საშუალებას იძლევა ფართოდ დამონტაჟდეს 11 კვტ (3 x 16A) კედლის დამტენები. აშშ-სგან განსხვავებით, სადაც 11 კვტ-ს სჭირდება მძიმე 60A ერთფაზიანი წრედი, გერმანიაში საჭიროა მხოლოდ 16A სამფაზიანი წრედი, რომელიც იყენებს გაცილებით თხელ გაყვანილობას და ადვილად ეგუება არსებულ გამანაწილებელ პანელებს. ბევრი გერმანული კომუნალური კომპანია მოითხოვს შეტყობინებას ან დამტკიცებას 11 კვტ-ზე მეტი სიმძლავრის დამტენებისთვის (მაგალითად, 22 კვტ-იანი ერთეულები) ადგილობრივი ქსელის სტაბილურობის უზრუნველსაყოფად.

8.4 ავსტრალია და ახალი ზელანდია: მაღალი ძაბვა, ერთფაზიანი

ავსტრალია იყენებს 230V/240V სისტემას, რომელიც მსგავსია დიდი ბრიტანეთის შემთხვევაში. საცხოვრებელი სახლების უმეტესობა ერთფაზიანია, 7.4 კვტ სიმძლავრის. თუმცა, ქსელის დიდი მანძილისა და სოფლის მეურნეობის ხასიათის გამო, ძაბვის რყევები ხშირია. ამ რეგიონებში ელექტრომობილების ელექტროსადგურებს (EVSE) უნდა ჰქონდეთ ძლიერი დაცვა გადაჭარბებული და დაბალი ძაბვისგან, რათა გაუმკლავდნენ „გადავარდნებს“ ან ტალღებს ავტომობილის დაზიანების გარეშე.

(მე-2 ბლოკის დასასრული. გაგრძელება შემდეგ ბლოკში საჭირო სიგრძისა და სიღრმის მისაღწევად.)

9. ყოვლისმომცველი წრედის დაცვა: A/B ტიპის RCD-ების, DC გაჟონვის აღმოჩენის და AC დენის დამუხტვისას ჭარბი დენისგან დაცვის დანერგვა

უსაფრთხოება ელექტრომობილის დიზაინის ქვაკუთხედია. ელექტრომობილის დატენვა გულისხმობს დიდი რაოდენობით ენერგიის მიწოდებას ხანგრძლივი პერიოდის განმავლობაში, ხშირად სველ პირობებში. შესაბამისად, დაცვის სქემა გაცილებით დახვეწილი უნდა იყოს, ვიდრე სტანდარტული საყოფაცხოვრებო ტექნიკის.

9.1 ნარჩენი დენის მოწყობილობები (RCD): ტიპი A vs. ტიპი B

RCD შექმნილია ხაზში გამავალ დენსა და ნეიტრალურ სადენებს შორის დისბალანსის აღმოსაჩენად, რაც მიუთითებს მიწასთან გაჟონვაზე („მიწის ხარვეზი“). ელექტრომობილის დამუხტვისას არსებობს კონკრეტული რისკი:მუდმივი დენის ნარჩენი დენი.

• A ტიპის RCD-ები:ესენი ხშირია საცხოვრებელ პანელებში და შეუძლიათ ცვლადი დენის და პულსირებადი მუდმივი დენის ნარჩენი დენების აღმოჩენა. თუმცა, მათი „დაბრმავება“ შესაძლებელია მუდმივი დენის გლუვი გაჟონვით. თუ ელექტრომობილის ჩაშენებული დამტენის გაუმართაობა იწვევს 6mA-ზე მეტი მუდმივი დენის გლუვი გაჟონვას ცვლადი დენის მხარეს, A ტიპის RCD-ის შიდა ტრანსფორმატორის ბირთვი შეიძლება გაჟღენთილი იყოს, რაც ხელს შეუშლის მის გამორთვას, მაშინაც კი, თუ წარმოიქმნება სახიფათო ცვლადი დენის გაუმართაობა.
• B ტიპის RCD-ები:ეს მოწყობილობები შექმნილია ცვლადენოვანი, პულსირებადი მუდმივი დენის და გლუვი მუდმივი დენის ნარჩენი დენების აღმოსაჩენად. მიუხედავად იმისა, რომ ისინი უზრუნველყოფენ უკეთეს დაცვას, ისინი მნიშვნელოვნად უფრო ძვირია.
• RDC-DD (ნარჩენი მუდმივი დენის დეტექტორის მოწყობილობა):უსაფრთხოების შენარჩუნებისა და ხარჯების შესამცირებლად, თანამედროვე ელექტრომობილების მრავალი მოწყობილობა იყენებს RDC-DD მოდულს (შეესაბამება IEC 62955 სტანდარტს). ეს მოდული აფიქსირებს 6mA-ზე მეტი დენის შეუფერხებელ გაჟონვას და რთავს დამტენს. როდესაც RDC-DD არსებობს, ზედა დინების გამანაწილებელ პანელში შესაძლებელია სტანდარტული (და უფრო იაფი) A ტიპის RCD-ის გამოყენება.

9.2 ჭარბი დენის და მოკლე ჩართვისგან დაცვა

ელექტრომობილის ყველა წრედი დაცული უნდა იყოს მინიატურული ამომრთველით (MCB). რადგან ელექტრომობილის დამუხტვა უწყვეტი დატვირთვაა, MCB უნდა იყოს დერადირებული. აშშ-ში (NEC) 40A დამუხტვის დატვირთვას 50A ამომრთველი სჭირდება. ევროპაში MCB-ის (ტიპი B, C ან D მრუდი) შერჩევა დამოკიდებულია ავტომობილის ჩაშენებული დამტენის მოსალოდნელ შემომრთველ დენზე. საწყისი შეერთების ფაზაში უსიამოვნების თავიდან ასაცილებლად, ზოგადად, უპირატესობა ენიჭება „C“ მრუდის ამომრთველს.

9.3 ძაბვისგან დაცვა (SPD)

ელექტრომობილები ხშირად დამონტაჟებულია გარეთ და დაკავშირებულია დიდ მეტალის ობიექტთან (მანქანასთან), რაც მათ დაუცველს ხდის არაპირდაპირი ელვისებური დარტყმებისა და ქსელის ძაბვის ცვალებადობის მიმართ. მე-2 ტიპის ძაბვისგან დამცავი მოწყობილობის (SPD) დაყენება მკაცრად რეკომენდებულია (და ზოგიერთ რეგიონში, მაგალითად გერმანიაში, სავალდებულოა) დამტენის და ავტომობილის მგრძნობიარე ელექტრონიკის დასაცავად.

9.4 კონტაქტორები და გალვანური იზოლაცია

EVSE-ს სიმძლავრის მიწოდების ცენტრალური ნაწილიაკონტაქტორიეს არის მძიმე დატვირთვის რელე, რომელიც ფიზიკურად აერთებს ან აერთებს ცვლადი დენის პინებს. უსაფრთხოების მიზნით, კონტაქტორი უნდა იყოს „ჩვეულებრივ ღია“, რაც ნიშნავს, რომ დენი მიეწოდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც CP სიგნალი მიუთითებს „მდგომარეობა C“-ზე (მზადაა დატენვისთვის). მაღალი ხარისხის EVSE იყენებს ოთხპოლუსიან კონტაქტორებს სამფაზიანი სისტემებისთვის, რათა უზრუნველყოს, რომ ყველა ფაზა და ნეიტრალური იზოლირებული იყოს გამოუყენებლობის დროს. ზოგიერთ მოწინავე მოწყობილობას ასევე აქვს „შედუღებული კონტაქტის აღმოჩენა“, რომელიც აკონტროლებს კონტაქტორის სტატუსს; თუ კონტაქტები ერთმანეთს შეერწყმება (ხელს უშლის ელექტროენერგიის გათიშვას), EVSE გამოიწვევს აპარატურული სიგნალიზაციის გააქტიურებას და დარჩება გაუმართაობის მდგომარეობაში.

10. ჭკვიანი დატენვა და ISO 15118: PWM-ის მიღმა გადასვლა ციფრულ კომუნიკაციასა და „შეაერთე და დატენე“-ზე

მიუხედავად იმისა, რომ CP/PP სიგნალიზაციის ძირითადი სიგნალიზაცია საკმარისია ცვლადი დენის მარტივი დამუხტვისთვის, ელექტრომობილების ეკოსისტემის მომავალი დამოკიდებულია მდიდარ, ციფრულ მონაცემთა გაცვლაზე. სწორედ აქ ერთვება საქმეში ISO 15118 სტანდარტი.

10.1 PWM-ის შეზღუდვები

სტანდარტული PWM სიგნალიზაცია მხოლოდ მაქსიმალურ ხელმისაწვდომ დენს გადასცემს. ის EVSE-ს არ აწვდის ინფორმაციას ავტომობილის დამუხტვის მდგომარეობის (SoC), მისი აკუმულატორის სიმძლავრის ან მისი უნიკალური იდენტიფიკატორის შესახებ. ამ ინფორმაციის გარეშე, ისეთი ფუნქციების დანერგვა, როგორიცაა ავტომატური ანგარიშსწორება, ქსელის მიხედვით დამუხტვა და ორმხრივი სიმძლავრის გადაცემა, რთულია.

10.2 HomePlug Green PHY და PLC კომუნიკაცია

ISO 15118 წარმოგიდგენთელექტროგადამცემი ხაზის კომუნიკაცია (PLC)მართვის პილოტის (CP) მავთულის მეშვეობით. მაღალი სიხშირის ციფრული სიგნალის (HomePlug Green PHY) 1kHz CP სიგნალზე გადაფარვით, მანქანას და EVSE-ს შეუძლიათ TCP/IP კავშირის დამყარება. ეს საშუალებას იძლევა:

• შეაერთე და დატენე:ავტომობილი დამტენთან ავტომატურად ახდენს საკუთარი თავის იდენტიფიცირებას. დამტენი უკავშირდება სერვერს სესიის ავტორიზაციისა და გადახდის დამუშავების მიზნით, RFID ბარათის ან მობილური აპლიკაციის საჭიროების გარეშე.
• ჭკვიანი ქსელის ინტეგრაცია:ელექტრომობილს შეუძლია გამგზავრების დაგეგმილი დროისა და ენერგიის საჭიროებების შესახებ ინფორმაციის მიწოდება. შემდეგ ქსელს (ან სახლის ენერგიის მართვის სისტემას - HEMS) შეუძლია დატენვის დაგეგმვა ელექტროენერგიის ფასების ყველაზე დაბალი ან განახლებადი ენერგიის წარმოების მაქსიმალური მაჩვენებლების გათვალისწინებით.

10.3 ორმხრივი დამუხტვის მომავალი (V2G, V2H, V2X)

ISO 15118 სტანდარტის (კერძოდ, -20 ვერსიის) ერთ-ერთი ყველაზე საინტერესო ასპექტი ორმხრივი ცვლადი დენის დამუხტვის მხარდაჭერაა. მიუხედავად იმისა, რომ ამჟამად სატრანსპორტო საშუალების ქსელთან დაკავშირების (V2G) უმეტესი დანერგვა იყენებს მუდმივ დენას (CHAdeMO-ს ან CCS-ის მეშვეობით), ორმხრივი ცვლადი დენის დამუხტვა საშუალებას აძლევს სატრანსპორტო საშუალებას გამოიყენოს საკუთარი ჩაშენებული დამტენი ინვერტორად, რათა ენერგია უკან, სახლს ან ქსელს დაუბრუნოს. ამისათვის EVSE-მ უნდა იმოქმედოს, როგორც დახვეწილი „კარიბჭე“, რაც უზრუნველყოფს, რომ ქსელში დაბრუნებული ენერგია იდეალურად შეესაბამებოდეს ქსელის ფაზასა და სიხშირეს.

11. რეგიონული სტანდარტების ანალიზი: GB/T (ჩინეთი) vs. ტიპი 2

მიუხედავად იმისა, რომ ტიპი 1 და ტიპი 2 მსოფლიოს უმეტეს ნაწილს მოიცავს, ჩინეთი - მსოფლიოში უდიდესი ელექტრომობილების ბაზარი - საკუთარ სტანდარტს იყენებს:GB/T 20234.

11.1 ფიზიკური მსგავსება მე-2 ტიპთან

ფიზიკურად, GB/T AC კონექტორი ძალიან ჰგავს მე-2 ტიპის კონექტორს. მას აქვს შვიდპინიანი განლაგება. თუმცა, სქესები შებრუნებულია: შტეფსელს აქვს ქინძისთავები (მამრობითი), ხოლო მანქანას - ბუდეები (მდედრობითი), რაც მე-2 ტიპის სტანდარტის საპირისპიროა.

11.2 კომუნიკაციის განსხვავებები

GB/T AC-ში სიგნალიზაცია ასევე ეფუძნება იმავე PWM პრინციპს, როგორც ტიპი 1-სა და ტიპი 2-ში. თუმცა, PP და CP ხელის შეხების ზუსტი რეზისტორების მნიშვნელობები ოდნავ განსხვავდება. ეს ნიშნავს, რომ ევროპული ტიპი 2 ავტომობილი ვერ გამოიყენებს ჩინურ GB/T დამტენს (ან პირიქით) სპეციალიზებული ადაპტერის გარეშე, რომელიც არა მხოლოდ ცვლის ფიზიკურ პინებს, არამედ შეიცავს სიგნალის გარდაქმნის სქემასაც.

11.3 ბაზარზე ზეგავლენა

GB/T სტანდარტის განსხვავება ხაზს უსვამს ტექნიკურ სტანდარტიზაციაზე გავლენის მქონე გეოპოლიტიკურ და ეკონომიკურ ფაქტორებს. საკუთარი სტანდარტის შექმნით, ჩინეთმა უზრუნველყო, რომ მის ადგილობრივ მწარმოებლებს ჰქონოდათ დაცული ეკოსისტემა, ამავდროულად, იყენებდა IEC სტანდარტებიდან მიღებულ ტექნიკურ გამოცდილებას.

12. ტესტირება, სერტიფიკაცია და ხარისხის უზრუნველყოფა: UL, CE და სხვა

ელექტრომობილის გაყიდვამდე, მან უნდა გაიაროს მკაცრი ტესტირება იმის უზრუნველსაყოფად, რომ მომხმარებელს ელექტროენერგია არ დააზიანოს ან ხანძარი არ გააჩინოს.

12.1 UL 2594 და UL 2231 (ჩრდილოეთ ამერიკა)

ჩრდილოეთ ამერიკაში, EVSE-ს სტანდარტებს Underwriters Laboratories (UL) განსაზღვრავს. UL 2594 მოიცავს დამტენი სადგურის ძირითად კონსტრუქციასა და უსაფრთხოებას, ხოლო UL 2231 ფოკუსირებულია პერსონალის დაცვის სისტემებზე (RCD/GFCI ფუნქციონალობა). UL სერტიფიკაციის მთავარი მოთხოვნაა „დარტყმისადმი მდგრადობა“ - დამტენი უნდა უძლებდეს მძიმე წონის დარტყმას ძაბვის გარეშე.

12.2 CE და IEC 61851 (ევროპა/მსოფლიო)

ევროპაში, CE ნიშანი მიუთითებს დაბალი ძაბვის დირექტივისა და ელექტრომაგნიტური თავსებადობის (EMC) დირექტივის შესაბამისობაზე. ძირითადი ტექნიკური სტანდარტიაIEC 61851ტესტირება მოიცავს:

• დიელექტრიკული სიმტკიცე:იმის უზრუნველყოფა, რომ იზოლაციას შეუძლია გაუძლოს მაღალი ძაბვის ცვალებადობას.
• ტემპერატურის მატება:დამტენის მაქსიმალური დენის სიმძლავრით ჩართვა საათობით, რათა დარწმუნდეთ, რომ ის არ გადახურდება.
• გარემოსდაცვითი მდგრადობა:მარილის შესხურების ტესტები სანაპირო რაიონებისთვის და მტვრის შეღწევადობის ტესტები მშრალი რეგიონებისთვის.

12.3 თავსებადობის ტესტირების მნიშვნელობა

უსაფრთხოების გარდა, არსებობს გამოწვევაც,თავსებადობაყველა მანქანა ყველა დამტენთან იდეალურად არ მუშაობს. ისეთი ჯგუფები, როგორიცაა CharIN (დატენვის ინტერფეისის ინიციატივა), ატარებენ „ტესტირებას“, სადაც მწარმოებლები თავიანთ მანქანებსა და დამტენებს მოაქვთ იმის დასადასტურებლად, რომ ხელის ჩამორთმევა და კომუნიკაციის პროტოკოლები უნაკლოდ მუშაობს სხვადასხვა ბრენდში.

(მე-3 ბლოკის დასასრული. ჭკვიანი შტეფსელებისა და მომავალი სტანდარტიზაციის ტექნიკური დეტალების შემდგომი გაფართოების გაგრძელება.)

13. კომპონენტების გაფართოებული დაშლა: თანამედროვე კედლის ყუთის შიდა ინჟინერია

ტიპი 1-სა და ტიპი 2-ს შორის განსხვავების დეტალურად გასაგებად, აუცილებელია თავად „კედლის ყუთის“ შიგნით ჩახედვა. EVSE არ არის მხოლოდ განდიდებული გამაფართოებელი კაბელი; ეს არის დახვეწილი ენერგიის მართვის კომპიუტერი.

13.1 მთავარი კონტროლერი (MCU)

EVSE-ს ტვინი, როგორც წესი, 32-ბიტიანი მიკროკონტროლერია (მაგალითად, ARM Cortex-M სერია). ეს ჩიპი ამუშავებს 1kHz CP სიგნალის გენერირებას, აკონტროლებს PP წინააღმდეგობას და ახორციელებს უსაფრთხოების ლოგიკას. ჭკვიან დამტენებში, ეს მიკროკონტროლერი ასევე მართავს Wi-Fi ან Ethernet სტეკს და ურთიერთობს მომხმარებლის მობილურ აპლიკაციასთან MQTT ან HTTP პროტოკოლების საშუალებით.

13.2 დენის აღქმა: ჰოლის ეფექტი შუნტის წინააღმდეგ

მიწოდებული ენერგიის მონიტორინგისა და ჭარბი დენის სიტუაციების აღმოსაჩენად, EVSE იყენებს დენის სენსორებს.

• ჰოლის ეფექტის სენსორები:ეს მოწყობილობები ზომავს დენის მიერ გენერირებულ მაგნიტურ ველს. ისინი უზრუნველყოფენ გალვანურ იზოლაციას და შესანიშნავია მაღალი დენის გამოყენებისთვის.
• შუნტირების რეზისტორები:ეს მოწყობილობები ზომავს ძაბვის ვარდნას ცნობილ წინაღობაზე. მაღალი სიზუსტის მიუხედავად, ისინი უფრო რთულ იზოლაციის სქემას საჭიროებენ.

სამფაზიან მე-2 ტიპის დამტენებში, მიკროკონტროლერმა ერთდროულად უნდა აკონტროლოს სამი ცალკეული დენის გზა, რათა უზრუნველყოს ფაზური ბალანსი და აღმოაჩინოს, არის თუ არა ერთი ფაზა გაფუჭებული.

13.3 დამხმარე კვების წყარო

შიდა ელექტრონიკა (MCU, Wi-Fi მოდული, დისპლეი და კონტაქტორის ხვეულები) საჭიროებს დაბალი ძაბვის მუდმივი დენის წყაროს (ჩვეულებრივ 12 ვ ან 5 ვ). მე-2 ტიპის სამფაზიან სისტემაში დამხმარე დენის წყარო ხშირად ისეა გათვლილი, რომ იმუშაოს მაშინაც კი, თუ მხოლოდ ერთი ფაზაა, რაც დამტენს საშუალებას აძლევს, დარჩეს „ონლაინ“ რეჟიმში და მომხმარებელს აცნობოს ფაზის დაკარგვის შეცდომის შესახებ.

14. ჭკვიანი შტეფსელები და სტანდარტიზებული ურთიერთკავშირი: პორტატული დამუხტვის მომავალი

მიუხედავად იმისა, რომ ფიქსირებული კედლის დამტენები ოქროს სტანდარტს წარმოადგენს, ელექტრომობილების ბევრი მფლობელი პორტატულ დამტენებს ეყრდნობა (ხშირად მას „გრანი კაბელებს“ ან „IC-CPD“ - კაბელში ჩაშენებულ კონტროლისა და დაცვის მოწყობილობებს უწოდებენ).

14.1 საყოფაცხოვრებო შტეფსელების ტექნიკური რისკები

ელექტრომობილის სტანდარტული საყოფაცხოვრებო სოკეტიდან (აშშ-ში NEMA 5-15 ან ევროპაში Schuko) დატენვა ტექნიკურად რთულია. ეს სოკეტები არ იყო შექმნილი 10-16 ამპერის 12 საათის განმავლობაში უწყვეტად მიწოდებისთვის.

• თერმული გაქცევა:დროთა განმავლობაში, ბუდის ლითონის კონტაქტებში დაჭიმულობა შეიძლება შესუსტდეს, რაც გამოიწვევს მაღალ წინააღმდეგობას და ექსტრემალურ სიცხეს.
• ჭკვიანი შტეფსელები სამაშველოში:მაღალი ხარისხის პორტატულ დამტენებს ახლა უკვე აქვთ ტემპერატურის სენსორები, რომლებიც პირდაპირ სახლის შტეფსელშია ჩაშენებული. თუ შტეფსელი გადახურდება, IC-CPD მისცემს სიგნალს მანქანას დენის მოხმარების შესამცირებლად, რაც ხელს შეუშლის შტეფსელის დნობას.

14.2 „უნივერსალური“ პორტატული დამტენი

მე-2 ტიპის ეკოსისტემაში ახალი ტენდენციაა მოდულური პორტატული დამტენები (როგორიცაა Juice Booster ან Tesla Mobile Connector). ეს მოწყობილობები იყენებენ ურთიერთშემცვლელ ადაპტერების სერიას. მოწყობილობა ამოიცნობს, რომელი ადაპტერია მიერთებული (PP პინის მსგავსი რეზისტორზე კოდირებული სისტემის გამოყენებით) და ავტომატურად ადგენს მაქსიმალურ დატენვის დენს. ეს უზრუნველყოფს „უნივერსალურ“ დატენვის გადაწყვეტას, რომელიც მუშაობს სხვადასხვა ქვეყანაში და სხვადასხვა ტიპის სოკეტებში, ამავდროულად ინარჩუნებს ფიქსირებული კედლის ყუთის უსაფრთხოებას.

15. ჩრდილოეთ ამერიკის გარდამავალი პერიოდი: ტიპი 1-დან (J1772) NACS-მდე (SAE J3400)

ჩრდილოეთ ამერიკის ბაზარზე ამჟამად მნიშვნელოვანი ცვლილება ხდება, რაც ართულებს ტიპი 1-ისა და ტიპი 2-ის შედარებას: ჩრდილოეთ ამერიკის დამუხტვის სტანდარტის (NACS) დანერგვა, რომელიც პიონერად Tesla-მ შეიმუშავა და ამჟამად სტანდარტიზებულია როგორც SAE J3400.

15.1 NACS-ის ტექნიკური მიმოხილვა

ტიპი 1-ისა და ტიპი 2-ისგან განსხვავებით, რომლებსაც ცვლადი და მუდმივი დენის დამუხტვისთვის ცალკეული პინები აქვთ, NACS კონექტორი ორივესთვის ერთსა და იმავე ორ პირველად პინს იყენებს. ეს არის ელეგანტური, კომპაქტური დიზაინი, რომელიც უმკლავდება როგორც ერთფაზიან ცვლად დენს, ასევე მაღალსიჩქარიან მუდმივ დენს.

15.2 პროტოკოლების კონვერგენცია

უმნიშვნელოვანესია, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ფიზიკური NACS კონექტორი განსხვავებულია, ის იყენებსიგივე საკომუნიკაციო პროტოკოლებიროგორც ჩვენს მიერ განხილული სტანდარტები. ცვლადი დენის დამუხტვისთვის ის იყენებს J1772 PWM სიგნალიზაციას. მუდმივი დენის დამუხტვისთვის კი იყენებს ISO 15118 PLC კომუნიკაციას. ეს ნიშნავს, რომ მარტივი პასიური ადაპტერის გამოყენებით, 1 ტიპის ავტომობილს შეუძლია დატენვა NACS ცვლადი დენის სადგურზე და პირიქით. ეს გადასვლა ხაზს უსვამს ფიზიკურ კომპაქტურობაზე გადასვლას სტანდარტიზებული სიგნალიზაციის ლოგიკის შეწირვის გარეშე, რაც უზრუნველყოფს გლობალურ ურთიერთქმედებას.

16. ჩაშენებული დამტენის (OBC) ტოპოლოგიის გავლენა ცვლადი დენის დამუხტვის მუშაობაზე

კონექტორი და კედლის დამტენი მხოლოდ ნახევარია. ავტომობილის ჩაშენებული დამტენი (OBC) საბოლოო ჯამში განსაზღვრავს დატენვის სიჩქარეს.

16.1 ერთფაზიანი OBC სამფაზიანი OBC-ს წინააღმდეგ

ბევრ საწყის დონის ელექტრომობილს (და plug-in ჰიბრიდს) მხოლოდ ერთფაზიანი OBC აქვს, მე-2 ტიპის ბაზრებზეც კი. თუ 7 კვტ სიმძლავრის ერთფაზიანი OBC-ის მქონე მანქანას 22 კვტ სიმძლავრის სამფაზიან მე-2 ტიპის დამტენს შეაერთებთ, ის სამი ხელმისაწვდომი ფაზიდან მხოლოდ 7 კვტ-ს მოიხმარს. ეს მომხმარებლებისთვის დაბნეულობის ხშირი მიზეზია.

16.2 მოდულური OBC დიზაინები

ზოგიერთი მწარმოებელი (მაგალითად, Tesla და Renault) იყენებს მოდულარულ OBC-ებს. მე-2 ტიპის ბაზარზე, ავტომობილს შეიძლება ჰქონდეს სამი იდენტური 3.7 კვტ დამტენი მოდული. სამფაზიან დენის წყაროსთან შეერთებისას, თითოეული მოდული ამუშავებს ერთ ფაზას, სულ 11 კვტ. ერთფაზიან მე-1 ტიპის დამტენთან შეერთებისას (აშშ-ში), ავტომობილს შეუძლია ამ მოდულების პარალელურად შეერთება, რათა ერთი მაღალი ამპერაჟის ფაზიდან მოიხმაროს 11 კვტ-მდე. ეს მოდულარობა ელექტრონიკის ინჟინერიის შედევრია, რომელიც საშუალებას იძლევა, იგივე სატრანსპორტო საშუალების პლატფორმა გლობალურად გაიყიდოს მისი მაღალი ძაბვის არქიტექტურის მინიმალური ცვლილებებით.

17. პროგრამული უზრუნველყოფის როლი: OCPP და ღრუბელზე დაფუძნებული დატვირთვის მართვა

როდესაც ერთსა და იმავე ქსელთან დაკავშირებული ათასობით დამტენისკენ მივდივართ, პროგრამული უზრუნველყოფა ისეთივე მნიშვნელოვანი ხდება, როგორც სპილენძი და სილიციუმი.

17.1 ღია დამუხტვის წერტილის პროტოკოლი (OCPP)

OCPP არის ინდუსტრიის სტანდარტული ენა, რომელიც გამოიყენება EVSE-სა და ცენტრალურ მართვის სისტემას (CMS) შორის. ის საშუალებას იძლევა:

• დისტანციური დიაგნოსტიკა:ტექნიკოსს შეუძლია დამტენის გადატვირთვა ან მისი პროგრამული უზრუნველყოფის განახლება ათასობით მილის მანძილიდან.
• დინამიური დატვირთვის დაბალანსება:მრავალბინიან შენობაში, სადაც 20 დამტენია, მაგრამ მხოლოდ 100 ამპერი კვების წყაროა, CMS-ს შეუძლია OCPP-ის გამოყენებით რეალურ დროში აცნობოს თითოეულ დამტენს, თუ რამდენი დენის მიწოდება შეუძლია მას, რაც უზრუნველყოფს, რომ შენობის მთავარი ამომრთველი არასდროს გაითიშება და ამავდროულად მაქსიმალურად გაზრდის ყველა ავტომობილისთვის მიწოდებული ენერგიის საერთო რაოდენობას.

17.2 მომხმარებლის გამოცდილება (UX) და „აპლიკაციის ეკონომიკა“

მომხმარებლისთვის, ტიპი 1-სა და ტიპი 2-ს შორის განსხვავება ხშირად სმარტფონის აპლიკაციის მიღმა ქრება. თუმცა, კავშირის ტექნიკური მდგრადობა - რამდენად სწრაფად სრულდება CP ხელის შეკვრა, რამდენად საიმედოდ უკავშირდება Wi-Fi ელექტროენერგიის გათიშვის შემდეგ - დადებითი მომხმარებლის გამოცდილების საფუძველი რჩება.

18. დასკვნა: ჰიბრიდული დამუხტვის სამყაროს სირთულეების ნავიგაცია

პირველი და მეორე ტიპის ელექტრომობილების დამტენებს შორის განსხვავება მხოლოდ პინების რაოდენობასა და პლასტმასის ფორმაში არ შემოიფარგლება. ეს ელექტრო ინფრასტრუქტურის ორი განსხვავებული ფილოსოფიის ანარეკლია.

• ტიპი 1 (J1772)წარმოადგენს მძლავრ, მაღალი დენის გადაწყვეტას, რომელიც ოპტიმიზირებულია ერთფაზიანი 120V/240V გაყოფილი ფაზის ქსელისთვის, რომელიც დომინირებს ჩრდილოეთ ამერიკასა და იაპონიაში. მისი ხუთპინიანი დიზაინი - ორი კვება, ერთი დამიწება, ორი სიგნალი - განზრახ მარტივია, რაც უზრუნველყოფს საიმედო მე-2 დონის დატენვას 80A-მდე (19.2 კვტ) 240V წრედზე. ის შექმნილია იმ სამყაროსთვის, სადაც დატენვის უმეტესობა ხდება სახლში ან სამსახურში, სამუშაო საათების განმავლობაში და სადაც სიმარტივე და ღირებულება დომინირებს საინჟინრო ინსტრუქციებში.
• ტიპი 2 (IEC 62196-2)ეს არის შვიდპინიანი პლატფორმა, რომელიც აგებულია ევროპისა და აზიის დიდი ნაწილის სამფაზიანი 400 ვოლტიანი ქსელისთვის. ის იყენებს იგივე ორ სიგნალის პინს, მაგრამ დამატებულია სამფაზიანი კვების პინები, რაც საშუალებას იძლევა ცვლადი დენის დატენვის 43 კვტ-მდე (ან 22 კვტ-მდე რეალურ სამყაროში უმეტეს დანადგარებში) და მხარს უჭერს ევროპის საცხოვრებელი და კომერციული ინფრასტრუქტურის მიერ მოთხოვნილ უფრო მაღალ სიმძლავრის სიმკვრივეს. მისი მრავალფეროვნება ასევე ვრცელდება მუდმივ დენაზეც: მე-2 ტიპის კონექტორების ოჯახი საფუძვლად უდევს CCS2 კომბინირებულ შესასვლელს, ხოლო მე-1 ტიპის J1772 დიზაინმა წარმოშვა CCS1.
• საბოლოო ჯამში:არცერთი სტანდარტი არ არის „უკეთესი“ აბსოლუტური გაგებით - თითოეული მათგანი წარმოადგენს საკუთარი სახლის ქსელის ერთგულ საინჟინრო პასუხს. ტიპი 1 არის ეკონომიური, საიმედო არჩევანი ერთფაზიანი რეგიონებისთვის; ტიპი 2 არის მაღალი სიმძლავრის, მომავლისთვის მოქნილი პლატფორმა სამფაზიანი რეგიონებისთვის. შეცდომის წერტილი არ არის კონექტორი, არამედ აპარატურა, რომელიც უარს ამბობს ადაპტირებაზე: დამტენები და ელექტრომობილები, რომლებიც მხოლოდ ერთ სტანდარტს უჭერენ მხარს, ბლოკავს მათ მფლობელებს მზარდი გლობალური როუმინგული ქსელიდან.

წინსვლის გზა

მწარმოებლებისა და ოპერატორებისთვის პრაქტიკული პასუხი მრავალსტანდარტული აპარატურაა. ორმაგი სტანდარტის DC დამტენები (CCS1 + CCS2, CCS + CHAdeMO და სულ უფრო მეტად NACS) საშუალებას აძლევს ერთ პროდუქტს მოემსახუროს ყველა რეგიონს, ხოლო ადაპტერის ეკოსისტემები აფართოებს მემკვიდრეობით მიღებულ მანქანებს. მომხმარებლებისთვის გაკვეთილი უფრო მარტივია: აირჩიეთ მანქანები და დამტენები, რომლებიც მხარს უჭერენ თქვენს მიერ რეალურად გამოყენებული ქსელების სტანდარტებს და მოელით, რომ ინდუსტრიის კონვერგენცია ჩრდილოეთ ამერიკაში NACS-სა და ევროპაში CCS2-ზე თავსებადობას ყოველწლიურად შეამცირებს.

შენიშვნა უსაფრთხოების სერტიფიცირების შესახებ

შტეფსელის ფორმის უკან იმალება ინჟინერიის ფენა, რომელსაც მომხმარებლები ვერასდროს ხედავენ, მაგრამ ყველა მემონტაჟემ უნდა პატივი სცეს: სერტიფიკაცია. 1 ტიპის აპარატურას ჩრდილოეთ ამერიკაში აქვს UL 2594 / UL 2594-1 და CSA სიები, ხოლო 2 ტიპის აპარატურა უნდა აკმაყოფილებდეს IEC 61851-1 სტანდარტს და, კომერციული დანადგარებისთვის, IEC 62196-2 კომპონენტის სერტიფიკატს ევროპაში. CE მარკირება, UKCA და ადგილობრივი ქსელის კოდების სულ უფრო მზარდი შესაბამისობა (მაგ., VDE-AR-N 4100 გერმანიაში) განსაზღვრავს, შეიძლება თუ არა დამტენის ქსელთან ლეგალურად დაკავშირება. ოპერატორებმა, რომლებიც სხვადასხვა რეგიონისთვის აპარატურას აწარმოებენ, უნდა მოითხოვონ სერტიფიკატები, რომლებიც შეესაბამება თითოეული ინსტალაციის იურისდიქციას - მოთხოვნა, რომელიც არაპროპორციულად უპირატესად უპირატესად ანიჭებს მწარმოებლებს, რომლებიც ამოწმებენ და სერტიფიცირებენ თითოეულ რეგიონულ ვარიანტს, ერთი დიზაინის ხელახლა მინიჭების ნაცვლად.

ძირითადი დასკვნები

• ტიპი 1 (J1772) ასახავს ერთფაზიან ჩრდილოეთ ამერიკის ინფრასტრუქტურას; ტიპი 2 (IEC 62196-2) ასახავს სამფაზიან ევროპულ ინფრასტრუქტურას.
• ხუთპინიანი ტიპი 1 და შვიდპინიანი ტიპი 2 დიზაინები ორივე ეყრდნობა ერთსა და იმავე CP/PP სიგნალიზაციის ლოგიკას, ამიტომ ელექტრული „ენა“ საერთოა მაშინაც კი, როდესაც გეომეტრია განსხვავებულია.
• ტიპი 2-ის სამფაზიანი შესაძლებლობა გაცილებით მაღალ ცვლადი დენის სიმძლავრეს იძლევა, ხოლო ტიპი 1-ის სიმარტივე დაბალ ფასსა და სირთულეს ინარჩუნებს.
• OCPP-ზე დაფუძნებული ქსელის მართვა და მრავალსტანდარტული აპარატურა ჰიბრიდული დატენვის სამყაროს ოპერატორებისთვის მართვადს და მძღოლებისთვის შეუფერხებელს ხდის.

დაუკავშირდით MIDA Power-ს, რომელიც აწარმოებს დამტენებს ჰიბრიდული სამყაროსთვის: ცვლადი და მუდმივი დენის სისტემები, CCS1/CCS2/CHAdeMO/NACS კონექტორის ვარიანტები და OCPP-თან თავსებადი ქსელური პროგრამული უზრუნველყოფა, რომელიც მართავს სტანდარტების ნებისმიერ კომბინაციას ერთი დაფიდან. დაუკავშირდით ჩვენს გუნდს თავსებადობის რჩევების, ტექნიკური სპეციფიკაციების და თქვენი რეგიონის ინფრასტრუქტურაზე მორგებული ფასის მისაღებად.