Американски стандарден сертификат за полнење на купови (III) – Детали за дизајн на купови на наизменична струја (преден крај на влезната линија и излезна глава на пиштолот)

Од перспектива на принципите на производот, американските стандардни станици за полнење со наизменична струја не се разликуваат од националните и европските стандарди - и двата служат како големи електрични прекинувачи, спроведувајќи наизменична струја од мрежата до вградениот полнач (OBC) во возилото, кој потоа ја претвора наизменичната струја во еднонасочна струја за да ја наполни батеријата.

Иако генерално се исти, сепак постојат значителни разлики во многу детали во споредба со националните и европските стандарди. Инаку, би било премногу погодно директно да се продаваат во Соединетите Американски Држави без никакви модификации.

(1)

Пред да разговараме за влезните линии на северноамериканските станици за полнење со наизменична струја, прво да го претставиме напонскиот систем на мрежата за наизменична струја во Соединетите Американски Држави.

Системите за електрична енергија на повеќето земји во светот се усогласени со оние на Европа (колонијализам и војна), односно нормалниот напон во домаќинствата е 220V~230Vac 50Hz, а индустрискиот трифазен напон е 380~400Vac 50Hz. Очигледно е дека напонот на индустриската електрична енергија е три пати поголем од коренот на напонот во домаќинствата - разликата помеѓу напонот во линијата и фазниот напон.

Напонскиот систем во Соединетите Американски Држави е уникатен, при што главниот напон за домаќинства е 120V/240V 60Hz, а главниот индустриски напон е 480V/277Vac 60Hz за индустриска употреба. Напонот што се користи за комерцијални или станбени цели со висока густина на напон е 120V/208Vac 60Hz, додека за некои големи тешки индустрии е 347/600Vac 60Hz.

Дали сте изненадени зошто напонскиот систем во Соединетите Американски Држави е толку хаотичен?

Употребата на напон од 110V потекнува од Едисон. Тоа е Едисон, кој е добро познат по пронаоѓањето на сијалицата. По повеќекратни експерименти и споредби, тој открил дека сијалицата имала највисока светлосна ефикасност и најдолг работен век кога напонот бил 110V. Така, во 1882 година, Едисон официјално вовел електрична енергија од 110V DC на пазарот во електраната Перл Стрит, првата комерцијална електрана со еднонасочна струја во Соединетите Американски Држави.

Но, сите знаеме дека еднонасочната струја има голем недостаток, а тоа е голема загуба на топлина за време на пренос на долги растојанија, што троши многу електрична енергија. За да се избегне прекумерна загуба на енергија за време на пренос на долги растојанија, Никола Тесла го вовел својот систем за наизменична струја (AC). Иако наизменичната струја на крајот ја победила еднонасочната струја, илјадници апарати и уреди посветени на 110V веќе биле инсталирани во американските домаќинства и фабрики во тоа време.

За да се олесни непречен премин кон ерата на наизменична струја, Тесла направил компромис: тој го поставил и напонот на наизменичната струја во домаќинството на 110V. Ова не само што ги заштитило инвестициите во опрема на постојните корисници, туку и го елиминирало стравот на јавноста од високонапонската наизменична струја (за која во тоа време се верувало дека е поштетна за здравјето на луѓето).

Затоа, усвојувањето на 110V AC напојување во Соединетите Американски Држави е производ на прилагодување на 110V DC напојување.

Со доаѓањето на електричната ера, инженерите постепено сфатија дека во споредба со подоцнежното усвојување на напонот од 220V/240V во Европа, системот од 110V во Соединетите Американски Држави трпел поголеми загуби при пренесување на електрична енергија со голема моќност и барал подебели бакарни жици за да се избегне прегревање. Но, ако сеопфатно надградиме на 220Vac, цената е превисока. Апаратите, приклучоците, осигурувачите, па дури и целата градска дистрибутивна мрежа во милиони домаќинства низ Соединетите Американски Држави се дизајнирани според 110V.

Поради оваа причина, електроинженерите во Соединетите Американски Држави измислија високо интелигентен „метод на почва“ - технологија на разделена фаза.

Помеѓу жицата под напон и неутралната жица во средината, се формира напон од 110V/120V, специјално дизајниран за мали домашни апарати како што се мобилни телефони, телевизори и светилки (безбеден и не е жежок на допир).

Кога две жици под напон ќе се наредат заедно, тие веднаш се претвораат во 220V/240V, специјално дизајнирани за „електрични тигри“ како што се клима уреди, електрични бојлери и сушари (со висока ефикасност и мала потрошувачка на жици).

Откако ќе се разбере потеклото на 120Vac и 240Vac, лесно е да се разбере и потеклото на 208Vac. 208V е напонот на линијата од 120V (три пати поголем од коренот).

(II)

Откако го разбравме напонскиот систем во Соединетите Американски Држави, ајде сега да го разгледаме влезниот напон на американскиот AC куп.

Во Соединетите Американски Држави постојат три вида напон за обичните станици за полнење со наизменична струја, имено 120V, 208V и 240Vac. Во основа, промоцијата на компаниите за полнење ќе се базира на напонските опсези што ги поддржуваат, 110~120Vac или 200V~240Vac.

Треба да се напомене дека станицата за полнење со влез од 208V е исто така еднофазна, а не 16kw или 22kw, бидејќи ние ја разбираме како слична на европскиот трифазен влез со пет жици. Сепак, во Соединетите Американски Држави има многу малку трифазни станици за полнење кои се пребарувани на пазарот, но сè уште не се пронајдени.

Меѓу нив, 110~120Vac е обичен приклучок што може да поддржи максимална влезна струја од 16A.

За станици за полнење со наизменична струја со влез од 200V~240Vac (208Vac или 240Vac), предниот крај на влезната линија може да биде во форма на приклучок или кабелски терминал. Приклучокот за „висок напон“ со влез од 240Vac во Соединетите Американски Држави (кој се состои од четири жици: две жици под напон, една неутрална жица и една заземјувачка жица) треба да го заврши професионален електричар.

Патем, приклучокот за поврзување на влезниот приклучок на станицата за полнење со AC од 240Vac треба да ги исполнува барањата на NEMA14-50. Неговата максимална струја на пренос е 50A. Според барањата на Американскиот стандард за електрични инсталации NFPA 70, максималната струја што ја користат електричните апарати не треба да надминува 80% од номиналната струја на приклучокот. Значи, максималната струја на станица за полнење со AC од 240V со приклучок може да достигне само 40A, со моќност од 9,6kW.

(3)

Откако ги разгледавме барањата за влезната страна на американската стандардна станица за полнење со наизменична струја, да го прескокнеме школката и да погледнеме директно на излезната страна.

Излезната страна на комуникациската станица за полнење е многу едноставна, само држачот за пиштол и кабелот за пиштол што одговара на држачот за пиштол.

Ако ја разгледате веб-страницата на комуникациската станица во Соединетите Американски Држави, ќе откриете дека секоја станица за полнење ќе обезбеди два вида приклучоци за пиштоли, имено интерфејсот TYPE1 што го исполнува SAE J1772 и интерфејсот NACS што го исполнува Tesla SAE J3400.

Специфичните детали за структурата и големината на главата на пиштолот и држачот на пиштолот со два интерфејса може да се најдат во соодветните стандарди.

Внатрешно, нема разлика помеѓу NACS интерфејсот на Tesla и TYPE1 интерфејсот на SAE J 1772, кои се состојат од пет жици – L/N/PE/CP/PP. Секако, дизајнот на Tesla е многу паметен, при што и еднонасочните и наизменичните интерфејси се од ист сет.

Во однос на северноамериканскиот пазар на комуникациски купови, излезниот интерфејс за полнење преминува од старомодниот TYPE1 интерфејс на NACS интерфејсот, и сè повеќе автомобили ќе изберат да ги поддржуваат Tesla интерфејсите во иднина. Раните станици за полнење со наизменична струја опремени со TYPE1 интерфејси не беа во можност да го полнат новиот NACS.

Секако, нема потреба премногу да се грижите, на пазарот има многу адаптери кои можат да ви помогнат.

Адаптерите со глава на пиштол се строго забранети во европскиот стандард IEC 61851-1:2017, но такви клаузули не се наоѓаат во UL 2594 во Соединетите Американски Држави. Не е забрането со закон, само користете го директно.

Тоа е сè за влезната и излезната страна на американската стандардна станица за полнење со наизменична струја. Во следната статија, ќе ги споделиме деталите за дизајнот на „куќиштето“.