CCS1 болон CCS2 стандартуудын талаар гүнзгий судлах: Харилцаа холбооны протоколууд болон NACS интеграцчлал

Дэлхийн цэнэглэлтийн парадоксыг тайлах нь: CCS1 болон CCS2 стандартууд, физик давхаргын холбооны протоколууд, тусгаарлагчийн хяналтын архитектурууд болон NACS интеграцчлал руу чиглэсэн геополитикийн шилжилтийн талаарх олон хэмжээст техникийн гүнзгий дүн шинжилгээ

Бүлэг 1: Оршил: Дэлхийн цахилгаанжуулалтын орчин ба Стандарт дайн

Дэлхийн автомашины үйлдвэрлэл одоогоор зуун жилийн түүхэн дэх хамгийн чухал технологийн эргэлтүүдийн нэг болох дотоод шаталтын хөдөлгүүрээс (ICE) цахилгаан тээврийн хэрэгсэл (EV) руу шилжих шилжилтийг туулж байна. Лити-ион батерейны химийн найрлага болон цахиурын карбид (SiC) инвертерийн үр ашиг нь ихэвчлэн мэдээний гол анхаарлыг татдаг бол энэхүү хувьсгалын нэрлэгдээгүй баатар бөгөөд байнга тулгардаг саад тотгор нь цэнэглэх интерфэйс юм.

Цэнэглэх стандарт нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн экосистемийн хүйн ​​утас юм. Энэ нь зүгээр л залгуур болон залгуур биш; энэ нь өндөр хүчдэлийн цахилгаан электроник, дижитал холбооны протокол, аюулгүйн холболтын нарийн төвөгтэй систем юм. Өнөөдөр дэлхий ертөнцийг голчлон Хосолсон Цэнэглэх Систем (CCS) гэсэн хоёр бүлэгт хувааж байна: CCS1 (Хойд Америк болон Солонгост түгээмэл) болон CCS2 (Европ болон бусад ихэнх бүс нутагт түгээмэл).

Гэсэн хэдий ч энэхүү хоёртын хуваагдал эвдэрч байна. Саяхан SAE J3400 гэж кодлогдсон Хойд Америкийн Цэнэглэх Стандарт (NACS)-ийн өсөлт нь салбарт цочрол үүсгэж, CCS1-ийг дотоодын зах зээл дээр хуучирсан болгох аюул заналхийлж байна. Үүний зэрэгцээ, CCS2-ийн нарийн төвөгтэй байдал нь ISO 15118-20 стандартыг хэрэгжүүлснээр Plug & Charge болон Vehicle-to-Grid (V2G) зэрэг функцуудыг идэвхжүүлснээр хөгжиж байна.

Энэхүү нийтлэлд CCS1 болон CCS2-ийн цогц, 360 градусын техникийн шинжилгээг өгөх болно. Бид тэдгээрийн механик ялгаа, импульсийн өргөн модуляци (PWM) болон цахилгаан дамжуулах шугамын холбоо (PLC)-ийн үндсэн дохионы логик, тусгаарлагчийн хяналтын төхөөрөмжүүдийн (IMD) чухал аюулгүй байдлын функц, эдгээр стандартыг бүрдүүлсэн геополитикийн болон хангамжийн сүлжээний нарийн төвөгтэй хүчин зүйлсийг судлах болно. Мөн бид нийтийн цэнэглэх сүлжээнд тулгарч буй харилцан ажиллах чадварын бэрхшээлүүд болон гуравдагч талын адаптеруудыг ашиглахтай холбоотой өндөр эрсдэлтэй хууль эрх зүйн орчныг судлах болно.

Бүлэг 2: Хувьслын үндэс: SAE J1772 ба IEC 62196-2 ба CCS-д хүрэх зам

Хосолсон цэнэглэх системийг ойлгохын тулд эхлээд тэдгээрээс өмнөх AC цэнэглэх стандартуудыг харах хэрэгтэй. CCS нь үндсэндээ одоо байгаа AC залгууруудын "нэмэлт" тул "Хосолсон" гэж нэрлэгддэг.

1-р хэлбэрийн төрөлт (SAE J1772)

2000-аад оны эхээр АНУ-ын Автомашины Инженерүүдийн Нийгэмлэг (SAE) J1772 стандартыг боловсруулсан. Ихэнхдээ Yazaki залгуур буюу 1-р төрөл гэж нэрлэгддэг физик холбогч нь нэг фазын хувьсах гүйдлийн цэнэглэлтэд зориулагдсан байв. Энэ нь таван зүүтэй байв: L1 (1-р шугам), N (төвийг сахисан), PE (хамгаалалтын газардуулга), CP (хяналтын туршилт), PP (ойрхон туршилт).

1-р төрлийг Хойд Америкийн цахилгаан сүлжээнд оновчтой болгосон бөгөөд орон сууцны цахилгаан хангамж нь ихэвчлэн 120В эсвэл 240В нэг фазтай байдаг. Механик загварт холбогчийг тээврийн хэрэгсэлд бэхлэх гарын хурууны түгжээ болон цэнэглэх хэсэг эхлэх болон дуусахыг дохио өгөх микро унтраалга багтсан болно.

2-р хэлбэрийн өсөлт (IEC 62196-2)

Үүний зэрэгцээ, Европын Олон Улсын Цахилгаан Техникийн Комисс (IEC) нь Европын сүлжээнд тохирсон, гурван фазын хувьсах гүйдлийн хүчийг дэмждэг стандарт дээр ажиллаж байсан. Үүний үр дүнд IEC 62196-2 стандартын дагуу кодлогдсон Меннекес залгуур буюу 2-р төрөл бий болсон.

1-р төрлөөс ялгаатай нь 2-р төрөл нь долоон зүүтэй холбогч юм: L1, L2, L3, N, PE, CP, болон PP. Гурван фазыг дэмжсэнээр 2-р төрөл нь 22 кВт хүртэлх хувьсах гүйдлийн чадал (400В-д 32А) өгөх боломжтой байсан бол 1-р төрөл нь ховор өндөр гүйдлийн тохиргоонд ерөнхийдөө 7.4 кВт эсвэл 19.2 кВт хүртэл хязгаарлагддаг байв. Цаашилбал, 2-р төрөл нь гарын авлагын түгжээнээс татгалзаж, тээврийн хэрэгслийн оролтын хэсэгт электрон түгжих соленоидыг сонгосон.

"Комбо" шийдэл

Хурдан цэнэглэх эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэхийн хэрээр инженерүүд нэг асуудалтай тулгарсан: тээврийн хэрэгсэлд хоёр дахь тусдаа порт шаардлагагүйгээр өндөр хүчин чадалтай тогтмол гүйдлийн цэнэглэлтийг хэрхэн нэмэх вэ? Үүний шийдэл нь Хосолсон цэнэглэх систем байв.

• CCS1 (Комбо 1):1-р төрлийн хувьсах гүйдлийн холбогчийг аваад доор нь хоёр том тогтмол гүйдлийн тэжээлийн зүү (DC+ ба DC-) нэмнэ.
• CCS2 (2-р комбо):2-р төрлийн хувьсах гүйдлийн холбогчийг аваад доор нь ижил хоёр тогтмол гүйдлийн тэжээлийн зүүг нэмнэ.

Хоёр тохиолдолд хоёуланд нь одоо байгаа Control Pilot (CP) болон Protective Earth (PE) зүүг тогтмол гүйдлийн гар барихад дахин ашигладаг бөгөөд энэ нь тодорхой түвшний урвуу нийцтэй байдлыг хангаж, тээврийн хэрэгслийн дотоод утасны нарийн төвөгтэй байдлыг бууруулдаг.

Бүлэг 3: Физик архитектур Гүнзгий судлах: Combo 1 болон Combo 2-ын механик дизайн ба хослолууд

CCS1 болон CCS2-ын хоорондох физик ялгаа нь зөвхөн гоо зүйн шинж чанартай биш; эдгээр нь сүлжээний дэд бүтэц болон аюулгүй байдлын философийн үндсэн ялгааг тусгадаг.

CCS1 (SAE J1772 Комбо)

CCS1 холбогч нь J1772-оос өвлөгдсөн "дугуй орой" загвараараа онцлог юм.

• Пин тохиргоо:Дээд талд нь 5 зүү (L1, N, PE, CP, PP) болон доод талд нь 2 том зүү (DC+, DC-).
• Түгжих механизм:CCS1 нь бариул дээрх механик түгжээнд тулгуурладаг. Хэрэглэгч залгуурыг салгахын тулд товчлуур дардаг. Энэ загвар нь эвдэрч гэмтэх магадлалтай бөгөөд гүйдэл урсаж байх үед хэрэглэгчдэд залгуурыг татах боломжийг олгодог гэж шүүмжилдэг (гэхдээ CP дохио нь түгжээг суллахад гүйдлийг шууд зогсоох зориулалттай).
• Хөргөлт:Орчин үеийн хэт хурдан CCS1 цэнэглэгч (350 кВт+) нь өндөр гүйдлийн (500А+) сессийн үед хэт халалтаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд шингэн хөргөлттэй кабелийг ашигладаг бөгөөд хөргөлтийн бодис нь тогтмол гүйдлийн дамжуулагч болон заримдаа зүүг тойрон эргэлддэг.

CCS2 (IEC 62196-3 Комбо)

CCS2 холбогч нь 2-р хэлбэрийн "хавтгай талт" загварыг ашигладаг.

• Пин тохиргоо:Дээд талд нь 7 зүү (L1, L2, L3, N, PE, CP, PP) болон доод талд нь 2 том зүү (DC+, DC-).
• Түгжих механизм:CCS2 нь тээврийн хэрэгсэлд үргэлж электрон хэлбэрээр түгжигддэг. Бариул дээр товчлуур байхгүй. Энэ нь ерөнхийдөө илүү бат бөх, аюулгүй гэж тооцогддог, учир нь тээврийн хэрэгсэл холбогчийг хэзээ салгаж болохыг бүрэн хянадаг.
• Сүлжээний нийцтэй байдал:CCS2 нь L2 болон L3-ийн зүүг агуулдаг тул CCS2-ээр тоноглогдсон тээврийн хэрэгсэл нь гэртээ эсвэл ажил дээрээ гурван фазын хувьсах гүйдлийн цэнэглэлтийг бүрэн ашиглах боломжтой бөгөөд энэ нь Европ болон Азийн зах зээл дээр илүү олон талын хэрэглээтэй болгодог.

Харьцуулсан хүснэгт: CCS1 ба CCS2-ийн физик үзүүлэлтүүд

Бүлэг 4: Хяналтын дохионы логик: PWM (импульсийн өргөний модуляци) ба үндсэн гар барих

Өндөр хүчдэлийн электронууд урсахаас өмнө Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хангамжийн тоног төхөөрөмж (EVSE) болон Цахилгаан тээврийн хэрэгсэл (EV) нь нам хүчдэлийн гар барих ажиллагааг гүйцэтгэх ёстой. Энэ процессыг харилцаа холбооны хоёр давхаргаар удирддаг: уламжлалт PWM дохио болон орчин үеийн PLC дохио.

PWM дохио (IEC 61851-1)

Хяналтын Пилот (CP) шугам нь үндсэн төлөвүүдийг дамжуулахын тулд 1 кГц давтамжтай 12V импульсийн өргөн модуляц (PWM) дохиог ашигладаг. Энэ бол арван гаруй жилийн турш цахилгаан тээврийн хэрэгслийг цэнэглэх үндэс суурь болсон бат бөх, аналог арга юм.

• А төлөв (12V):Тээврийн хэрэгсэл холбогдоогүй байна.
• Б төлөв (9V):Тээврийн хэрэгсэл холбогдсон, цэнэглэхэд бэлэн биш байна.
• C төлөв (6V):Тээврийн хэрэгсэл холбогдсон бөгөөд цэнэглэхэд бэлэн (агааржуулалт шаардлагагүй).
• D төлөв (3V):Тээврийн хэрэгсэл холбогдсон бөгөөд цэнэглэхэд бэлэн (агааржуулалт шаардлагатай).
• Ажлын мөчлөг:1 кГц дохионы "асаалттай" хугацааны хувь нь EVSE-ийн өгч чадах хамгийн их гүйдлийг тээврийн хэрэгсэлд хэлж өгдөг. Жишээлбэл, 25%-ийн ажлын мөчлөг нь 15 Амперийг илэрхийлж болно.

Вашингтон руу шилжих шилжилт

Хувьсах гүйдлийн цэнэглэлтэд PWM дохио хангалттай. Гэсэн хэдий ч тогтмол гүйдлийн цэнэглэлтэд EV болон EVSE нь батерейны цэнэгийн төлөв (SoC), хүссэн хүчдэл, төлбөр тооцооны дижитал гарын үсэг зэрэг нарийн төвөгтэй өгөгдлийг солилцох шаардлагатай болдог. Энэ бол PWM хязгаартаа хүрдэг газар юм.

CCS-д CP шугамыг "дахин зориулалтаар ашигладаг". PWM-ээр дамжуулан физик холболт илэрсний дараа систем нь Power Line Communication (PLC) ашиглан CP шугам дээр өндөр давтамжийн дижитал дохиог давхарладаг. PWM дохио нь тогтмол 5%-ийн ажлын мөчлөгт хэвээр байгаа бөгөөд энэ нь EV-д HomePlug Green PHY (HPGP) PLC протоколыг эхлүүлэх дохиог өгдөг "дижитал унтраалга" болж ажилладаг.

Бүлэг 5: Дэвшилтэт харилцаа холбоо: ISO 15118, DIN 70121 ба PLC-ийн үүрэг (Цахилгаан шугамын харилцаа холбоо)

CCS1 болон CCS2-ын физик зүүнүүд хоорондоо ялгаатай боловч системийн "тархи" нь гайхалтай төстэй юм. Хоёулаа тогтмол гүйдлийн холбооны ISO/IEC 15118 болон DIN 70121 стандартууд дээр суурилдаг.

DIN 70121: DC руу хөтлөх гүүр

DIN 70121 нь CCS-д зориулсан DC цэнэглэх холбооны анхны хэрэгжилт байв. Энэ нь ISO 15118-ийн эхэн үеийн ноорогуудын нэг хэсэг юм. Энэ нь тээврийн хэрэгсэл болон цэнэглэгчийг дараах мессежийг солилцох боломжийг олгодог:

• Үйлчилгээ нээх:Цэнэглэгч ямар үйлчилгээ (AC/DC) санал болгодог вэ?
• Цэнэглэх параметрийн нээлт:Батерей болон цэнэглэгчийн хүчдэл ба гүйдлийн хязгаар хэд вэ?
• Цахилгаан хүргэлт:Эрчим хүчний урсгалыг эхлүүлэх эсвэл зогсоох жинхэнэ тушаал.

ISO 15118: Ухаалаг цэнэглэх стандарт

ISO 15118 нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн харилцаа холбооны “алтан стандарт” юм. Энэ нь хэд хэдэн дэвшилтэт онцлогуудыг нэвтрүүлсэн олон хэсгээс бүрдсэн стандарт юм.

1. Залгаад цэнэглэ (PnC):Нийтийн түлхүүрийн дэд бүтцийг (PKI) ашигласнаар машин өөрийгөө цэнэглэгч рүү найдвартай таниулж, төлбөр тооцоог автоматаар хийх боломжтой. RFID карт эсвэл аппликейшн шаардлагагүй.
2. Нэмүү өртгийн үйлчилгээ:Орон нутгийн эрчим хүчний үнийн талаарх мэдээлэл эсвэл ухаалаг гэрийн системтэй нэгтгэх.
3. Хоёр чиглэлт цэнэглэлт (ISO 15118-20):Машиныг цахилгаан эрчим хүчийг сүлжээнд эсвэл гэрт буцааж гаргах боломжийг олгох.

PLC физик давхарга

Үүнд шаардлагатай техник хангамж нь HomePlug Green PHY модем юм. Харилцаа холбоо нь 1 кГц PWM дохио дамжуулдаг Control Pilot шугамаар дамждаг тул их хэмжээний шуугиан гардаг. PLC нь өндөр хүчин чадалтай цэнэглэгч станцын хатуу цахилгаан соронзон орчинд ч 2 МГц-ээс 30 МГц-ийн хоорондох давтамжаар дамжуулсан өгөгдлийг найдвартай хүлээн авахын тулд Ортогональ Давтамжийн Хуваалтын Мультиплексинг (OFDM) ашигладаг.

Бүлэг 6: Аюулгүй байдлын протокол ба тусгаарлагчийн хяналт (IMD): Өндөр хүчдэлийн систем дэх алдагдлыг илрүүлэх

Аюулгүй байдал нь тогтмол гүйдлийн хурдан цэнэглэлтэд хамгийн чухал асуудал бөгөөд хүчдэл нь 900В-оос хэтэрч, гүйдэл нь 500А хүрч болно. Энэхүү аюулгүй байдлын архитектурын чухал бүрэлдэхүүн хэсэг нь Тусгаарлалтын Хяналтын Төхөөрөмж (IMD) юм.

Хөвөгч систем

Орон сууцны хувьсах гүйдлийн цахилгаан хангамжаас ялгаатай нь төвийг сахисан гүйдэл нь газардуулгатай холбогдсон байдаг бол тогтмол гүйдлийн цэнэглэх системүүд нь "хөвөгч" эсвэл "тусгаарлагдсан" байдаг. DC+ болон тогтмол гүйдлийн шугамууд нь тээврийн хэрэгслийн явах эд анги (Газар)-тай холбогдоогүй байна. Энэ нь хэрэв хүн тогтмол гүйдлийн шугам болон явах эд ангиудын аль нэгэнд нэгэн зэрэг хүрвэл тэдгээрээр гүйдэл урсах ёсгүй гэсэн үг юм, учир нь эх үүсвэр рүү буцах бүрэн хэлхээ байхгүй.

IMD-ийн үүрэг

Гэсэн хэдий ч, хэрэв тусгаарлагч эвдэрсэн бол - тухайлбал кабель элэгдсэн эсвэл батерейны дотор хөргөлтийн шингэн гоожсон бол - тогтмол гүйдлийн шугамуудын нэг нь санамсаргүйгээр газардуулгад орж болзошгүй. Хэрэв нөгөө шугам дээр хоёр дахь гэмтэл гарвал аюултай богино холболт үүснэ.

IMD нь DC автобус болон Protective Earth (PE)-ийн хоорондох эсэргүүцлийг байнга хянадаг.

• Урьдчилан цэнэглэх туршилт:Үндсэн контакторууд цэнэглэж эхлэхээс өмнө EV болон EVSE нь тусгаарлагчийн шалгалтыг хийдэг. Хэрэв эсэргүүцэл тодорхой босго хэмжээнээс (ихэвчлэн вольт тутамд 100 ом) доогуур байвал холболт тасалддаг.
• Тасралтгүй хяналт:Цэнэглэх явцад IMD нь доройтлыг хянахын тулд жижиг дохиог үргэлжлүүлэн оруулсаар байна.

CCS1 ба CCS2 IMD-ийн хэрэгжилт

Зарчим нь ижил боловч тодорхой босго болон хариу өгөх хугацаа нь SAE болон IEC-ийн хэрэгжилтүүдийн хооронд өөр өөр байж болно. Европын CCS2 системүүд нь IMD-г EVSE-ийн хянагч руу шууд нэгтгэдэг бол CCS1 системүүд нь цахилгаан шүүгээ болон түгээгч хооронд илүү тархсан хяналттай байж болно. Олон түгээгч нь нэг том цахилгаан хувиргах төхөөрөмжийг хуваалцдаг "сайт хуваалцах" хувилбаруудад нарийн төвөгтэй байдал нэмэгддэг.

Бүлэг 7: Түгжих механизм ба дулааны удирдлага: Гарын авлагын түгжээ ба электрон соленоид

Залгуурын механик найдвартай байдал нь хоёр стандартын хоорондох гол ялгаа юм.

CCS1: Түгжээний хариуцлага

CCS1/J1772 залгуурын гар түгжээ нь түүний хамгийн сул цэг юм. Олон нийтийн орчинд эдгээр түгжээг хэрэглэгчид байнга эвдэж эсвэл мөсөнд хөлддөг. Хэрэв түгжээ эвдэрсэн бол Proximity Pilot (PP) хэлхээ хаагдахгүй байж магадгүй бөгөөд энэ нь машиныг цэнэглэж эхлэхээс сэргийлж болзошгүй. Бүр дор нь хэсэгчлэн эвдэрсэн түгжээ нь өндөр хүчдэлийн сессийн үеэр холбогчийг хөдөлгөж, нуман болон дулааны гэмтэлд хүргэж болзошгүй юм.

CCS2: Соленоидын давуу байдал

CCS2 нь бариулын түгжээг арилгадаг. Тээврийн хэрэгслийн оролт нь холбогчийг бүрэн оруулсны дараа нүхэнд гулсдаг моторт зүү (соленоид)-той.

• Холболтын аюулгүй байдал:Соленоид "түгжигдсэн" төлөвийг баталгаажуулах хүртэл тээврийн хэрэгсэл өндөр хүчдэлийн контакторуудаа хаахгүй.
• Хулгайгаас урьдчилан сэргийлэх:Хэрэглэгч машины түгжээг тайлах эсвэл тээврийн хэрэгслийн интерфэйсээр дамжуулан холболтыг зогсоох хүртэл холбогчийг салгаж авах боломжгүй бөгөөд ингэснээр зөвшөөрөлгүй салгахаас сэргийлнэ.

Дулааны менежмент

Цэнэглэх хурд 400 кВт хүртэл нэмэгдэхийн хэрээр дулааны удирдлага нь сонголт биш болсон. CCS1 болон CCS2 хоёулаа тогтмол гүйдлийн зүүний ойролцоо суурилуулсан температур мэдрэгч (ихэвчлэн NTC термистор) ашигладаг.

• Хэмжээг бууруулах:Хэрэв зүү дээрх температур аюулгүй хязгаараас (жишээлбэл, 85°C) давсан бол EVSE нь хуванцар гэрийг хайлуулахаас сэргийлж гүйдлийг автоматаар "бууруулах" эсвэл бууруулна.
• Шингэн хөргөлт:Өндөр хүчин чадалтай диспенсерүүдэд кабель нь гликол дээр суурилсан хөргөлтийн суваг агуулдаг тул мэдэгдэхүйц зузаан байдаг. Энэ нь 500А-д аюулгүй температурыг хадгалахын зэрэгцээ нимгэн зэс дамжуулагч ашиглах (кабелийн жинг бууруулах) боломжийг олгодог.

8-р бүлэг: Харилцан үйлчлэх чадвар (IOP)-ын туршилт: Олон үйлдвэрлэгчийн дэд бүтцийн сорилтууд

Цахилгаан машины жолоочийн хувьд хамгийн их бухимдал төрүүлдэг зүйлсийн нэг бол "гар барих бүтэлгүйтэл" буюу машин болон цэнэглэгч нь зүгээр л ярихаас татгалздаг явдал юм. Энэ бол харилцан ажиллах чадварын (IOP) асуудал юм.

Програм хангамжийн стекийн нарийн төвөгтэй байдал

CCS-ийн харилцаа холбооны стек нь олон давхаргыг агуулдаг:

1. Физик давхарга:HPGP PLC дохионы чанар.
2. Өгөгдлийн холбоосын давхарга:MAC хаягууд болон сүлжээнд нэгдэх.
3. Сүлжээний давхарга:IPv6 хаяглалт (ISO 15118-д шаардлагатай).
4. Хэрэглээний давхарга:XML дээр суурилсан мессеж (EXI шахалт).

Хэрэв цэнэглэгчийн програм хангамж (Linux эсвэл бодит цагийн үйлдлийн системд хэрэгжүүлсэн) нь IPv6 хөршийн илрүүлэлтийн протоколд бага зэрэг цагийн зөрүүтэй байвал, эсвэл машины XML парсер арай өөр схемийг хүлээж байвал сесс амжилтгүй болно.

Туршилтын арга хэмжээ ба гэрчилгээ

Үүнтэй тэмцэхийн тулд салбар нь CharIN зэрэг байгууллагуудын зохион байгуулдаг "Тестүүд" (Туршилтын наадам)-ыг зохион байгуулдаг. Tesla, VW, ABB, Siemens зэрэг компаниудын инженерүүд тээврийн хэрэгсэл болон цэнэглэгчээ төв байршилд авчирч, бүх боломжит хослолыг туршиж үздэг. Гэсэн хэдий ч хуучин EVSE програм хангамж болон шинэ тээврийн хэрэгслийн загваруудын "урт сүүл" нь IOP нь CCS экосистемд байнгын сорилт хэвээр байгааг баталгаажуулдаг.

9-р бүлэг: Геополитикийн шилжилтийн элс: Бүс нутгийн хуваагдал ба дэлхийн нийлүүлэлтийн сүлжээний эдийн засаг

CCS1 болон CCS2-ын хоорондох сонголт нь техникийн давуу талтай холбоотой байсан нь ховор байсан; энэ нь одоо байгаа дэд бүтэц болон бүс нутгийн бүрэн эрхт байдлын тухай байв.

Европын нэгдэл

Европ нь Альтернатив Түлшний Дэд Бүтцийн Удирдамж (AFID)-аар дамжуулан CCS2-г заавал биелүүлэхийн тулд эртнээс хөдөлсөн. Бүх нийтийн цэнэглэгчийг 2-р төрлийн эсвэл CCS2 интерфэйсээр хангахыг албадсанаар Европ нь Хойд Америкийг олон жилийн турш зовоож байсан "стандарт дайн"-аас зайлсхийсэн. Энэ нь эд ангиудын хоёрдогч зах зээлийг хүчирхэгжүүлж, BMW, Renault зэрэг Европын OEM-үүдийн нийлүүлэлтийн сүлжээг хялбаршуулсан.

Хойд Америкийн хуваагдал

Үүний эсрэгээр Хойд Америкт олон стандарт зэрэгцэн оршихыг зөвшөөрсөн: CCS1, CHAdeMO (Nissan-ы түлхсэн), болон Tesla-ийн өмчийн холбогч. Энэхүү хуваагдал нь олон нийтийн дэд бүтцэд хөрөнгө оруулахыг зогсоосон бөгөөд сайтын эзэд үнэтэй олон протоколтой түгээгч худалдаж авахаас өөр аргагүй болсон.

Өмнөд Солонгос болон Тайвань

Өмнөд Солонгос нь GM-ийн хүчтэй оролцоо болон АНУ-ын зах зээл Hyundai/Kia-ийн цахилгаан тээврийн хэрэгслийн эхэн үеийн экспортод нөлөөлсний улмаас АНУ-ын тэргүүллийг дагаж CCS1-ийг нэвтрүүлсэн. Гэсэн хэдий ч Тайвань бол засгийн газар анх CCS1-ийг сонгосон боловч CCS2 болон NACS тээврийн хэрэгслийн асар их урсгал орж ирснээр олон стандартын нарийн төвөгтэй орчин бүрдсэн сонирхолтой жишээ юм.

Бүлэг 10: NACS-ийн тасалдуулагч: SAE J3400 нь Хойд Америкийг хэрхэн нэгтгэж, CCS1-ийг хэрхэн заналхийлж байна вэ?

2022 оны сүүлээр Тесла өөрийн эзэмшлийн холбогч загвараа дэлхий нийтэд нээж, үүнийгээ Хойд Америкийн Цэнэглэх Стандарт (NACS) гэж нэрлэсэн. Хэдэн сарын дотор Хойд Америкийн бараг бүх томоохон автомашин үйлдвэрлэгчид болох Ford, GM, Rivian, Volvo нар CCS1-ээс NACS руу шилжиж байгаагаа зарласан.

NACS (SAE J3400)-ийн техникийн давуу талууд

1. Маягтын хүчин зүйл:NACS нь том хэмжээтэй CCS1 холбогчоос хамаагүй жижиг бөгөөд хөнгөн юм.
2. Нэгдсэн зүү:AC болон DC-д зориулсан тусдаа зүүтэй CCS-ээс ялгаатай нь NACS нь хоёуланд нь ижил хоёр том зүү ашигладаг. Энэ нь тээврийн хэрэгслийн орох хэсгийн хэмжээг багасгадаг.
3. Хуучин протокол:Хамгийн гол нь NACS нь дараахыг ашигладагадилханISO 15118 PLC холбооны протоколыг CCS болгон ашигласан. Энэ нь автомашин үйлдвэрлэгчид програм хангамжийн бүхэл бүтэн стекийг дахин зохион бүтээхгүйгээр физик залгуурыг сольж болно гэсэн үг юм.

CCS1-ийн үхлийн зангилаа юу?

NACS-ийг SAE J3400 болгон кодчилсноор CCS1 нь АНУ-д "үхмэл стандарт" болсон. NEVI (Үндэсний цахилгаан тээврийн хэрэгслийн дэд бүтэц) хөтөлбөрийн хүрээнд мянга мянган CCS1 цэнэглэгч суурилуулагдаж байгаа ч ирээдүй нь тодорхой NACS юм. Энэхүү өөрчлөлт нь SK Signet, ChargePoint зэрэг цэнэглэгч үйлдвэрлэгчдийг угсралтын шугамаа NACS кабелийг оруулахын тулд хурдан өөрчлөхөд хүргэсэн.

Бүлэг 11: Адаптерийн зах зээл ба нийцэл: Стандарт хоорондын техник хангамжийн хууль эрх зүйн болон техникийн эрсдэлүүд

Дэлхий ертөнц өөрчлөгдөж байгаа тул адаптерууд олон сая долларын салбар болж хувирсан. Та одоо CCS2-ыг CCS1, CCS1-ийг Tesla, Tesla-г CCS1 болгон хөрвүүлэх адаптер худалдаж авах боломжтой. Гэсэн хэдий ч энэхүү тохь тух нь ихээхэн эрсдэл дагуулдаг.

Аюулгүй байдлын цоорхой

Баталгаажсан CCS холбогч нь 500А гүйдлийг зохицуулах зориулалттай бөгөөд нарийн төвөгтэй дулааны хяналттай. Цахим худалдааны платформ дээр зарагддаг олон гуравдагч талын адаптерууд эдгээр хамгаалалтгүй байдаг.

• Аркийн эрсдэл:Хэрэв адаптер төгс суухгүй бол холболтын хэсэгт бичил нуман үүсч, улмаар адаптер хайлж, тээврийн хэрэгслийн үнэтэй цэнэглэгчийг гэмтээж болзошгүй.
• Харилцаа холбооны хоцрогдол:Зарим адаптерууд протоколуудыг хөрвүүлэхийн тулд "дунд нь байгаа хүн" электроникийг ашигладаг (жишээ нь, CHAdeMO-г CCS болгон), энэ нь EVSE-д аюулгүй байдлын хугацаа дуусахыг өдөөдөг хоцрогдол үүсгэж болзошгүй.

Хариуцлага ба даатгал

Хууль эрх зүйн үүднээс авч үзвэл, баталгаажаагүй адаптер ашиглах нь тээврийн хэрэгслийн баталгааг хүчингүй болгодог. Хэрэв цэнэглэх станцад адаптер эвдэрснээс болж гал гарвал хариуцлага нь хэрэглэгчийн мөрөн дээр шууд буудаг. Стандартчиллын томоохон байгууллагууд одоо адаптеруудад зориулсан гэрчилгээжүүлэх хөтөлбөрүүдийг (UL 2251 гэх мэт) бий болгохоор яарч байгаа ч зах зээл нь эрт хэрэглэгчдийн хувьд "Зэрлэг Баруун" хэвээр байна.

Бүлэг 12: Ирээдүйн төлөв: Мегаваттын цэнэглэлт (MCS), V2X болон Нэгдсэн нэгдэл

2030 оныг харах тусам CCS1 болон CCS2-ийн талаарх мэтгэлцээн шинэ технологиудаас болж хаагдаж магадгүй юм.

Мегаваттын цэнэглэх систем (MCS)

Хүнд даацын ачааны машины хувьд 350 кВт хүртэл хэтэрхий удаан байдаг. Аж үйлдвэр нь 3.75 Мегаватт (1250В хүчдэлд 3000А) хүртэл хүчин чадалтай MCS-ийг хөгжүүлж байна. Сонирхолтой нь, MCS холбогч нь дэлхийн хэмжээнд нэгдсэн загвар бөгөөд арилжааны салбарын бүс нутгийн хуваагдлыг зогсоох боломжтой юм.

Тээврийн хэрэгслээс бүх зүйл рүү (V2X)

ISO 15118-20 стандартыг нэгтгэснээр цахилгаан тээврийн хэрэгслийг зөөврийн цахилгаан станц болгон хувиргах болно. Машин нь CCS2 эсвэл NACS ашигладаг эсэхээс үл хамааран оргил ачааллын үед сүлжээг тогтворжуулах чадвар нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн эздийн орлогын гол эх үүсвэр болно.

Дүгнэлт

CCS1 болон CCS2-ийн хоорондох ялгаа нь дэлхийн стандарт тогтоох нарийн төвөгтэй байдлын гэрч юм. CCS2 нь олон улсын зах зээл дээр тодорхой ялагч болж гарч ирсэн ч NACS-ийн өсөлт нь Хойд Америкийн дүрмийг дахин бичсэн. Инженерүүд болон бодлого боловсруулагчдын хувьд сургамж нь тодорхой байна: физик техник хангамж түр зуурынх боловч үндсэн дижитал протоколууд (ISO 15118) болон аюулгүй байдлын зарчим (IMD) нь цахилгаанжсан ирээдүйн жинхэнэ үндэс суурь юм. Эдгээр техникийн нарийн ширийн зүйлийг ойлгох нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн дэд бүтцийн өндөр хүчдэлийн ертөнцөд явж буй хүн бүрт зайлшгүй шаардлагатай.

Бүлэг 13: Тусгаарлалтын эсэргүүцлийн математик: R_iso ​​тооцоолол ба алдагдлын гүйдэл

Тогтмол гүйдлийн хурдан цэнэглэлтийн өндөр хүчдэлийн (HV) хүрээнд тусгаарлагчийн эсэргүүцэл ($R_{iso}$) нь зөвхөн аюулгүй байдлын параметр төдийгүй цэнэглэх сессийн ажиллагааны төлөвийг тодорхойлдог хэмжигдэхүйц хувьсагч юм. IEC 61851-23 болон SAE J1772 стандартын дагуу, явах эд ангийн эвдрэл гарсан тохиолдолд хүний ​​биеэр урсаж болзошгүй аюултай алдагдлын гүйдэл ($I_{алдагдал}$)-аас урьдчилан сэргийлэхийн тулд систем нь хамгийн бага тусгаарлагчийн эсэргүүцлийг хадгалах ёстой.

Хэмжих зарчим

Тусгаарлалтын хяналтын төхөөрөмж (IMD) нь тогтмол гүйдлийн дамжуулагч ба хамгаалалтын газардуулгын (PE) хоорондох эсэргүүцлийг хэмжихдээ ихэвчлэн "шилжүүлсэн резистор" эсвэл "импульсийн тарилга" аргыг ашигладаг. Нийт тусгаарлагчийн эсэргүүцлийг эерэг шугамаас газар хүртэлх эсэргүүцэл ($R_p$) ба сөрөг шугамаас газар хүртэлх эсэргүүцлийн зэрэгцээ хослол ($R_n$) гэж тодорхойлдог:

$$R_{iso} = \frac{R_p \cdot R_n}{R_p + R_n}$$

Аюулгүй байдлын шаардлагыг тогтмол гүйдлийн системд ерөнхийдөө 100 $\Omega/V$ гэж тогтоосон байдаг. 800V-д цэнэглэж буй тээврийн хэрэгслийн хувьд зөвшөөрөгдөх хамгийн бага $R_{iso}$ нь:

$$800V \100-г үржүүлэх \Омега/V = 80,000 \Омега = 80 k\Омега$$

Алдагдлын гүйдлийн динамик

Алдагдлын гүйдэл нь системийн паразит багтаамж ($C_y$) болон тусгаарлагчийн эсэргүүцлийн функц юм. Төгс тэнцвэртэй системд $R_p = R_n$ бөгөөд газартай харьцуулахад дунд цэг дээрх хүчдэл тэг байна. Гэсэн хэдий ч эерэг төмөр зам дээр ($R_p \rightarrow 0$) алдаа гарвал сөрөг төмөр зам нь явах эд ангитай харьцуулахад $-800V$ болж шилждэг. IMD нь энэ шилжилтийг миллисекундын дотор илрүүлэх ёстой.

Хүснэгт: CCS1 болон CCS2-ийн аюулгүй байдлын босго хэмжээ

Бүлэг 14: PLC дохионы бүрэн бүтэн байдал: 500кВт цэнэглэх орчинд дуу чимээг зохицуулах

CCS-д ашиглагддаг Цахилгаан Шугамын Холбоо (PLC) нь HomePlug Green PHY (HPGP) техникийн үзүүлэлтэд суурилсан. HPGP нь анх бага эрчим хүч хэрэглэдэг ухаалаг гэрийн хэрэглээнд зориулагдсан боловч 500 кВт цэнэглэх орчинд хэрэгжүүлэх нь цахилгаан соронзон нийцтэй байдлын (EMC) маш хүнд сорилтуудыг дагуулдаг.

Дуу чимээний шал

Өндөр хүчин чадалтай DC цэнэглэгч нь цахилгаан шатлалдаа хурдан шилждэг цахиурын карбид (SiC) эсвэл тусгаарлагдсан хаалгатай хоёр туйлт транзистор (IGBT) ашигладаг. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь 20 кГц-ээс 100 кГц хүртэлх давтамжтайгаар шилжиж, мэдэгдэхүйц гармоник дуу чимээ үүсгэдэг. PLC нь 2 МГц-ээс 30 МГц-ийн хүрээнд ажилладаг тул онолын хувьд анхдагч шилжилтийн дуу чимээний зурвасаас гадуур байдаг боловч өндөр давтамжийн "дуугарах" болон нийтлэг горимын шилжилтүүд нь PLC модемийн урд хэсгийг амархан дүүргэж чаддаг.

Сулрал ба холболт

Хяналтын нисгэгчийн (CP) дохио нь цэнэглэгч кабелийн доторх хамгаалалтгүй утсаар дамждаг. 30 МГц давтамжтай үед кабель нь индуктив болон багтаамжийн алдагдал ихтэй нарийн төвөгтэй дамжуулах шугамын үүрэг гүйцэтгэдэг.

• CCS1 Кабель:АНУ-д илүү урт, ихэвчлэн хүнд кабель нь дохионы сулралыг нэмэгдүүлдэг.
• CCS2 Кабель:Европт нягтрал ихтэй хот суурин газруудад богино кабель нь зэргэлдээх түгээгүүрийн хоорондын харилцан үйлчлэлээс болж зовж шаналж болзошгүй.

Үүнийг бууруулахын тулд инженерүүд 1 кГц PWM дохио болон өндөр давтамжийн шуугианыг хаахын зэрэгцээ PLC дохиог CP шугам руу холбохын тулд өндөр нэвчилттэй феррит цөм ашигладаг "Дохио шахах нэгжүүд" (SIUs)-ийг ашигладаг.

Бүлэг 15: ISO 15118-2 ба -20: Мессежийн дарааллын архитектурын хувьсал

Анхны ISO 15118-2 стандартаас шинэ ISO 15118-20 (ихэвчлэн "Dash 20" гэж нэрлэдэг) руу шилжсэн нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэлтийн түүхэн дэх хамгийн чухал програм хангамжийн шинэчлэлт юм.

ISO 15118-2: Суурь

"-2" хувилбар нь XML дээр суурилсан үндсэн гар барих аргыг бий болгосон:

1. Дэмжигдсэн Апп Протокол:Хувилбарын талаар тохиролцоо хийдэг.
2. Хуралдааны тохиргоо:Холбоосыг тогтоодог.
3. Таних тэмдэг:RFID эсвэл Plug & Charge-г зохицуулдаг.
4. Цэнэглэх параметрийн нээлт:Батерейны хязгаарыг сольж байна.
5. Цахилгаан хүргэлт:Урсгалыг хянадаг.

ISO 15118-20: Ирээдүй

Dash 20 нь дараагийн үеийн эрчим хүчний үйлчилгээнд зориулагдсан цоо шинэ мессежийн бүтцийг танилцуулж байна:

• Хоёр чиглэлт дэмжлэг:V2G (Тээврийн хэрэгслээс сүлжээнд) болон V2H (Тээврийн хэрэгслээс гэрт) цэнэггүйжүүлэх зориулалттай мессежүүд.
• Динамик горим:Цэнэглэгч нь машинд сүлжээний ачаалалд үндэслэн гүйдлийн хэмжээг бодит цаг хугацаанд өөрчлөхийг мэдэгдэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь холболтыг дахин эхлүүлэхгүйгээр хийгддэг.
• Сайжруулсан аюулгүй байдал:TLS 1.2-оос TLS 1.3 руу шилжиж, илүү хурдан гар барих болон илүү хүчтэй шифрлэлтийг бий болгодог.
• Мультиплекслэх:Олон үйлчилгээг (жишээ нь, цэнэглэх + өгөгдөл синхрончлох) нэг PLC холболтоор ажиллуулахыг зөвшөөрдөг.

Зурвасын дарааллын хүснэгт: Plug & Charge (PnC) болон External Identification (EIM)

PnC-д,Гэрээний гарын үсэгCertChainмашинаас цэнэглэгч рүү илгээгддэг. Цэнэглэгч үүнийг өөрийн OCSP (Онлайн гэрчилгээний төлөвийн протокол) сервертэй харьцуулан баталгаажуулдаг. EIM-д хэрэглэгч физик карт үзүүлэх ёстой бөгөөд цэнэглэгч нь ... илгээдэг.Зөвшөөрөххүсэлтийг backend руу илгээдэг. PnC-ийн хоцрогдол нь мэдэгдэхүйц бага бөгөөд энэ нь "Tesla-тэй төстэй" хэрэглэгчийн туршлагыг бий болгодог.

Бүлэг 16: Өндөр хүчин чадалтай холбогчдын дулааны инженерчлэл: Материал, холбоо барих эсэргүүцэл ба шингэн хөргөлт

CCS физик интерфэйсийн хязгаарт ойртох тусам дулааны инженерчлэл нь дизайны гол хязгаарлалт болж байна.

Холбоо барих эсэргүүцэл ($R_{contact}$)

Холбогч дээр үүссэн дулааныг Жоулын хуулиар тодорхойлно: $P_{heat} = I^2 \cdot R_{contact}$. 500А цэнэгийн хувьд:

• Хэрэв $R_{холбоо барих} = 0.5 м\Омега$ бол $P_{дулаан} = 500^2 \cdot 0.0005 = 125 Вт$ байна.
• Хэрэв $R_{contact}$ нь $2.0 м\Омега$ болж буурвал $P_{heat} = 500^2 \cdot 0.002 = 500 W$ байна.

Битүү хуванцар бариул дахь 500 Ватт дулаан нь хэдхэн минутын дотор гамшигт эвдрэлд хүргэдэг. Тийм ч учраас зүү дээрх мөнгөлөг бүрхүүл нь маш чухал юм. Мөнгө нь бусад металлаас хамгийн бага цахилгаан эсэргүүцэлтэй бөгөөд мянга мянган холболтын мөчлөгийн үед элэгдлийг бууруулдаг өөрөө тослох гадаргууг бий болгодог.

Шингэн хөргөлтийн системүүд

350А-аас дээш гүйдлийг зохицуулахын тулд шингэн хөргөлт заавал байх ёстой. Систем нь ихэвчлэн цахилгаан шүүгээний дотор битүү гогцоотой хөргөлтийн төхөөрөмжийг ашигладаг.

• Хөргөлтийн төрөл:Алдагдал гарсан тохиолдолд богино холболтоос урьдчилан сэргийлэхийн тулд диэлектрик шингэнийг илүүд үздэг боловч ус-гликолын холимог нь илүү сайн дулаан багтаамжтай тул илүү түгээмэл байдаг.
• Хоолойн загвар:DC+ болон DC- дамжуулагчид нь хөндий эсвэл хөргөлтийн сувгаар хүрээлэгдсэн байдаг. "Хүйтэн хавтан" нь контактын гадаргуугаас дулааныг сорохын тулд зүүний ард байрладаг.

Бүлэг 17: Харилцан үйлчлэх боломжийн тохиолдлын судалгаа: VW ID.4 болон Electrify America Chargers-ийн хоорондох гар барих алдааг олж засварлах

CCS1-ийн харилцан ажиллах чадварын асуудлын алдартай жишээ бол АНУ-д VW ID.4 загварыг анх нэвтрүүлэх үед гарсан явдал юм. Олон эзэмшигчид Electrify America (EA) станцуудад "Улаан цагираг" гэсэн алдаа (цэнэглэлт амжилтгүй болсон) гарсан гэж мэдээлсэн.

Үндсэн шалтгаан: Цаг хугацаа ба XML

Хэдэн сарын турш өгөгдөл бүртгэсний дараа инженерүүд уг бүс нутагт уралдааны нөхцөл байдлыг илрүүлжээSessionSetupүе шат. EA цэнэглэгч (гуравдагч этгээдийн үйлдвэрлэсэн) өөрийнхийгөө илгээж байсанДэмжигдсэнAppProtocolResID.4-ийн суурилагдсан цэнэглэгч (OBC) програм хангамж нь IPv6 стекийг эхлүүлж чадахаас хурдан байсан. Машин мессежийг алдаж, хугацаа дуусч, сессийг зогсоох болно.

Засвар: Програм хангамжийн буфер

Энэхүү шийдэл нь машин болон цэнэглэгчийн аль алинд нь зориулсан програм хангамжийн шинэчлэлтийг шаарддаг байв. Цэнэглэгчийг анхны PLC мессежийг илгээхээс өмнө "ICMPv6 Neighbor Discovery" дохиог хүлээхээр өөрчилсөн бөгөөд машины хугацаа дуусах хугацааг 2 секундээс 5 секунд болгон сунгасан. Энэхүү тохиолдлын судалгаа нь "Тестүүд" яагаад шаардлагатай боловч хангалтгүй болохыг онцолж байна; бодит ертөнцийн хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлс болон сүлжээний хоцрогдол нь лабораторийн туршилтаар бүрэн хуулбарлах боломжгүй нарийн төвөгтэй байдлын давхаргыг нэмэгдүүлдэг.

Бүлэг 18: Дэлхийн нийлүүлэлтийн сүлжээний үр дагавар: Зэс, мөнгөн бүрэлт ба HPGP чипийн хомсдол

CCS холбогч үйлдвэрлэл нь Phoenix Contact, Huber+Suhner, TE Connectivity зэрэг цөөн хэдэн тоглогчдын ноёрхдог өндөр мэргэшсэн салбар юм.

Түүхий эдийн хамаарал

• Зэс:350 кВт-ын шингэн хөргөлттэй нэг кабель нь 15 кг-аас дээш өндөр цэвэршилттэй зэс агуулж болно. Зэсийн үнийн хэлбэлзэл нь цэнэглэх сүлжээний капитал зардалд шууд нөлөөлдөг.
• Мөнгө:CCS2 тээглүүрийг бүрэх процесс нь жигд 5-10 микрон давхаргыг хангахын тулд нарийн электролиз хийх техник шаарддаг. Аливаа сийрэгжилт нь эсэргүүцлийг нэмэгдүүлж, эрт хөгшрөлтөд хүргэдэг.

HPGP чипсет монополь

HPGP (HomePlug Green PHY) модем чипүүд нь CCS тээврийн хэрэгсэл болон цэнэглэгчийн тархи юм. Олон жилийн турш Qualcomm нь гол нийлүүлэгч байсан (QCA7000 цуврал). 2021-2022 оны дэлхийн хагас дамжуулагчийн хомсдолын үеэр эдгээр чипүүдийн хомсдол нь мянга мянган цэнэглэгч станцын үйлдвэрлэлийг зогсоосон. Энэ нь Lumissil, Vertexcom зэрэг компаниуд зах зээлд нэвтэрч, хоёрдогч эх үүсвэрийг ашиглахад түлхэц болсон боловч автомашины салбарт шинэ цахиурын гэрчилгээжүүлэх үйл явц маш удаан байгаа нь мэдэгдэж байна.

Бүлэг 19: Зохицуулалтын хүрээ: АНУ-д NEVI болон Европын Холбоонд AFIR-ийн харьцуулалт

Засгийн газрууд стандарт хэрэглээг зах зээлд даатгахаа больсон.

ЕХ: AFIR (Өөр түлшний дэд бүтцийн зохицуулалт)

Европын Холбооны AFIR нь дэлхийн хамгийн түрэмгий мандат юм. Үүнд дараахь зүйлс орно:

• Том хурдны замуудаар 60 км тутамд хурдан цэнэглэгч.
• CCS2-г заавал дагаж мөрдөх стандарт болгон ашигласан.
• Хаалттай RFID экосистемээс холдож, түр зуурын төлбөр (кредит карт уншигч)-ийг нэгтгэх.

АНУ: NEVI (Үндэсний цахилгаан тээврийн хэрэгслийн дэд бүтэц)

АНУ-ын Хоёр намын дэд бүтцийн тухай хуулиар цэнэглэлтэд 5 тэрбум доллар хуваарилсан. NEVI-ийн дүрмээр анх CCS1-ийг заавал биелүүлэх ёстой байсан. Гэсэн хэдий ч NACS-ийн эргэлтийн дараа дүрэмд нэмэлт өөрчлөлт оруулж, тус бүрт дор хаяж нэг CCS1 кабель байгаа тохиолдолд NACS кабелийг ашиглахыг зөвшөөрсөн. Энэхүү "Эрлийз загвар" нь АНУ бүрэн хэмжээний SAE J3400 ирээдүй рүү шилжих үед түр зуурын гүүр юм.

Бүлэг 20: SAE J3400 (NACS) руу чиглэсэн нэгдэл ба түүний CCS1 үйлдвэрлэлд үзүүлэх нөлөө

Хойд Америкт NACS (SAE J3400) руу шилжсэн нь CCS1-ийн замын зургийг үндсээр нь өөрчилсөн.

Үйлдвэрлэлийн эргэлт

Том хэмжээтэй CCS1 бариулыг оновчтой болгосон үйлдвэрүүдийг одоо жижиг NACS загварт зориулж дахин тоноглож байна. NACS-ийн нарийн төвөгтэй байдал нь машины доторх өндөр хурдны тогтмол гүйдлийн унтраалгатай контакторуудыг ашиглан AC цэнэглэгч болон тогтмол гүйдлийн батерейны хооронд шилжих боломжтой "Давхар хэрэглээ" зүүнд оршдог.

CCS1-ийн амьд үлдэх нь

CCS1 нь Өмнөд Солонгост, АНУ-д дараагийн арван жилд уламжлалт стандарт хэвээр үлдэх магадлалтай. Гэсэн хэдий ч салбар NACS болон MCS-д анхаарлаа төвлөрүүлснээр CCS1-ийн судалгаа, хөгжүүлэлтийн төсөв тэг болж буурсан. Дэлхийн үйлдвэрлэгчдийн хувьд энэ нь гурван тусдаа бүтээгдэхүүний шугамыг хадгалах гэсэн үг юм:

1. CCS2:Дэлхийн зах зээлийн хувьд.
2. NACS (J3400):Хойд Америкийн хувьд.
3. MCS:Дэлхийн хүнд даацын салбарын хувьд.

Бүлэг 21: Дүгнэлт: Хуваагдсан физик ертөнц дэх нэгдсэн протокол

Бидний харж байгаагаар, "CCS1 ба CCS2-ын ялгаа" нь ганц дижитал сүнсний хоёр физик илрэлийн тухай түүх юм. Тээврийн хэрэгсэл нь дугуй CCS1 залгуур эсвэл хавтгай CCS2 залгуурыг ашигладаг эсэхээс үл хамааран ISO 15118-ийн үндсэн логик, IMD хяналтын аюулгүй байдал, PLC дохионы бүрэн бүтэн байдлын сорилт нь ижил хэвээр байна.

2020-иод оны цэнэглэх стандартын дайн бидэнд харилцан ажиллах чадвар нь зөвхөн залгуурын тухай биш, харин програм хангамж, сүлжээ, хэрэглэгчийн туршлагатай холбоотой гэдгийг зааж өгсөн. Дэлхий ертөнц цөөн хэдэн давамгайлсан стандарт руу шилжих тусам анхаарал нь "Би залгаж болох уу?" гэсэн асуултаас "Цэнэг хэр хурдан, ухаалаг вэ?" гэсэн асуулт руу шилжих болно. АНУ-д NACS руу шилжиж, Европт CCS2-ийг бэхжүүлсэн нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хувьсгалын эхлэлийн төгсгөлийг тэмдэглэж байна. Дараагийн арван жилийг V2G, мегаваттын хурд, үнэхээр саадгүй дэлхийн цэнэглэх сүлжээгээр тодорхойлох болно.

Бүлэг 22: Ойролцоох нисгэгч (PP) болон хяналтын нисгэгч (CP) хэлхээний диаграммын нарийвчилсан шинжилгээ

CCS-ийн ард байгаа инженерчлэлийг үнэхээр үнэлэхийн тулд жолоодлогын шугамын эквивалент хэлхээг судлах шаардлагатай. Эдгээр шугамууд нь цэнэглэх системийн "мэдрэл" бөгөөд ил гарсан зүү дээр өндөр хүчдэл хэзээ ч байхгүй, холбогдсон үед тээврийн хэрэгсэл жолоодох боломжгүй гэдгийг баталгаажуулдаг.

Хяналтын нисгэгчийн (CP) хэлхээ

CP хэлхээ нь EVSE-ээс үүсгэсэн 1 кГц, $\pm 12V$ дохио юм. Тээврийн хэрэгслийн тал дээр хэлхээ нь диод болон тээврийн хэрэгсэл транзистор эсвэл реле ашиглан хэлхээнд шилжиж болох цуврал резисторуудаас ($R_1, R_2, R_3$) бүрдэнэ.

• Диодын зорилго:Диод нь PWM дохионы зөвхөн эерэг хэсэгт тээврийн хэрэгслийн резистор нөлөөлөхийг баталгаажуулдаг. Энэ нь PWM дохионы сөрөг хэсэгт тээврийн хэрэгслийн резисторын сүлжээнд гарсан алдаа гэнэт нөлөөлсөн тохиолдолд EVSE-д "газрын холболтын богино холболт"-ыг илрүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь EVSE-г гэмтсэн кабель эсвэл холбогчийг тэжээхээс сэргийлдэг чухал аюулгүй байдлын шалгалт юм.

Үүргийн мөчлөгийг унших

EVSE нь 1 кГц квадрат долгионы PWM ажлын мөчлөгт байгаа гүйдлийг кодчилдог бөгөөд тээврийн хэрэгсэл гол контакторуудыг хаахаас өмнө үүнийг тайлбарладаг:

• 5% ажлын мөчлөг:EVSE бэлэн биш байна—цэнэглэхийг зөвшөөрөхгүй (төлөв байдлын дохиололд ашиглагддаг).
• 10% ажлын мөчлөг:EVSE бэлэн, агааржуулалт шаардлагагүй (орчин үеийн битүүмжилсэн тогтмол гүйдлийн системийн стандарт төлөв).
• Ажлын мөчлөгийн 16-85%:Бэлэн гүйдэл нь ажлын мөчлөгтэй пропорциональ байна - жишээлбэл, 50% нь 50А хязгаарыг илэрхийлдэг бөгөөд энэ нь тээврийн хэрэгслийн суурилагдсан цэнэглэгчийг зөв татах боломжийг олгодог.
• Ажлын мөчлөгийн 90-97%:Агааржуулалт шаардлагатай (хуучин хар тугалганы хүчил) эсвэл тодорхой DC дохиолол гэх мэт тусгай төлөвүүдэд зориулагдсан.

CP системийн гоо үзэсгэлэн нь түүний эвдрэлээс хамгаалах тэгш бус байдал юм: хэрэв тээврийн хэрэгсэл хүчин төгөлдөр дөрвөлжин долгион харахгүй бол хамгийн мууг нь авч үзэж, цэнэглэхээс татгалздаг; хэрэв EVSE хүчин төгөлдөр хариу үйлдэл харахгүй бол асаахаас татгалздаг. Аль ч тал нь ажиллахаа больсон нь цэнэглэх хэсэг аюултайгаар эхэлж чадахгүй гэсэн үг юм.

Ойролцоох туршилтын (PP) хэлхээ

PP хэлхээ нь холбогчийн механик ухамсар юм. Энэ нь залгуурын дотор талд кабель бүрэн орсон эсэхийг хоёр талд нь мэдэгдэх, мөн холбогдсон кабельтай холдохоос сэргийлж энгийн резистор ашиглан газардуулдаг.

• Эсэргүүцлийн утга:150Ω резистор нь кабель тээврийн хэрэгсэлд залгагдсан боловч түгжээгүй байгааг илтгэнэ; 680Ω резистор нь кабель холбогдсон ба түгжигдсэн байгааг илтгэнэ; хэлхээг тайлах (резисторгүй) нь холбогч салгагдсан гэсэн үг юм. EVSE болон тээврийн хэрэгсэл эдгээр утгыг тасралтгүй уншдаг.
• Машинаар явахаас хамгаалах:Хэрэв тээврийн хэрэгслийн систем зогсоолын тоормосыг суллах үед 150Ω төлөвийг илрүүлбэл араагаа холбохыг зөвшөөрөхгүй. Хэрэв кабель түгжигдсэн (680Ω) бол цэнэглэх гүйдэл урсаж байх үед тээврийн хэрэгсэл холбогчийг суллахыг зөвшөөрөхгүй бөгөөд энэ нь "ажиллаж буй залгуурыг сугалах" аюулыг арилгана.
• Кабелийн илрэлт:DC систем дээр PP шугам нь EVSE нь өндөр хүчдэлийн контакторуудыг хаахаас өмнө цэнэглэгч кабелийг хоёр үзүүрт зөв байрлуулсан болохыг баталгаажуулдаг.

Бодит ертөнцөд нисгэгчид яагаад чухал вэ

CP болон PP хэлхээнүүд нь мянган ампер урсаж байсан ч цэнэглэх сесс аюулгүй байх шалтгаан болдог. Мөн сесс эхлэхгүй үед инженерүүд эдгээрийг хамгийн түрүүнд анхаарч үздэг: зэврэлттэй PP газардуулга, тасархай CP резистор эсвэл гэмтсэн чиглүүлэгчийн зүү нь "цэнэглэгч эхлэхгүй" гэсэн үйлчилгээний дуудлагын гайхалтай хувийг эзэлдэг. Эдгээр хэлхээг ойлгох нь нууцлаг алдааг 10 минутын оношлогоо болгон хувиргадаг.

Гол дүгнэлтүүд

• CP хэлхээ нь 1 кГц PWM дохиог дамжуулдаг бөгөөд түүний ажлын мөчлөг нь боломжтой гүйдлийг кодлодог; түүний диод дээр суурилсан загвар нь газартай богино холболтыг илрүүлэх боломжийг олгодог.
• PP хэлхээ нь кабелийн байгаа байдал болон түгжээний төлөвийг илрүүлэхийн тулд резисторын сүлжээг ашигладаг бөгөөд энэ нь хөтчөөс холдох хамгаалалт болон холбогч суудлын баталгаажуулалтыг өгдөг.
• Хоёр хэлхээ хоёулаа эвдрэлээс хамгаалагдсан: алга болсон эсвэл хүчингүй нисгэгчийн дохио нь өндөр хүчдэлийн контактор хаагдахаас өмнө сессийг зогсоодог.
• Нисгэгч шугамын алдаа нь цэнэглэгч асаах хамгийн түгээмэл алдаануудын нэг бөгөөд мультиметр болон энэхүү хэлхээний мэдлэг нь тэдгээрийн ихэнхийг хэдхэн минутын дотор шийддэг.

MIDA Power инженерүүдтэй холбогдож, хээрийн оношилгоонд зориулагдсан туршилтын хэлхээ бүхий CCS1/CCS2 цэнэглэгчтэй холбогдоно уу: тодорхой шошготой туршилтын цэгүүд, стандартчилагдсан алдааны кодууд, техникчдэд CP/PP алдааг олж засварлах зааварчилгаа өгдөг үйлчилгээний баримт бичиг. Техникийн баримт бичиг, сургалтын дэмжлэг, бүтээгдэхүүний үзүүлэлтүүдийн талаар бидэнтэй холбогдоно уу.