अमेरिकी मानक चार्जिङ पाइल प्रमाणीकरण (III) - एसी पाइलहरूको डिजाइन विवरण (इनपुट लाइनको अगाडिको छेउ र आउटपुट गन हेड)

उत्पादन सिद्धान्तहरूको दृष्टिकोणबाट, अमेरिकी मानक एसी चार्जिङ स्टेशनहरू राष्ट्रिय र युरोपेली मापदण्डहरू भन्दा फरक छैनन् - तिनीहरू दुवै ठूला विद्युतीय स्विचहरूको रूपमा काम गर्छन्, जसले ग्रिडबाट गाडीमा रहेको अनबोर्ड चार्जर (OBC) मा AC पावर सञ्चालन गर्छन्, जसले त्यसपछि पावर ब्याट्री चार्ज गर्न AC पावरलाई DC पावरमा रूपान्तरण गर्दछ।

यद्यपि तिनीहरू सामान्यतया उस्तै छन्, राष्ट्रिय र युरोपेली मापदण्डहरूको तुलनामा धेरै विवरणहरूमा अझै पनि महत्त्वपूर्ण भिन्नताहरू छन्। अन्यथा, कुनै पनि परिमार्जन बिना संयुक्त राज्य अमेरिकामा तिनीहरूलाई सिधै बेच्न धेरै सुविधाजनक हुनेछ।

(१)

उत्तर अमेरिकी एसी चार्जिङ स्टेशनहरूको इनपुट लाइनहरूको बारेमा छलफल गर्नु अघि, पहिले संयुक्त राज्य अमेरिकाको एसी पावर ग्रिडको भोल्टेज प्रणालीको परिचय दिऔं।

विश्वका अधिकांश देशहरूको पावर ग्रिड प्रणालीहरू युरोप (उपनिवेशवाद र युद्ध) सँग मिल्दोजुल्दो छन्, अर्थात्, सामान्य घरायसी भोल्टेज २२०V~२३०Vac ५०Hz छ, र औद्योगिक तीन-चरण भोल्टेज ३८०~४००Vac ५०Hz छ। यो स्पष्ट छ कि औद्योगिक बिजुलीको भोल्टेज घरायसी भोल्टेजको मूलको तीन गुणा हो - लाइन भोल्टेज र चरण भोल्टेज बीचको भिन्नता।

संयुक्त राज्य अमेरिकामा भोल्टेज प्रणाली अद्वितीय छ, मुख्यधारा घरायसी भोल्टेज १२०V/२४०V ६०Hz र औद्योगिक प्रयोगको लागि मुख्यधारा औद्योगिक भोल्टेज ४८०V/२७७Vac ६०Hz छ। व्यावसायिक वा उच्च-घनत्व आवासीय उद्देश्यका लागि प्रयोग हुने भोल्टेज १२०V/२०८Vac ६०Hz छ, जबकि केही ठूला भारी उद्योगहरूको लागि यो ३४७/६००Vac ६०Hz छ।

के तपाईं पनि छक्क पर्नुभएको छ कि संयुक्त राज्य अमेरिकामा भोल्टेज प्रणाली किन यति अराजक छ?

११० भोल्टेज भोल्टेजको प्रयोग एडिसनबाट सुरु भएको हो। यो एडिसन नै हुन्, जसले बत्तीको बल्ब आविष्कार गरेका थिए। धेरै प्रयोग र तुलना पछि, उनले पत्ता लगाए कि भोल्टेज ११० भोल्ट हुँदा बत्तीको बल्बमा सबैभन्दा बढी चमक र सबैभन्दा लामो सेवा जीवन हुन्छ। त्यसैले, १८८२ मा, एडिसनले संयुक्त राज्य अमेरिकाको पहिलो व्यावसायिक डीसी पावर प्लान्ट, पर्ल स्ट्रिट पावर स्टेशनमा आधिकारिक रूपमा ११० भोल्ट डीसी बिजुली बजारमा ल्याए।

तर हामी सबैलाई थाहा छ कि प्रत्यक्ष धाराको एउटा प्रमुख कमजोरी छ, जुन लामो दूरीको प्रसारणको समयमा गम्भीर ताप हानि हो, जसले धेरै विद्युतीय ऊर्जा खेर फाल्छ। लामो दूरीको प्रसारणको समयमा अत्यधिक ऊर्जा हानिबाट बच्नको लागि, निकोला टेस्लाले आफ्नो वैकल्पिक धार (AC) प्रणाली प्रस्तुत गरे। यद्यपि वैकल्पिक धारले अन्ततः प्रत्यक्ष धारलाई पराजित गर्‍यो, त्यस समयमा अमेरिकी घरपरिवार र कारखानाहरूमा 110V मा समर्पित हजारौं उपकरणहरू पहिले नै स्थापना भइसकेका थिए।

वैकल्पिक धारा युगमा सहज संक्रमणको लागि, टेस्लाले एउटा सम्झौता गर्‍यो: उनले वैकल्पिक धारा घरायसी भोल्टेजलाई ११०V मा पनि सेट गरे। यसले अवस्थित प्रयोगकर्ताहरूको उपकरण लगानीलाई मात्र सुरक्षित गरेन, तर उच्च-भोल्टेज वैकल्पिक धारा (जुन त्यस समयमा मानव स्वास्थ्यको लागि बढी हानिकारक मानिन्थ्यो) को जनताको डरलाई पनि हटायो।

त्यसकारण, संयुक्त राज्य अमेरिकामा ११०V AC पावर अपनाउनु भनेको ११०V DC पावरलाई समायोजन गर्ने उत्पादन हो।

विद्युतीय युगको आगमनसँगै, इन्जिनियरहरूले बिस्तारै महसुस गरे कि युरोपमा पछि २२०V/२४०V भोल्टेज अपनाइएको तुलनामा, संयुक्त राज्य अमेरिकामा ११०V प्रणालीले उच्च-शक्तिको बिजुली प्रसारण गर्दा बढी नोक्सान भोग्नुपरेको थियो र तताउनबाट बच्न बाक्लो तामाको तारहरू आवश्यक पर्थ्यो। तर यदि हामीले व्यापक रूपमा २२०Vac मा स्तरोन्नति गर्यौं भने, लागत धेरै उच्च हुन्छ। संयुक्त राज्य अमेरिकाभरि लाखौं घरपरिवारमा उपकरणहरू, सकेटहरू, फ्यूजहरू, र सम्पूर्ण शहरको वितरण नेटवर्क पनि सबै ११०V अनुसार डिजाइन गरिएको छ।

यसै कारणले गर्दा, संयुक्त राज्य अमेरिकाका विद्युतीय इन्जिनियरहरूले एक अत्यन्तै बुद्धिमान "माटो विधि" - स्प्लिट फेज प्रविधि आविष्कार गरेका छन्।

लाइभ तार र बीचमा रहेको न्यूट्रल तारको बीचमा, ११०V/१२०V को भोल्टेज बनाइन्छ, जुन विशेष गरी मोबाइल फोन, टेलिभिजन र बत्ती बल्बहरू (सुरक्षित र छुँदा तातो नहुने) जस्ता साना घरायसी उपकरणहरूको लागि डिजाइन गरिएको हो।

जब दुई जीवित तारहरू एकसाथ राखिन्छन्, तिनीहरू तुरुन्तै २२०V/२४०V मा परिणत हुन्छन्, विशेष गरी एयर कन्डिसनर, इलेक्ट्रिक वाटर हीटर र ड्रायरहरू (उच्च दक्षता र कम तार खपतको साथ) जस्ता "विद्युतीय बाघहरू" को लागि डिजाइन गरिएको।

१२०Vac र २४०Vac को उत्पत्ति बुझिसकेपछि, २०८Vac को उत्पत्ति पनि बुझ्न सजिलो छ। २०८V भनेको १२०V को लाइन भोल्टेज हो (मूलको तीन गुणा)।

(२)

संयुक्त राज्य अमेरिकाको भोल्टेज प्रणाली बुझिसकेपछि, अब अमेरिकी एसी पाइलको इनपुट भोल्टेजलाई हेरौं।

संयुक्त राज्य अमेरिकामा प्रयोग हुने साधारण एसी चार्जिङ स्टेशनहरूको लागि तीन प्रकारको भोल्टेज हुन्छ, अर्थात् १२०V, २०८V, र २४०Vac। ​​मूलतः, पाइल कम्पनीहरूको पदोन्नति उनीहरूले समर्थन गर्ने भोल्टेज ब्यान्डहरूमा आधारित हुनेछ, ११०~१२०Vac वा २००V~२४०Vac।

यो ध्यान दिनुपर्छ कि २०८V इनपुट भएको चार्जिङ स्टेशन पनि सिंगल-फेज इनपुट हो, १६ किलोवाट वा २२ किलोवाट होइन किनकि हामी यसलाई युरोपेली थ्री-फेज फाइभ वायर इनपुट जस्तै बुझ्छौं। यद्यपि, संयुक्त राज्य अमेरिकामा धेरै कम थ्री-फेज इनपुट चार्जिङ स्टेशनहरू छन् जुन बजार वरिपरि खोजिएका छन् तर अहिलेसम्म फेला परेका छैनन्।

ती मध्ये, ११०~१२०Vac एक नियमित प्लग जडान हो जसले १६A को अधिकतम वर्तमान इनपुटलाई समर्थन गर्न सक्छ।

२००V~२४०Vac (२०८Vac वा २४०Vac) इनपुट भएका AC चार्जिङ स्टेशनहरूको लागि, इनपुट लाइनको अगाडिको भाग प्लग वा केबल टर्मिनलको रूपमा हुन सक्छ। संयुक्त राज्य अमेरिकामा २४०Vac इनपुट भएको "उच्च भोल्टेज" सकेट (चार तारहरू मिलेर बनेको: दुई लाइभ तार, एउटा न्यूट्रल तार, र एउटा ग्राउन्ड तार) एक पेशेवर इलेक्ट्रीशियनद्वारा पूरा गर्नुपर्छ।

खैर, २४०Vac AC चार्जिङ स्टेशनको इनपुट प्लग जडान गर्ने सकेटले NEMA14-50 को आवश्यकताहरू पूरा गर्नुपर्छ। यसको अधिकतम बोक्ने धारा ५०A हो। अमेरिकी विद्युतीय स्थापना मानक NFPA ७० को आवश्यकताहरू अनुसार, विद्युतीय उपकरणहरूले प्रयोग गर्ने अधिकतम धारा मूल्याङ्कन गरिएको सकेटको ८०% भन्दा बढी हुनु हुँदैन। त्यसैले, प्लग भएको २४०V इनपुट AC चार्जिङ स्टेशनको अधिकतम धारा ४०A मात्र पुग्न सक्छ, जसको पावर ९.६kW हुन्छ।

(३)

अमेरिकी मानक एसी चार्जिङ स्टेशनको इनपुट साइडको आवश्यकताहरू छलफल गरेपछि, शेल छोडेर सिधै आउटपुट साइड हेरौं।

कम्युनिकेसन चार्जिङ स्टेशनको आउटपुट साइड धेरै सरल छ, केवल बन्दुक होल्डर र बन्दुक होल्डरसँग मिल्ने बन्दुक केबल।

यदि तपाईंले संयुक्त राज्य अमेरिकाको सञ्चार स्टेशनको वेबसाइट ब्राउज गर्नुभयो भने, तपाईंले कुनै पनि चार्जिङ स्टेशनले दुई प्रकारका बन्दुक सकेटहरू प्रदान गर्ने पाउनुहुनेछ, अर्थात् SAE J1772 लाई पूरा गर्ने TYPE1 इन्टरफेस र Tesla SAE J3400 लाई पूरा गर्ने NACS इन्टरफेस।

दुई इन्टरफेस भएको बन्दुकको टाउको र बन्दुक धारकको विशिष्ट संरचना र आकार विवरण सम्बन्धित मापदण्डहरूमा पाउन सकिन्छ।

आन्तरिक रूपमा, टेस्लाको NACS इन्टरफेस र SAE J १७७२ को TYPE1 इन्टरफेस बीच कुनै भिन्नता छैन, दुबैमा पाँच तारहरू छन् - L/N/PE/CP/PP। अवश्य पनि, टेस्लाको डिजाइन धेरै चलाख छ, DC र AC दुवै इन्टरफेसहरू एउटै सेटमा छन्।

उत्तर अमेरिकी सञ्चार पाइल बजारको सन्दर्भमा, आउटपुट चार्जिङ इन्टरफेस पुरानो जमानाको TYPE1 इन्टरफेसबाट NACS इन्टरफेसमा परिवर्तन हुँदैछ, र भविष्यमा धेरै भन्दा धेरै कारहरूले टेस्ला इन्टरफेसहरूलाई समर्थन गर्न छनौट गर्नेछन्। TYPE1 इन्टरफेसहरूले सुसज्जित प्रारम्भिक AC चार्जिङ स्टेशनहरूले नयाँ NACS चार्ज गर्न असमर्थ थिए।

अवश्य पनि, धेरै चिन्ता लिनु पर्दैन, बजारमा प्रशस्त एडेप्टरहरू छन् जसले तपाईंलाई मद्दत गर्न सक्छन्।

युरोपेली मानक IEC 61851-1:2017 मा गन हेड एडेप्टरहरू कडाइका साथ निषेधित छन्, तर संयुक्त राज्य अमेरिकामा UL 2594 मा त्यस्ता खण्डहरू पाइँदैनन्। यो कानूनद्वारा निषेधित छैन, यसलाई सिधै प्रयोग गर्नुहोस्।

अमेरिकी मानक एसी चार्जिङ स्टेशनको इनपुट र आउटपुट पक्षहरूको लागि यति मात्र हो। अर्को लेखमा, हामी "आवास" को डिजाइन विवरणहरू साझा गर्नेछौं।