Sertipikasyon ng American standard charging pile (III) – Mga detalye ng disenyo ng mga AC pile (harap na dulo ng input line at output gun head)

Mula sa perspektibo ng mga prinsipyo ng produkto, ang mga American standard AC charging station ay hindi naiiba sa mga pambansa at European na pamantayan – pareho silang nagsisilbing malalaking electrical switch, na nagdadala ng AC power mula sa grid patungo sa onboard charger (OBC) sa sasakyan, na pagkatapos ay nagko-convert ng AC power sa DC power upang i-charge ang power battery.

Bagama't sa pangkalahatan ay pareho ang mga ito, mayroon pa ring mga makabuluhang pagkakaiba sa maraming detalye kumpara sa mga pambansa at pamantayang Europeo. Kung hindi, magiging napakadali na direktang ibenta ang mga ito sa Estados Unidos nang walang anumang pagbabago.

(1)

Bago talakayin ang mga linya ng input ng mga istasyon ng pag-charge ng AC sa Hilagang Amerika, ating ipakilala muna ang sistema ng boltahe ng grid ng kuryente ng AC sa Estados Unidos.

Ang mga sistema ng grid ng kuryente sa karamihan ng mga bansa sa mundo ay nakahanay sa mga sistema ng Europa (kolonyalismo at digmaan), ibig sabihin, ang normal na boltahe ng sambahayan ay 220V~230Vac 50Hz, at ang industriyal na three-phase na boltahe ay 380~400Vac 50Hz. Malinaw na ang boltahe ng industriyal na kuryente ay tatlong beses ang ugat ng boltahe ng sambahayan – ang pagkakaiba sa pagitan ng boltahe ng linya at boltahe ng phase.

Ang sistema ng boltahe sa Estados Unidos ay natatangi, kung saan ang pangunahing boltahe ng sambahayan ay 120V/240V 60Hz at ang pangunahing boltahe ng industriya ay 480V/277Vac 60Hz para sa pang-industriya na paggamit. Ang boltahe na ginagamit para sa komersyal o mataas na densidad na residensyal na layunin ay 120V/208Vac 60Hz, habang para sa ilang malalaking mabibigat na industriya ito ay 347/600Vac 60Hz.

Nagtataka ka rin ba kung bakit napakagulo ng sistema ng boltahe sa Estados Unidos.

Ang paggamit ng 110V na boltahe ay nagmula kay Edison. Si Edison, na kilala sa pag-imbento ng bumbilya, ay natuklasan na ang bumbilya ang may pinakamataas na kahusayan sa liwanag at pinakamahabang buhay ng serbisyo kapag ang boltahe ay 110V. Kaya, noong 1882, opisyal na ipinakilala ni Edison ang 110V DC na kuryente sa merkado sa Pearl Street Power Station, ang unang komersyal na DC power plant sa Estados Unidos.

Ngunit alam nating lahat na ang direktang kuryente ay may malaking disbentaha, na siyang matinding pagkawala ng init habang nagpapadala sa malayong distansya, na nagsasayang ng maraming enerhiyang elektrikal. Upang maiwasan ang labis na pagkawala ng enerhiya habang nagpapadala sa malayong distansya, ipinakilala ni Nikola Tesla ang kanyang alternating current (AC) system. Bagama't kalaunan ay natalo ng alternating current ang direktang kuryente, libu-libong mga kagamitan at aparato na nakalaan para sa 110V ang na-install na sa mga kabahayan at pabrika sa Amerika noong panahong iyon.

Upang mapadali ang maayos na paglipat sa panahon ng alternating current, gumawa ng kompromiso si Tesla: itinakda rin niya ang boltahe ng alternating current sa bahay sa 110V. Hindi lamang nito pinoprotektahan ang pamumuhunan sa kagamitan ng mga kasalukuyang gumagamit, kundi inalis din nito ang takot ng publiko sa high-voltage alternating current (na malawakang pinaniniwalaang mas nakakapinsala sa kalusugan ng tao noong panahong iyon).

Samakatuwid, ang pag-aampon ng 110V AC na kuryente sa Estados Unidos ay produkto ng pagtanggap sa 110V DC na kuryente.

Sa pagdating ng panahon ng kuryente, unti-unting napagtanto ng mga inhinyero na kumpara sa kalaunang pag-aampon ng 220V/240V na boltahe sa Europa, ang 110V system sa Estados Unidos ay dumanas ng mas malaking pagkalugi kapag nagpapadala ng mataas na lakas na kuryente at nangailangan ng mas makapal na mga alambreng tanso upang maiwasan ang pag-init. Ngunit kung ia-upgrade natin sa 220Vac nang komprehensibo, napakataas ng gastos. Ang mga appliances, saksakan, piyus, at maging ang buong network ng distribusyon ng lungsod sa milyun-milyong kabahayan sa buong Estados Unidos ay pawang dinisenyo ayon sa 110V.

Dahil dito, ang mga electrical engineer sa Estados Unidos ay nakaimbento ng isang napakatalinong "soil method" – ang teknolohiyang split phase.

Sa pagitan ng live wire at ng neutral wire sa gitna, nabubuo ang boltaheng 110V/120V, na partikular na idinisenyo para sa maliliit na kagamitan sa bahay tulad ng mga mobile phone, telebisyon, at mga bumbilya (ligtas at hindi mainit sa paghawak).

Kapag pinagdikit ang dalawang live wire, agad itong nagiging 220V/240V, na partikular na idinisenyo para sa mga "electric tiger" tulad ng mga air conditioner, electric water heater, at dryer (na may mataas na kahusayan at mababang konsumo ng wire).

Dahil naunawaan na ang pinagmulan ng 120Vac at 240Vac, madali ring maunawaan ang pinagmulan ng 208Vac. Ang 208V ay ang boltahe ng linya ng 120V (tatlong beses ang ugat).

(II)

Matapos maunawaan ang sistema ng boltahe sa Estados Unidos, tingnan natin ngayon ang input voltage ng American AC pile.

May tatlong uri ng boltahe para sa mga ordinaryong AC charging station na ginagamit sa Estados Unidos, ito ay 120V, 208V, at 240Vac. Sa madaling salita, ang pag-promote ng mga kompanya ng pile ay ibabatay sa mga voltage band na sinusuportahan nila, 110~120Vac o 200V~240Vac.

Dapat tandaan na ang charging station na may 208V input ay single-phase input din, hindi 16kw o 22kw gaya ng pagkakaintindi natin dito na katulad ng European three-phase five wire input. Gayunpaman, kakaunti lamang ang mga three-phase input charging station sa Estados Unidos na hinanap na sa merkado ngunit hindi pa rin natagpuan.

Kabilang sa mga ito, ang 110~120Vac ay isang regular na konektor na kayang sumuporta sa maximum na input ng kuryente na 16A.

Para sa mga AC charging station na may 200V~240Vac (208Vac o 240Vac) input, ang harapang bahagi ng input line ay maaaring nasa anyo ng isang plug o cable terminal. Ang "high voltage" socket na may 240Vac input sa Estados Unidos (na binubuo ng apat na wire: dalawang live wire, isang neutral wire, at isang ground wire) ay kailangang kumpletuhin ng isang propesyonal na electrician.

Siya nga pala, ang saksakan para sa pagkonekta ng input plug ng 240Vac AC charging station ay dapat sumunod sa mga kinakailangan ng NEMA14-50. Ang pinakamataas na dala nitong kuryente ay 50A. Ayon sa mga kinakailangan ng American Electrical Installation Standard NFPA 70, ang pinakamataas na kuryenteng ginagamit ng mga kagamitang elektrikal ay hindi dapat lumagpas sa 80% ng rated na saksakan. Kaya, ang pinakamataas na kuryente ng isang 240V input AC charging station na may plug ay maaari lamang umabot sa 40A, na may lakas na 9.6kW.

(3)

Matapos talakayin ang mga kinakailangan para sa input side ng American standard AC charging station, laktawan na natin ang shell at tingnan nang direkta ang output side.

Napakasimple lang ng output side ng communication charging station, ang gun holder lang at ang gun cable na tumutugma sa gun holder.

Kung titingnan mo ang website ng istasyon ng komunikasyon sa Estados Unidos, makikita mo na ang anumang istasyon ng pag-charge ay may dalawang uri ng mga saksakan ng baril, ang TYPE1 interface na nakakatugon sa SAE J1772 at ang NACS interface na nakakatugon sa Tesla SAE J3400.

Ang mga detalye ng espesipikong istruktura at laki ng ulo ng baril at lalagyan ng baril na may dalawang interface ay matatagpuan sa mga kaukulang pamantayan.

Sa loob, walang pagkakaiba sa pagitan ng NACS interface ng Tesla at ng TYPE1 interface ng SAE J 1772, na parehong binubuo ng limang wire – L/N/PE/CP/PP. Siyempre, napakatalino ng disenyo ng Tesla, kung saan parehong iisa ang DC at AC interface.

Sa merkado ng communication pile sa Hilagang Amerika, ang output charging interface ay lumilipat mula sa luma at tradisyonal na TYPE1 interface patungo sa NACS interface, at parami nang parami ang mga sasakyan na pipiliing suportahan ang mga Tesla interface sa hinaharap. Ang mga naunang AC charging station na may mga TYPE1 interface ay hindi nakapag-charge ng bagong NACS.

Siyempre, hindi mo kailangang mag-alala nang labis, maraming adapter sa merkado na makakatulong sa iyo.

Mahigpit na ipinagbabawal ang mga adapter ng ulo ng baril sa pamantayang European na IEC 61851-1:2017, ngunit ang mga naturang sugnay ay wala sa UL 2594 sa Estados Unidos. Hindi ito ipinagbabawal ng batas, gamitin lamang ito nang direkta.

Iyan lang ang tungkol sa mga input at output side ng American standard AC charging station. Sa susunod na artikulo, ibabahagi namin ang mga detalye ng disenyo ng "pabahay".