טיף אריינטונקען אין CCS1 קעגן CCS2 סטאַנדאַרדן: קאָמוניקאַציע פּראָטאָקאָלן און NACS אינטעגראַציע

דעשיפרירן דעם גלאבאלן טשאַרדזשינג פּאַראַדאָקס: א מולטי-דימענסיאָנאַלער טעכנישער טיפער אַרײַנטאָן אין CCS1 קעגן CCS2 סטאַנדאַרדן, פיזישע שיכט קאָמוניקאַציע פּראָטאָקאָלן, איזאָלאַציע מאָניטאָרינג אַרכיטעקטורן, און די געאָפּאָליטישע פֿאַרשייבונג צו NACS אינטעגראַציע

קאפיטל 1: הקדמה: די לאַנדשאַפט פון גלאבאלע עלעקטריפיקאַציע און די סטאַנדאַרד מלחמה

די גלאבאלע אויטאמאטיוו אינדוסטריע נאַוויגירט איצט איינע פון ​​די מערסט באַדייטנדיקע טעכנאָלאָגישע דרייפּונקטן אין איר יאָרהונדערט-לאַנגער געשיכטע: דער איבערגאַנג פון אינערלעכע פֿאַרברענונג מאָטאָרן (ICE) צו עלעקטרישע וועהיקלעס (EV). כאָטש די כעמיע פון ​​ליטיום-יאָן באַטעריעס און די עפעקטיווקייט פון סיליקאָן קאַרבייד (SiC) ינווערטערס כאַפּן אָפט די כעדליינז, איז דער אומבאַזונגענער העלד - און אָפטער האַלדזבאַנד - פון דער רעוואָלוציע די טשאַרדזשינג צובינד.

דער טשאַרדזשינג סטאַנדאַרט איז די נאָבל שנור פון די EV עקאָסיסטעם. עס איז נישט בלויז אַ פּלאָג און אַ סאָקעט; עס איז אַ סאָפיסטיקירט סיסטעם פון הויך-וואָולטידזש מאַכט עלעקטראָניק, דיגיטאַל קאָמוניקאַציע פּראָטאָקאָלן און זיכערהייט ינטערלאַקז. הייַנט, די וועלט איז בפֿרט צעטיילט אין צוויי לאַגערן פון די קאַמביינד טשאַרדזשינג סיסטעם (CCS): CCS1 (געוויינטלעך אין צפון אַמעריקע און קארעע) און CCS2 (געוויינטלעך אין אייראָפּע און רובֿ אנדערע מקומות).

אבער, די דאזיגע בינערישע צעטיילונג ווערט צעשטערט. דער אויפשטייג פון דעם נארט אמעריקאנער טשאַרדזשינג סטאַנדאַרט (NACS), לעצטנס קאָדירט ווי SAE J3400, האט געשיקט שאָקכוואַליעס דורך דער אינדוסטריע, און געסטראשעט צו מאַכן CCS1 אַלטמאָדיש אין זיין היים מאַרק. דערווייל, די קאָמפּלעקסיטעטן פון CCS2 פאָרזעצן צו אַנטוויקלען זיך מיט דער אימפּלעמענטאַציע פון ​​ISO 15118-20, וואָס ערמעגליכט פֿעיִקייטן ווי Plug & Charge און Vehicle-to-Grid (V2G).

דער אַרטיקל גיט אַן אויספֿירלעכע, 360-גראַד טעכנישע אַנאַליז פֿון CCS1 און CCS2. מיר וועלן אויספֿאָרשן זייערע מעכאַנישע אונטערשיידן, די אונטערלייגנדיקע סיגנאַל לאָגיק פֿון פּולס ברייט מאָדולאַציע (PWM) און פּאַוער ליניע קאָמוניקאַציע (PLC), די קריטישע זיכערהייט פֿונקציע פֿון אינסולאַציע מאָניטאָרינג דעוויסעס (IMD), און די קאָמפּלעקסע געאָפּאָליטישע און צושטעל קייט כוחות וואָס האָבן געפֿאָרעמט די סטאַנדאַרדן. מיר וועלן אויך אויספֿאָרשן די ינטעראָפּעראַביליטי טשאַלאַנדזשיז וואָס פּלאָגן עפֿנטלעכע טשאַרדזשינג נעטוואָרקס און די הויך-סטייקס לעגאַל סביבה אַרום די נוצן פֿון דריט-פּאַרטיי אַדאַפּטערז.

קאפיטל 2: עוואלוציאנערע ווארצלען: SAE J1772 קעגן IEC 62196-2 און דער וועג צו CCS

כדי צו פֿאַרשטיין די קאָמבינירטע טשאַרדזשינג סיסטעם, מוז מען ערשט קוקן אויף די AC טשאַרדזשינג סטאַנדאַרדן וואָס זענען געקומען פֿאַר זיי. CCS איז אין עסענץ אַן "צוגאב" צו עקזיסטירנדיקע AC פּלאַגז, דעריבער דער נאָמען "קאָמבינירטע".

די געבורט פון טיפ 1 (SAE J1772)

אין די פריע 2000ער יארן, האט די סאסייעטי אף אויטאמאטיוו אינזשענירן (SAE) אין די פאראייניגטע שטאטן אנטוויקלט דעם J1772 סטאנדארט. דער פיזישער קאנעקטאר, אפט באצייכנט אלס דער יאזאקי פלאג אדער טיפ 1, איז געווען דיזיינט פאר איין-פאזע AC טשאַרדזשינג. עס האט געהאט פינף פּינס: L1 (ליניע 1), N (נייטראל), PE (פּראַטעקטיוו ערד), CP (קאָנטראָל פּילאָט), און PP (פּראָקסימיטי פּילאָט).

טיפ 1 איז געווען אָפּטימיזירט פֿאַר די נאָרד אַמעריקאַנער עלעקטריציטעט גריד, וואו רעזידענטשאַל עלעקטריע איז טיפּיש 120V אָדער 240V איין-פאַסע. דער מעכאַנישער פּלאַן האָט אַרייַנגענומען אַ מאַנועלע גראָבער פינגער-לאַטש צו באַפֿעסטיקן דעם קאַנעקטער צום פֿאָרמיטל און אַ מיקראָסוויטש צו סיגנאַלירן דעם אָנהייב און סוף פֿון דער טשאַרדזשינג סעסיע.

דער אויפשטייג פון טיפ 2 (IEC 62196-2)

גלייכצייטיג, האט די אינטערנאציאנאלע עלעקטראטעכנישע קאמיסיע (IEC) אין אייראפע געארבעט אויף א סטאנדארט וואס איז פאסיג פארן אייראפעאישן גריד, וואס שטיצט דריי-פאזישע וועקסלשטראם. דער רעזולטאט איז געווען דער מענעקס שטעק, אדער טיפ 2, קאדיפיצירט אונטער IEC 62196-2.

אנדערש ווי טיפ 1, איז טיפ 2 א זיבן-שטיפטיגער קאנעקטאר: L1, L2, L3, N, PE, CP, און PP. דורך שטיצן דריי פאזעס, קען טיפ 2 צושטעלן ביז 22 קוו פון AC מאכט (32A ביי 400V), משא"כ טיפ 1 איז בכלל געווען באגרענעצט צו 7.4 קוו אדער 19.2 קוו אין זעלטענע הויך-קראַנט קאנפיגוראציעס. דערצו, האט טיפ 2 זיך אוועקגערוקט פון די מאנועלע לאטש, און האט אויסגעקליבן אן עלעקטראנישן שלאס-סעלענאיד אינעווייניג פון די אויטא אריינגאנג.

די "קאָמבאָ" לייזונג

ווי די פאָדערונג פֿאַר שנעל טשאַרדזשינג איז געוואַקסן, האָבן אינזשענירן זיך אָנגעשטויסן מיט אַ דילעמע: ווי צו לייגן צו הויך-מאַכט גלייכשטראָם טשאַרדזשינג אָן צו דאַרפן אַ צווייטן, באַזונדערן פּאָרט אויף דעם פאָרמיטל? די לייזונג איז געווען די קאָמבינירטע טשאַרדזשינג סיסטעם.

• CCS1 (קאָמבאָ 1):נעמט דעם טיפ 1 AC קאַנעקטאָר און לייגט צו צוויי מאַסיווע DC מאַכט פּינס (DC+ און DC-) אונטער אים.
• CCS2 (קאָמבאָ 2):נעמט דעם טיפ 2 AC קאַנעקטאָר און לייגט צו די זעלבע צוויי DC מאַכט פּינס אונטער אים.

אין ביידע פעלער, ווערן די עקזיסטירנדע קאנטראל פּילאָט (CP) און פּראַטעקטיוו ערד (PE) פּינס ווידערגענוצט פֿאַר די DC האַנדשעיק, וואָס זיכערט אַ מדרגה פון צוריקווערטיק קאַמפּאַטאַבילאַטי און רעדוצירט די קאָמפּלעקסיטי פון די פאָרמיטל'ס אינערלעכע וויירינג.

קאפיטל 3: טיפע איבערבליק פון פיזישע ארכיטעקטור: מעכאנישע פלאן און פּינאוטס פון קאָמבאָ 1 קעגן קאָמבאָ 2

די פיזישע אונטערשיידן צווישן CCS1 און CCS2 זענען נישט בלויז עסטעטיש; זיי שפּיגלען אָפּ גרונטלעכע אונטערשיידן אין גריד אינפראַסטרוקטור און זיכערהייט פילאָסאָפֿיעס.

CCS1 (SAE J1772 קאָמבאָ)

דער CCS1 קאַנעקטער איז כאַראַקטעריזירט דורך זיין "קייַלעכיק שפּיץ" פּלאַן געירשנט פון J1772.

• פּין קאָנפיגוראַציע:5 פּינס אויף דער אויבערשטער זייט (L1, N, PE, CP, PP) און 2 גרויסע פּינס אויף דער אונטערשטער זייט (DC+, DC-).
• לאַטשינג מעקאַניזאַם:CCS1 פֿאַרלאָזט זיך אויף אַ מעכאַנישן לאַטש אויף דער האַנטל. דער באַניצער דריקט אַ קנעפּל צו באַפֿרײַען דעם פּלאָג. דיזײַן איז קריטיקירט געוואָרן פֿאַר זײַן נוטה צו ברעכן און דערלויבן באַניצער צו ציען דעם פּלאָג בשעת דער שטראָם פֿליסט נאָך (כאָטש דער CP סיגנאַל איז דיזיינד צו אָפּשטעלן דעם שטראָם גלייך נאָכן באַפֿרײַען דעם לאַטש).
• קילן:מאָדערנע אולטראַ-שנעלע CCS1 טשאַרדזשערס (350 kW+) נוצן פליסיק-געקילטע קייבלען, וואו דער קילמיטל צירקולירט אַרום די DC קאָנדוקטאָרן און מאַנטשמאָל די פּינס אַליין, כּדי צו פאַרמייַדן איבערהיצונג בעת הויך-קראַנט (500A+) סעסיעס.

CCS2 (IEC 62196-3 קאָמבאָ)

דער CCS2 קאַנעקטער ניצט דעם "פלאַט-סיידאַד" פּלאַן פון טיפּ 2.

• פּין קאָנפיגוראַציע:7 פּינס אויף דער אויבערשטער זייט (L1, L2, L3, N, PE, CP, PP) און 2 גרויסע פּינס אויף דער אונטערשטער זייט (DC+, DC-).
• לאַטשינג מעקאַניזאַם:CCS2 ווערט שטענדיק עלעקטראניש פארשלאסן דורך דעם אויטא. עס איז נישטא קיין קנעפל אויפן האנטל. דאס ווערט בכלל באטראכט אלס שטארקער און זיכערער, ​​ווייל דאס אויטא האט פולשטענדיגע קאנטראל איבער ווען דער קאנעקטאר קען ווערן ארויסגענומען.
• גריד קאָמפּאַטאַביליטי:ווייל CCS2 אנטהאלט פּינס פאר L2 און L3, קען א CCS2-אויסגעשטאט אויטא אויסנוצן די פולע נוצן פון דריי-פאזע AC טשאַרדזשינג אין שטוב אדער ביי דער ארבעט, מאכנדיג עס באדייטנד מער ווערסאַטיל אין אייראפעאישע און אזיאטישע מארקפלעצער.

פאַרגלייַך טאַבעלע: CCS1 קעגן CCS2 גשמיות ספּעקס

קאפיטל 4: קאנטראל סיגנאל לאגיק: PWM (פולס ברייט מאדולאציע) און די פונדאמענטאלע הענדשעיק

איידער קיין הויך-וואָולטידזש עלעקטראָנען פליסן, מוזן די עלעקטרישע פאָרמיטל צושטעל עקוויפּמענט (EVSE) און די עלעקטרישע פאָרמיטל (EV) דורכפירן אַ נידעריק-וואָולטידזש האַנדשעיק. דער פּראָצעס ווערט רעגירט דורך צוויי שיכטן פון קאָמוניקאַציע: די אַלטע PWM סיגנאַל און די מאָדערנע PLC סיגנאַל.

דער PWM סיגנאַל (IEC 61851-1)

די קאָנטראָל פּילאָט (CP) ליניע ניצט אַ 12V פּולס ברייט מאָדולאַציע (PWM) סיגנאַל ביי 1 kHz צו קאָמוניקירן גרונטלעכע שטאַטן. דאָס איז אַ ראָבוסטע, אַנאַלאָג מעטאָדע וואָס איז געווען די יסוד פון EV טשאַרדזשינג פֿאַר איבער אַ יאָרצענדלינג.

• שטאַט א (12V):קיין אויטאָ איז נישט פארבונדן.
• שטאַט ב (9V):אויטאָ פארבונדן, נישט גרייט צו לאָדן.
• שטאַט C (6V):אויטאָ פארבונדן און גרייט צו לאָדן (ווענטילאַציע נישט נויטיק).
• שטאַט ד (3V):אויטאָ פארבונדן און גרייט צו לאָדן (ווענטילאַציע פארלאנגט).
• דוטי ציקל:דער פּראָצענט פון דער "אָן" צייט פון דעם 1 kHz סיגנאַל זאָגט דעם פאָרמיטל דעם מאַקסימום קראַנט וואָס די EVSE קען צושטעלן. למשל, אַ 25% דוטי ציקל קען רעפּרעזענטירן 15 אַמפּער.

דער איבערגאַנג צו די סי

פֿאַר AC טשאַרדזשינג, איז דער PWM סיגנאַל גענוג. אָבער, פֿאַר DC טשאַרדזשינג, דאַרפֿן די EV און EVSE אויסטוישן קאָמפּלעקסע דאַטן, ווי באַטאַריע שטאַט פון טשאַרדזש (SoC), געבעטענע וואָולטאַזש, און דיגיטאַלע חתימות פֿאַר רעכענונגען. דאָס איז וווּ PWM דערגרייכט זיין גרענעץ.

אין CCS, ווערט די CP ליניע "איבערגעניצט". אזוי שנעל ווי א פיזישע פארבינדונג ווערט דעטעקטירט דורך PWM, לייגט די סיסטעם איבער א הויך-פרעקווענץ דידזשיטאלן סיגנאל אויף דער CP ליניע ניצנדיג פאוער ליניע קאמוניקאציע (PLC). דער PWM סיגנאל בלייבט ביי א פעסטן 5% דיוטי ציקל, וואס דינט ווי א "דידזשיטאלער טאגעל" וואס סיגנאליזירט דעם EV צו איניציאירן דעם HomePlug Green PHY (HPGP) PLC פראטאקאל.

קאפיטל 5: פארגעשריטענע קאָמוניקאַציעס: ISO 15118, DIN 70121, און די ראָלע פון ​​PLC (פּאַוער ליניע קאָמוניקאַציע)

כאָטש די פיזישע פּינס זענען אַנדערש צווישן CCS1 און CCS2, זענען די "מוחות" פון די סיסטעם באַמערקעוודיק ענלעך. ביידע פאַרלאָזן זיך אויף די ISO/IEC 15118 און DIN 70121 סטאַנדאַרדן פֿאַר גלייכשטראָם קאָמוניקאַציע.

DIN 70121: די בריק קיין DC

DIN 70121 איז געווען די ערשטע אימפלעמענטאציע פון ​​גלייכשטראָם טשאַרדזשינג קאָמוניקאַציע פֿאַר CCS. עס איז אַ טייל פון די פריע ISO 15118 דראַפטס. עס דערלויבט דעם פאָרמיטל און טשאַרדזשער צו וועקסלען מעסעדזשעס ווי:

• סערוויס דיסקאַווערי:וואָסערע סערוויסעס (AC/DC) אָפפערט דער טשאַרדזשער?
• טשאַרדזשפּאַראַמעטערדיסקאָווערי:וואָס זענען די וואָלטאַזש און קראַנט לימיטן פון די באַטאַרייע און די טשאַרדזשער?
• פּאַוער דעליווערי:דער אמתער באַפֿעל צו אָנהייבן אָדער אָפּשטעלן דעם שטראָם פֿון ענערגיע.

ISO 15118: דער קלוגער טשאַרדזשינג סטאַנדאַרט

ISO 15118 איז דער "גאָלדענער סטאַנדאַרט" פֿאַר EV קאָמוניקאַציע. דאָס איז אַ מערטייליקער סטאַנדאַרט וואָס פֿירט אײַן עטלעכע פֿאָרגעשריטענע פֿונקציעס:

1. שטעק אריין און לאדן (PnC):ניצנדיק אַ פּובליק קי אינפראַסטרוקטור (PKI), קען די מאַשין זיך זיכער אידענטיפיצירן צום טשאַרדזשער און אויטאָמאַטיש האַנדלען מיט רעכענונגען. קיין RFID קאַרטלעך אָדער אַפּפּס זענען נישט נויטיק.
2. ווערט צוגעלייגטע סערוויסעס:אינפֿאָרמאַציע וועגן לאָקאַלע ענערגיע פּרייזן אָדער אינטעגראַציע מיט קלוגע היים סיסטעמען.
3. צוויי-דירעקציאָנעל טשאַרדזשינג (ISO 15118-20):ערמעגלעכן דעם אויטאָ צו צוריקגעבן עלעקטריע אין די נעץ אדער אין שטוב.

די פּי-על-סי פיזישע שיכט

די האַרדווער וואָס איז נויטיק דערפֿאַר איז דער HomePlug Green PHY מאָדעם. ווײַל די קאָמוניקאַציע פּאַסירט איבער דער Control Pilot ליניע, וואָס טראָגט אויך אַ 1 kHz PWM סיגנאַל, איז דאָ אַ באַדײַטנדיקע מאָס ראַש. PLC ניצט Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) צו זיכער מאַכן אַז די דאַטן – טראַנסמיטירט אין פרעקווענצן צווישן 2 MHz און 30 MHz – ווערן באַקומען פאַרלעסלעך טראָץ דער שווערער עלעקטראָמאַגנעטישער סביבה פון אַ הויך-מאַכט טשאַרדזשינג סטאַנציע.

קאפיטל 6: זיכערהייט פראטאקאלן און איזאלאציע מאניטארינג (IMD): דעטעקטירן ליקאַדזש אין הויך-וואָולטידזש סיסטעמען

זיכערקייט איז די העכסטע זאָרג אין גלייכשטראָם שנעל-טשאַרדזשינג, וואו וואָולטאַזשן קענען איבערשטייגן 900 וואלט און שטראָמען קענען דערגרייכן 500 אַמער. א קריטישער קאָמפּאָנענט פון דעם זיכערהייט אַרכיטעקטור איז די איזאָלאַציע מאָניטאָרינג דעווייס (IMD).

די פלאָוטינג סיסטעם

אנדערש ווי רעזידענציעלע וועקסלשטראם, וואו דער נייטראל איז פארבונדן צו דער ערד, זענען גלייכשטראם טשאַרדזשינג סיסטעמען "שוועבנדיק" אדער "איזאלירט". ניט די גלייכשטראם+ און ניט די גלייכשטראם- ליניע איז פארבונדן צום אויטאָ שאַסי (ערד). דאָס מיינט אַז אויב אַ מענטש רירט אָן איינע פון ​​די גלייכשטראם ליניעס און דעם שאַסי סיימאַלטייניאַסלי, זאָל קיין קראַנט נישט פליסן דורך זיי ווייל עס איז נישטאָ קיין גאַנצער קרייַז צוריק צום מקור.

די ראלע פון ​​די IMD

אבער, אויב עס איז דא אן איזאלאציע דורכפאל – ווי למשל א צעריסענער קאבל אדער א קיל-מיטל דורכגאנג אינעווייניג אין די באטעריע פעקל – קען איינע פון ​​די גלייכשטראם ליניעס אומאפזיכטלעך ווערן געארדנט. אויב א צווייטע דורכפאל פאסירט אויף די אנדערע ליניע, פאסירט א געפערליכע קורץ-קרייז.

די IMD מאָניטאָרט קעסיידער דעם קעגנשטעל צווישן דעם DC באַס און דער פּראַטעקטיוו ערד (PE).

• פאַר-טשאַרדזש טעסט:איידער די הויפּט קאָנטאַקטאָרס שליסן זיך צו אָנהייבן טשאַרדזשינג, דורכפירן די EV און EVSE אַן איזאָלאַציע קאָנטראָל. אויב די קעגנשטעל איז אונטער אַ געוויסן שוועל (געווענליך 100 אָום פּער וואָלט), ווערט די סעסיע אָפּגעשטעלט.
• קאָנטינויִערלעכע מאָניטאָרינג:בעת דעם אויפלאדונג, פאָרזעצט דער IMD צו אײַנשפּריצן אַ קליין סיגנאַל צו מאָניטאָרירן פֿאַר דעגראַדאַציע.

CCS1 קעגן CCS2 IMD אימפלעמענטאציע

כאָטש דער פּרינציפּ איז דער זעלביקער, קענען די ספּעציפֿישע שוועלן און רעאַקציע צייטן זיין אַנדערש צווישן SAE און IEC אימפּלעמענטאַציעס. CCS2 סיסטעמען אין אייראָפּע אינטעגרירן אָפט די IMD גלייך אין די EVSE קאָנטראָללער, בשעת CCS1 סיסטעמען קענען האָבן מער פאַרשפּרייטע מאָניטאָרינג צווישן די מאַכט קאַבינעט און די דיספּענסער. די קאָמפּלעקסיטי וואַקסט אין "סייט-שאַרינג" סצענאַרן וווּ קייפל דיספּענסערס טיילן אַ איין גרויס מאַכט קאַנווערזשאַן אַפּאַראַט.

קאפיטל 7: שלאָס מעכאַניזמען און טערמישע פאַרוואַלטונג: מאַנועלע לאַטשעס קעגן עלעקטראָנישע סאָלענאָידס

די מעכאנישע פארלעסלעכקייט פון די פּלאָג איז אַ הויפּט אונטערשייד צווישן די צוויי סטאַנדאַרדן.

CCS1: די לאַטש פֿאַראַנטוואָרטלעכקייט

דער מאַנועלער לאַטש פון דעם CCS1/J1772 פּלאָג איז זײַן שוואַכסטער פּונקט. אין עפנטלעכע ערטער ווערן די לאַטשעס אָפט צעבראָכן דורך באַניצער אָדער איינגעפֿרוירן דורך אײַז. אויב דער לאַטש איז צעבראָכן, קען דער פּראָקסימיטי פּילאָט (PP) קרייַז נישט שליסן, וואָס פאַרהיט דעם אויטאָ פון אָנהייבן די טשאַרדזשינג. נאָך ערגער, אַ טיילווײַז צעבראָכענער לאַטש קען דערלויבן דעם קאַנעקטאָר צו וויגלען בעת ​​אַ הויך-מאַכט סעסיע, וואָס פירט צו בויגן און טערמישע שאָדן.

CCS2: די סאָלענאָיד העכערקייט

CCS2 נעמט אַוועק דעם הענטל לאַטש. די אויטאָ'ס אַרייַנגאַנג פֿאַרמאָגט אַ מאָטאָריזירטן שטיפט (סאָלענאָיד) וואָס גליטשט אַרײַן אין אַ לאָך אין דעם קאַנעקטער אַמאָל עס איז גאָר אַרײַנגעשטעקט.

• אינטערלאָק זיכערהייט:דאס אויטאָ וועט נישט פֿאַרמאַכן זייַנע הויך-וואָולטידזש קאָנטאַקטאָרס ביז דער סאָלענאָיד באַשטעטיקט אַ "פֿאַרשלאָסן" צושטאַנד.
• גנייווע פאַרהיטונג:דער קאַנעקטאָר קען נישט אַוועקגענומען ווערן ביז דער באַניצער עפֿנט דאָס אויטאָ אָדער שטעלט אָפּ די סעסיע דורך די אויטאָ צובינד, וואָס פֿאַרמיידט אַן אומאָטעריזירטע דיסקאַנעקשאַן.

טערמישע פאַרוואַלטונג

ווי די טשאַרדזשינג גיכקייטן שטופן זיך צו 400 קוו, איז טערמישע פאַרוואַלטונג ניט מער אָפּציאָנעל. ביידע CCS1 און CCS2 נוצן טעמפּעראַטור סענסאָרן (געוויינטלעך NTC טערמיסטאָרן) איינגעבויט לעבן די DC פּינס.

• דערייטינג:אויב די טעמפּעראַטור ביי די שפּילקעס איז העכער ווי אַ זיכערע גרענעץ (למשל, 85°C), וועט די EVSE אויטאָמאַטיש "דערייטן" אָדער רעדוצירן דעם קראַנט צו פאַרהיטן אַז די פּלאַסטיק קעסטל זאָל צעשמעלצן.
• פליסיק קילונג:אין הויך-מאַכט דיספּענסערס, זענען די קייבלס באַמערקבאַר דיקער ווײַל זיי אַנטהאַלטן קאַנאַלן פֿאַר אַ גליקאָל-באַזירט קילמיטל. דאָס דערמעגלעכט די נוצן פון דין קופּער קאַנדאַקטערז (רעדוצירן קאַבל וואָג) בשעת האַלטן זיכער טעמפּעראַטורן ביי 500A.

קאפיטל 8: אינטעראפעראַביליטי (IOP) טעסטינג: טשאַלאַנדזשיז אין מולטי-ווענדאָר אינפראַסטרוקטור

איינע פון ​​די מערסט פראַסטרירנדע דערפאַרונגען פֿאַר אַן עלעקטרישן אויטאָ דרייווער איז "האַנדשעיק דורכפאַל" - די מאַשין און דער טשאַרדזשער ווילן פשוט נישט רעדן. דאָס איז אַן אינטעראָפּעראַביליטי (IOP) פּראָבלעם.

די קאָמפּלעקסיטעט פון די ווייכווארג סטאַק

דער קאָמוניקאַציע סטאַק פֿאַר CCS באַשטייט פֿון קייפל שיכטן:

1. פיזישע שיכט:HPGP PLC סיגנאַל קוואַליטעט.
2. דאַטן לינק שיכט:MAC אַדרעסן און נעץ פֿאַרבינדונג.
3. נעץ שיכט:IPv6 אַדרעסירן (פארלאנגט דורך ISO 15118).
4. אַפּליקאַציע שיכט:XML-באזירטע מעסעדזשינג (EXI קאמפרעשאן).

אויב די טשאַרדזשער'ס ווייכווארג (אימפלעמענטירט אין לינוקס אדער א רעאל-צייט אָפּערירן סיסטעם) האט א קליינע טיימינג דיסקרעפּאַנסי אין זיין IPv6 נײַבאָר דיסקאַווערי פּראָטאָקאָל, אדער אויב די מאַשין'ס XML פּאַרסער ערוואַרטעט אַ ביסל אַנדערש סכעמע, די סעסיע פיילז.

טעסט געשעענישן און סערטיפיקאציע

כדי צו באַקעמפן דעם, האַלט די אינדוסטריע "טעסטיוואַלס" (טעסט פעסטיוואַלס) וואָס ווערן געאָרגאַניזירט דורך אָרגאַניזאַציעס ווי CharIN. אינזשענירן פון Tesla, VW, ABB, און Siemens ברענגען זייערע וועהיקלעס און טשאַרדזשערס צו אַ צענטראַלן אָרט צו פּרובירן יעדע מעגלעכע קאָמבינאַציע. טראָץ דעם, דער "לאַנגער עק" פון עלטערע EVSE פירמווער און נייע וועהיקל מאָדעלן זאָרגט דערפאַר אַז IOP בלייבט אַ שטענדיקע אַרויסרופן אין דער CCS עקאָסיסטעם.

קאפיטל 9: געאפאליטישע פארשיבנדיקע זאמדן: די רעגיאנאלע צעטיילונג און גלאבאלע צושטעל קייט עקאנאמיק

די ברירה צווישן CCS1 און CCS2 איז זעלטן געווען וועגן טעכנישער העכערקייט; עס איז געווען וועגן עקזיסטירנדיקער אינפראַסטרוקטור און רעגיאָנאַלער סואָווערייניטעט.

די אייראפעישע קאנסאלידאציע

אייראפע האט זיך פרי באוועגט צו פארלאנגען CCS2 דורך די אלטערנאטיווע ברענשטאף אינפראסטרוקטור דירעקטיוו (AFID). דורך צווינגען אלע עפנטלעכע טשאַרדזשערס צו צושטעלן א טיפ 2 אדער CCS2 אינטערפייס, האט אייראפע אויסגעמיטן די "סטאנדארט מלחמה" וואס האט געפלאגט צפון אמעריקע פאר יארן. דאס האט ערמעגליכט א שטארקן צווייטן מארקעט פאר קאמפאנענטן און פארפּשוטעט די צושטעל קייט פאר אייראפעאישע OEMs ווי BMW און Renault.

די נאָרד-אַמעריקאַנער פֿראַגמענטאַציע

צפון אמעריקע, אין קאנטראסט, האט ערלויבט פארשידענע סטאנדארטן צו עקזיסטירן צוזאמען: CCS1, CHAdeMO (געשטופט דורך ניסאן), און טעסלא'ס אייגענע קאנעקטאר. די צוטיילונג האט דיסקערידזשד אינוועסטמענטן אין עפנטלעכער אינפראסטרוקטור, ווייל סייט גאסטגעבער זענען געצוואונגען געווארן צו קויפן טייערע מולטי-פראטאקאל דיספענסערס.

דרום קארעע און טייוואן

דרום קארעע האט אנגענומען CCS1, מערסטנס נאכפאלגנדיג דעם אמעריקאנער אנווייזונג צוליב דער שטארקער אנוועזנהייט פון GM און דעם איינפלוס פון דעם אמעריקאנער מארקעט אויף היונדאי/קיאַ'ס פריע עלעקטרישע אויטא עקספארטן. טייוואן, אבער, איז א פאסינירנדע פאל שטודיע, וואו די רעגירונג האט זיך אנפאנגס גענייגט צו CCS1 אבער האט געזען א מאסיווע צופלוס פון CCS2 און NACS וועהיקלעס, וואס האט געפירט צו א קאמפליצירטע מולטי-סטאנדארט סביבה.

קאפיטל 10: דער NACS דיסראַפּטאָר: ווי SAE J3400 קאָנסאָלידירט צפון אַמעריקע און באַדראָעט CCS1

שפּעט אין 2022, האָט טעסלאַ געעפֿנט זײַן אייגענעם קאַנעקטאָר פּלאַן פֿאַר דער וועלט, און אים איבערגערופֿן דעם נאָרד-אַמעריקאַנער טשאַרדזשינג סטאַנדאַרט (NACS). אין אַ פּאָר חדשים, האָט כּמעט יעדער גרויסער אויטאָ פאַבריקאַנט אין נאָרד-אַמעריקע—פֿאָרד, דזשי-עם, ריוויאַן, וואָלוואָ—געמאָלדן אַן איבערגאַנג פֿון CCS1 צו NACS.

טעכנישע מעלות פון NACS (SAE J3400)

1. פאָרעם פאַקטאָר:NACS איז באַדייטנד קלענער און לייטער ווי דער גרויסער CCS1 קאַנעקטער.
2. אינטעגרירטע פּינס:אנדערש ווי CCS, וואס האט באזונדערע פּינס פאר AC און DC, ניצט NACS די זעלבע צוויי גרויסע פּינס פאר ביידע. דאס פארקלענערט די גרייס פון די אויטא אריינגאנג.
3. לעגאַסי פּראָטאָקאָל:קריטיש, NACS ניצט דיזעלבעISO 15118 PLC קאָמוניקאַציע פּראָטאָקאָל ווי CCS. דאָס האָט געהייסן אַז אויטאָ פאַבריקאַנטן קענען טוישן דעם פיזישן פּלאָג אָן איבערמאַכן זייער גאַנצן ווייכווארג סטאַק.

דער טויט־קלאַפּ פֿאַר CCS1?

מיטן קאדיפיקאציע פון ​​NACS אלס SAE J3400, איז CCS1 עפעקטיוו א "טויט סטאנדארט גייענדיג" אין די פאראייניגטע שטאטן. כאטש טויזנטער CCS1 טשאַרדזשערס ווערן יעצט אינסטאלירט דורך די NEVI (נאציאנאלע עלעקטרישע וועהיקל אינפראַסטרוקטור) פראגראם, איז די צוקונפט קלאר NACS. די ענדערונג האט געצווינגען טשאַרדזשער פאבריקאנטן ווי SK Signet און ChargePoint צו שנעל טוישן זייערע אסעמבלי ליניעס צו ארייננעמען NACS קייבלס.

קאפיטל 11: אַדאַפּטער מאַרקן און קאָנפאָרמאַנס: די לעגאַלע און טעכנישע ריזיקעס פון קראָס-סטאַנדאַרד האַרדווער

ווי די וועלט טוט זיך איבערגיין, זענען אַדאַפּטערס געוואָרן אַ מולטי-מיליאָן דאָלאַר אינדוסטריע. איר קענט איצט קויפן אַדאַפּטערס צו קאָנווערטירן CCS2 צו CCS1, CCS1 צו טעסלאַ, און טעסלאַ צו CCS1. אָבער, די באַקוועמליכקייט קומט מיט באַדייטנדיקע ריזיקעס.

די זיכערהייט גאַפּ

א סערטיפיצירטער CCS קאַנעקטער איז דיזיינד צו שעפּן 500A און כולל סאָפיסטיקירטע טערמישע מאָניטאָרינג. פילע דריט-פּאַרטיי אַדאַפּטערס פארקויפט אויף E- האַנדל פּלאַטפאָרמעס פעלן די פּראַטעקשאַנז.

• אַרקינג ריזיקע:אויב דער אַדאַפּטער זיצט נישט פּערפֿעקט, קען מיקראָ-אַרסינג פּאַסירן בײַם אינטערפֿייס, וואָס וועט מיט דער צײַט צעשמעלצן דעם אַדאַפּטער און מעגלעך שעדיקן דעם טײַערן אָנבאָרד טשאַרדזשער פֿונעם פֿאָרמיטל.
• קאָמוניקאַציע לעטאַנסי:עטלעכע אַדאַפּטערס ניצן "מענטש-אין-די-מיטן" עלעקטראָניק צו איבערזעצן פּראָטאָקאָלן (למשל, CHAdeMO צו CCS), וואָס קען אײַנפֿירן לעטאַנסי וואָס טריגערט זיכערהייט טײַמאַוטס אין די EVSE.

פֿאַראַנטוואָרטלעכקייט און פֿאַרזיכערונג

פֿון אַ לעגאַלער פּערספּעקטיוו, ניצן אַ נישט-סערטיפֿיצירטן אַדאַפּטער מאַכט אָפֿט די וואָראַנטי פֿון דעם פֿאָרמיטל בטל. אויב אַ פֿײַער פּאַסירט בײַ אַ טשאַרדזשינג סטאַנציע צוליב אַ דעפֿעקטיוון אַדאַפּטער, פֿאַלט די פֿאַראַנטוואָרטלעכקייט גלייך אויף דעם באַניצער. גרויסע סטאַנדאַרדן קערפּערשאַפֿטן יאָגן זיך איצט צו שאַפֿן סערטיפֿיקאַציע פּראָגראַמען פֿאַר אַדאַפּטערס (ווי UL 2251), אָבער דער מאַרק בלייבט אַ "ווילדער וועסט" פֿאַר די פֿריע באַניצער.

קאפיטל 12: צוקונפטיגע אויסזיכט: מעגאוואט טשאַרדזשינג (MCS), V2X, און די פאראייניגטע קאנווערגענץ

ווען מיר קוקן צו 2030, קען די CCS1 קעגן CCS2 דעבאַטע ווערן איבערגעשטיגן דורך נייע טעכנאָלאָגיעס.

מעגאַוואַט טשאַרדזשינג סיסטעם (MCS)

פֿאַר שווערע טראָקינג, איז אפילו 350 קוו צו פּאַמעלעך. די אינדוסטריע אַנטוויקלט MCS, וואָס קען צושטעלן ביז 3.75 מעגאַוואַטס (3,000 אַמער ביי 1,250 וו). אינטערעסאַנט, דער MCS קאַנעקטאָר איז אַן איינציקער גלאָבאַלער פּלאַן, וואָס קען מעגלעך ענדיקן דעם ראַיאָנאַלן צעטיילונג פֿאַר דעם געשעפטלעכן סעקטאָר.

פאָרמיטל-צו-אַלץ (V2X)

די אינטעגראַציע פון ​​ISO 15118-20 וועט פארוואנדלען עלעקטרישע וועהיקלעס אין מאָבילע קראַפטווערק. צי אַ מאַשין ניצט CCS2 אָדער NACS, די מעגלעכקייט צו סטאַביליזירן די גריד בעשאַס שפּיץ שעה וועט זיין אַ שליסל הכנסה קוואל פֿאַר עלעקטרישע וועהיקלעס באַזיצער.

מסקנא

די חילוק צווישן CCS1 און CCS2 איז א עדות צו די קאמפלעקסיטעטן פון גלאבאלע סטאנדארט-שטעלן. כאטש CCS2 איז ארויסגעקומען אלס דער קלארער געווינער אין אינטערנאציאנאלן מארקעט, האט דער אויפשטייג פון NACS איבערגעשריבן די רעגולאציעס פאר צפון אמעריקע. פאר אינזשענירן און פאליסי-מאכער, איז די לעקציע קלאר: פיזישע הארדווער איז צייטווייליג, אבער די אונטערליגענדע דיגיטאלע פראטאקאלן (ISO 15118) און זיכערהייט פרינציפן (IMD) זענען די אמתע יסודות פון דער עלעקטריפיצירטער צוקונפט. פארשטיין די טעכנישע נואנסן איז וויכטיג פאר יעדן וואס נאַוויגירט די הויך-וואָולטידזש וועלט פון EV אינפראַסטרוקטור.

קאפיטל 13: די מאטעמאטיק פון איזאלאציע קעגנשטאנד: R_iso ​​קאלקולאציעס און ליקעדזש קארענט

אין דעם הויך-וואָולטידזש (HV) דאָמעין פון DC שנעל טשאַרדזשינג, איז די איזאָלאַציע קעגנשטעל ($R_{iso}$) נישט נאָר אַ זיכערהייט פּאַראַמעטער, נאָר אַ מעסטבאַרע וועריאַבל וואָס באַשטימט דעם אָפּעראַציאָנעלן סטאַטוס פון דער טשאַרדזשינג סעסיע. לויט IEC 61851-23 און SAE J1772, מוז די סיסטעם האַלטן אַ מינימום איזאָלאַציע קעגנשטעל צו פאַרמייַדן געפערלעכע ליקאַדזש שטראָמען ($I_{leakage}$) וואָס קענען פליסן דורך אַ מענטשלעכן קערפּער אין פאַל פון אַ שאַסי דעפעקט.

דער מעסט־פּרינציפּ

די איזאָלאַציע מאָניטאָרינג דעווייס (IMD) ניצט טיפּיש אַ "סוויטשט ריזיסטאָר" אָדער "פּולס ינדזשעקשאַן" מעטאָד צו מעסטן די קעגנשטעל צווישן די DC קאַנדאַקטערז און די פּראַטעקטיוו ערד (PE). די גאַנץ איזאָלאַציע קעגנשטעל איז דעפינירט ווי די פּאַראַלעל קאָמבינאַציע פון ​​​​די קעגנשטעל פון די positive ליניע צו ערד ($R_p$) און די negative ליניע צו ערד ($R_n$):

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

די זיכערהייט רעקווייערמענט איז בכלל געשטעלט ביי 100 $\Omega/V$ פאר גלייכשטראָם סיסטעמען. פאר א פאָרמיטל וואָס לאָדט זיך אויף ביי 800V, וואָלט דער מינימום ערלויבטער $R_{iso}$ זיין:

$$800V \מאל 100 \אמעגאַ/V = 80,000 \אמעגאַ = 80 ק \אמעגאַ$$

ליקאַדזש קראַנט דינאַמיק

ליקאַדזש קראַנט איז אַ פונקציע פון ​​די סיסטעם'ס פּאַראַזיטישע קאַפּאַסיטאַנס ($C_y$) און די איזאָלאַציע קעגנשטעל. אין אַ פּערפעקט באַלאַנסירט סיסטעם, $R_p = R_n$, און די וואָולטאַזש אין די מיטלפונקט אין באַצוג צו ערד איז נול. אָבער, אויב אַ דעפעקט פּאַסירט אויף די positive רעלס ($R_p \rightarrow 0$), די נעגאַטיוו רעלס רייזאַז צו $-800V$ אין באַצוג צו די שאַסי. די IMD מוז דעטעקטירן דעם רייזאַזש אין מיליסעקונדעס.

טאַבעלע: זיכערהייט שוועלן פֿאַר CCS1 קעגן CCS2

קאפיטל 14: PLC סיגנאַל אינטעגריטעט: האַנדלינג ראַש אין די 500kW טשאַרדזשינג סביבה

די פּאַוער ליניע קאָמוניקאַציע (PLC) גענוצט אין CCS איז באַזירט אויף דער HomePlug Green PHY (HPGP) ספּעציפֿיקאַציע. כאָטש HPGP איז אָריגינעל דיזיינד געוואָרן פֿאַר נידעריק-מאַכט סמאַרט היים אַפּליקאַציעס, שטעלט איר אימפּלעמענטאַציע אין 500kW טשאַרדזשינג סביבות פֿאַר עקסטרעמע עלעקטראָמאַגנעטישע קאָמפּאַטיביליטי (EMC) טשאַלאַנדזשיז.

דער ראַש שטאָק

הויך-מאַכט גלייכשטראָם טשאַרדזשערס נוצן שנעל-סוויטשינג סיליקאָן קאַרבייד (SiC) אָדער אינסולירטע גייט בייפּאָלאַר טראַנזיסטאָרס (IGBTs) אין זייערע מאַכט סטאַגעס. די קאָמפּאָנענטן סוויטשן ביי פרעקווענצן פון 20 kHz ביז 100 kHz, וואָס שאַפֿט באַדייטנדיק האַרמאָניש ראַש. זינט PLC אַרבעט אין די 2 MHz צו 30 MHz קייט, איז עס טעאָרעטיש אַרויס פון די באַנד פון די ערשטיק סוויטשינג ראַש, אָבער די הויך-פרעקווענץ "רינגינג" און קאַמאַן-מאָד טראַנזיאַנץ קענען לייכט זעטיקן די PLC מאָדעם'ס פראָנט-ענד.

פֿאַרשוואַכונג און קאַפּלינג

דער קאָנטראָל פּילאָט (CP) סיגנאַל ווערט געטראָגן איבער אַן אומגעשיצטן דראָט אינעווייניק אין דעם טשאַרדזשינג קאַבל. ביי 30 MHz, אַקטירט דער קאַבל ווי אַ קאָמפּלעקסע טראַנסמיסיע ליניע מיט באַדייטנדיקע אינדוקטיווע און קאַפּאַסיטיוו פארלוסטן.

• CCS1 קייבלס:לענגערע, אָפט שווערערע קייבלס אין די פאַראייניקטע שטאַטן קענען פירן צו העכערע סיגנאַל פֿאַרשוואַכונג.
• CCS2 קייבלס:אין אייראָפּע, קענען קירצערע קייבלס אין געדיכטע שטאָטישע ערטער ליידן פון קראָס-רעדן צווישן שכנותדיקע דיספּענסערס.

כדי דאָס צו פֿאַרמינדערן, נוצן אינזשענירן "סיגנאַל אינדזשעקשאַן יוניץ" (SIUs) וואָס נוצן הויך-דורכדרינגלעכקייט פעריט קערנס צו פֿאַרבינדן דעם PLC סיגנאַל צו דער CP ליניע בשעת זיי בלאָקירן דעם 1 kHz PWM סיגנאַל און הויך-פֿרעקווענץ ראַש.

קאפיטל 15: ISO 15118-2 קעגן -20: די ארכיטעקטורישע עוואלוציע פון ​​מעסעדזש סיקווענסעס

דער איבערגאַנג פֿון דעם אָריגינעלן ISO 15118-2 סטאַנדאַרט צום נײַעם ISO 15118-20 (אָפֿט גערופֿן "דאַש 20") רעפּרעזענטירט די מערסט באַדײַטנדיקע ווייכווארג אַפּגרעיד אין דער געשיכטע פֿון EV טשאַרדזשינג.

ISO 15118-2: די יסוד

די "-2" ווערסיע האט אויפגעשטעלט די גרונטלעכע XML-באזירטע הענדשייק:

1. געשטיצט אַפּ פּראָטאָקאָל:פארהאנדלט די ווערסיע.
2. סעסיע סעטאַפּ:שטעלט אויף די פֿאַרבינדונג.
3. אידענטיפיקאציע:האַנדלט מיט RFID אדער פּלאַג און טשאַרדזש.
4. טשאַרדזשפּאַראַמעטערדיסקאָווערי:וועקסלט באַטאַרייע לימאַץ.
5. פּאַוער דעליווערי:קאָנטראָלירט דעם שטראָם.

ISO 15118-20: די צוקונפט

דאַש 20 שטעלט פאר א גאָר נייע מעסעדזש סטרוקטור וואָס איז דיזיינד פֿאַר דער קומענדיקער דור פון ענערגיע סערוויסעס:

• ביי-דירעקשאַנאַל שטיצע:דעדאַקייטאַד מעסעדזשעס פֿאַר V2G (פאָרמיטל-צו-גריד) און V2H (פאָרמיטל-צו-היים) דיסטשאַרדזשינג.
• דינאַמיש מאָדע:ערלויבט דעם טשאַרדזשער צו זאָגן דעם אויטאָ צו ווערייִרן זיין קראַנט אין פאַקטישער צייט באַזירט אויף גריד לאָוד, אָן ריסטאַרטינג די סעסיע.
• פֿאַרבעסערטע זיכערהייט:איבערגאַנגען פון TLS 1.2 צו TLS 1.3, וואָס גיט שנעלערע האַנדשעיקס און שטאַרקערע ענקריפּשאַן.
• מולטיפּלעקסינג:ערלויבט קייפל סערוויסעס (למשל, טשאַרדזשינג + דאַטן סינק) צו לויפן איבער דער זעלבער PLC פֿאַרבינדונג.

מעסעדזש סיקווענס טשאַרט: פּלאַג און טשאַרדזש (PnC) קעגן עקסטערנאַל אידענטיפיקאציע (EIM)

אין פּי-ען-סי, דיקאָנטראַקט אונטערשריפט סערטייןווערט געשיקט פון אויטאָ צום טשאַרדזשער. דער טשאַרדזשער באַשטעטיקט דאָס קעגן זײַן באַקענד OCSP (אָנליין סערטיפיקאַט סטאַטוס פּראָטאָקאָל) סערווער. אין EIM, מוז דער באַניצער ווײַזן אַ פיזישע קאַרטל, און דער טשאַרדזשער שיקט אַאויטאָריזירןפארלאנג צום באַקענד. די לעיטענסי פון פּי-ען-סי איז באדייטנד נידעריגער, וואס פירט צו א "טעסלאַ-ענלעכע" באַניצער דערפאַרונג.

קאפיטל 16: טערמישע אינזשעניריע פון ​​הויך-מאַכט קאַנעקטערז: מאַטעריאַלן, קאָנטאַקט קעגנשטעל, און פליסיק קילונג

ווי מיר דערנענטערן זיך צו די גרענעצן פון די CCS פיזישע צובינד, ווערט טערמישע אינזשעניריע די ערשטיקע דיזיין באגרענעצונג.

קאָנטאַקט קעגנשטעל ($R_{קאָנטאַקט}$)

די היץ וואָס ווערט גענערירט ביים קאַנעקטאָר ווערט דעפינירט דורך דזשול'ס געזעץ: $P_{heat} = I^2 \cdot R_{contact}$. פֿאַר אַ 500A אָפּצאָל:

• אויב $R_{קאָנטאַקט} = 0.5 mΩ, $P_{היץ} = 500^2 ⋅ 0.0005 = 125 W$.
• אויב $R_{contact}$ דעגראַדירט צו $2.0 m\Omega$, $P_{heat} = 500^2 ⋅ 0.002 = 500 W$.

500 וואטס היץ אין א פארמאכטן פלאסטיק הענטל וועט פירן צו א קאטאסטראפישן דורכפאל אין מינוטן. דעריבער איז די זילבער-באדעקונג אויף די שטיפטלעך קריטיש. זילבער האט די נידריגסטע עלעקטרישע קעגנשטעל פון יעדן מעטאל און גיט א זיך-שמירנדיקע אויבערפלאך וואס פארקלענערט אפנוץ בעת טויזנטער פארבינדונג ציקלען.

פליסיק קאָאָלינג סיסטעמען

צו שעפּן שטראָמען העכער 350A, איז פליסיק קילן פארלאנגט. די סיסטעם ניצט טיפּיש אַ פארמאכט-לופּ טשילער אַפּאַראַט אינעווייניק פון די מאַכט קאַבינעט.

• קילער טיפ:דיעלעקטרישע פליסיקייטן זענען בילכער צו פאַרמייַדן קורץ קרייזן אין פאַל פון אַ ליק, אָבער וואַסער-גליקאָל געמישן זענען מער געוויינטלעך רעכט צו זייער העכער היץ קאַפּאַציטעט.
• שלאַנג פּלאַן:די DC+ און DC- קאַנדאַקטאָרס זענען ליידיק אָדער אַרומגערינגלט מיט קיל-מיטל קאַנאַלן. די "קאַלטע פּלאַטע" איז ליגן גלייך הינטער די פּינס צו פירן היץ אַוועק פון די קאָנטאַקט צובינד.

קאפיטל 17: אינטעראפעראַביליטי פאַל שטודיעס: דיבאַגינג די האַנדשייק צווישן VW ID.4 און עלעקטריפיי אַמעריקע טשאַרדזשערס

א בארימטער ביישפיל פון CCS1 אינטעראָפּעראַביליטי פּראָבלעמען איז געשען אין דער פריער אויסראָל פון די VW ID.4 אין די פאַראייניקטע שטאַטן. פילע אייגנטימער האָבן געמאָלדן "רעד רינג" ערראָרס (טשאַרדזשינג דורכגעפאַלן) ביי עלעקטריפיי אַמעריקע (EA) סטאַנציעס.

די וואָרצל גרונט: טיימינג און XML

נאך חדשים פון דאטן לאגינג, האבן אינזשענירן אנטדעקט א ראס צושטאנד אין דיסעסיע סעטאַפּפאַזע. דער EA טשאַרדזשער (פאַבריצירט דורך אַ דריטער פּאַרטיי) האָט געשיקט זײַןגעשטיצט אַפּ פּראָטאָקאָל רעסשנעלער ווי די ID.4'ס איינגעבויטע טשאַרדזשער (OBC) ווייכווארג קען איניציאליזירן זיין IPv6 סטעק. די מאַשין וואָלט פאַרפעלן דעם מעסעדזש, צייט-אויסגיין, און אָפּשטעלן די סעסיע.

די פיקס: ווייכווארג באַפערינג

די לייזונג האט געפאדערט א פירמווער אפדעיט פאר ביידע דעם אויטא און דעם טשאַרדזשער. דער טשאַרדזשער איז געווארן מאדיפיצירט צו ווארטן אויף א "ICMPv6 Neighbor Discovery" סיגנאל איידער שיקן דעם ערשטן PLC מעסעדזש, און דער אויטא'ס טיימאוט איז געווארן פארלענגערט פון 2 סעקונדעס צו 5 סעקונדעס. די פאל שטודיע אונטערשטרייכט פארוואס "טעסטיוואלס" זענען נויטיק אבער נישט גענוג; רעאל-וועלט סביבה פאקטארן און נעץ לעיטענסי לייגן צו שיכטן פון קאמפליצירטקייט וואס לאבאראטאריע טעסטן קענען נישט אינגאנצן נאכמאכן.

קאפיטל 18: גלאבאלע צושטעל קייט אימפליקאציעס: קופער, זילבער-פלאטינג, און דער מאנגל פון HPGP טשיפס

די פאבריקאציע פון ​​CCS קאנעקטארס איז א העכסט ספעציאליזירטע אינדוסטריע דאמינירט דורך א פאר שפילער ווי פיניקס קאנטאקט, הובער+סונער, און טע קאנעקטיוויטי.

רוי מאַטעריאַל אָפענגיקייטן

• קופּער:איין 350kW פליסיק-געקילטע קאבל קען אנטהאלטן איבער 15 ק"ג הויך-ריינהייט קופער. די וואלאטיליטעט פון קופער פרייזן האט א דירעקטע השפעה אויף די קאפאקס פון טשאַרדזשינג נעטוואָרקס.
• זילבער:דער פּלאַטירונג פּראָצעס פֿאַר CCS2 פּינס ריקווייערז פּינטלעכע עלעקטראָפּלייטינג טעקניקס צו ענשור אַ מונדיר 5-10 מיקראָן שיכט. יעדע דין פירט צו געוואקסן קעגנשטעל און פריצייטיגע אַלטערונג.

דער HPGP טשיפּסעט מאָנאָפּאָלי

די HPGP (HomePlug Green PHY) מאָדעם טשיפּס זענען דער מוח פון יעדן CCS פאָרמיטל און טשאַרדזשער. פֿאַר יאָרן, איז Qualcomm געווען דער הויפּט סאַפּלייער (די QCA7000 סעריע). בעת דעם גלאָבאַלן האַלב-קאָנדוקטאָר מאַנגל פון 2021-2022, האָט דער מאַנגל פון די טשיפּס אָפּגעשטעלט די פּראָדוקציע פון ​​טויזנטער טשאַרדזשינג סטאַנציעס. דאָס האָט געפֿירט צו אַ דרוק פֿאַר צווייטיקער סאָרסינג, מיט קאָמפּאַניעס ווי Lumissil און Vertexcom וואָס זענען אַרײַן אין מאַרק, אָבער דער סערטיפֿיקאַציע פּראָצעס פֿאַר נײַעם סיליקאָן אין דעם אויטאָמאָטיוו סעקטאָר איז באַרימט פּאַמעלעך.

קאפיטל 19: רעגולאַטאָרישע ראַמען: NEVI אין די פאַראייניקטע שטאַטן קעגן AFIR אין דער אי־יו

רעגירונגען לאָזן מער נישט איבער סטאַנדאַרט אַדאָפּציע צום מאַרק.

אי.יו.: AFIR (רעגולאציע פאר אלטערנאטיווע ברענשטאף אינפראסטרוקטור)

די אי־יו'ס AFIR איז די מערסט אַגרעסיווע מאַנדאַט אין דער וועלט. עס פארלאנגט:

• שנעלע טשאַרדזשערס יעדע 60 קילאָמעטער אויף הויפּט שאָסייען.
• CCS2 אלס דער פארpflichtענדער סטאַנדאַרט.
• אד-האָק צאָלונג (קרעדיט קאַרטל לייענער) זאָלן אינטעגרירט ווערן, אַוועק פון פארמאכטע RFID עקאָסיסטעמען.

פאַראייניקטע שטאַטן: NEVI (נאַציאָנאַלע עלעקטרישע פאָרמיטל אינפראַסטרוקטור)

דער אמעריקאנער צוויי-פארטייאישער אינפראַסטרוקטור געזעץ האט צוגעטיילט 5 ביליאָן דאָלאַר פֿאַר אָפּלאָדן. די NEVI כּללים האָבן אָריגינעל באַפֿאָדערט CCS1. אָבער, נאָך דעם NACS פּיוואַט, זענען די כּללים געענדערט געוואָרן צו דערלויבן NACS קייבלס ווי לאַנג ווי לפּחות איין CCS1 קאַבל איז פאַראַן פּער פּלאַץ. דאָס "היבריד מאָדעל" איז אַ צייטווייליקע בריק ווי די פאַראייניקטע שטאַטן באַוועגט זיך צו אַ פולשטענדיקער SAE J3400 צוקונפֿט.

קאפיטל 20: די קאנווערגענץ צו SAE J3400 (NACS) און איר איינפלוס אויף CCS1 פאבריקאציע

דער איבערגאַנג צו NACS (SAE J3400) אין צפון אַמעריקע האָט פונדאַמענטאַל געביטן דעם פּלאַן פֿאַר CCS1.

מאַנופאַקטורינג פּיוואַט

פאבריקן וואָס זענען געווען אָפּטימיזירט פֿאַר די גרויסע CCS1 הענטלעך ווערן איצט איבערגעמאַכט פֿאַר די קלענערע NACS פּלאַן. די קאָמפּלעקסיטעט פֿון NACS ליגט אין זייַנע "צווייפֿאַכיקע נוצן" פּינס, וואָס דאַרפֿן הויך-גיכקייט DC סוויטשינג קאָנטאַקטאָרס אינעווייניק פֿון אויטאָ צו באַשטימען צווישן דעם AC אָנבאָרד טשאַרדזשער און דעם DC באַטאַרייע באַס.

די איבערלעבונג פון CCS1

CCS1 וועט מסתּמא איבערלעבן אין דרום קארעע און אלס אן אלטערנאטיוו סטאנדארט אין די פאראייניגטע שטאטן פאר די קומענדיגע צען יאר. אבער, דער פארשונג און אנטוויקלונג בודזשעט פאר CCS1 איז עפעקטיוו געפאלן צו נול ווייל די אינדוסטריע פאקוסירט אויף NACS און MCS. פאר גלאבאלע פאבריקאנטן מיינט דאס אויפהאלטן דריי באזונדערע פראדוקט ליניעס:

1. CCS2:פֿאַרן גלאָבאַלן מאַרק.
2. NACS (J3400):פֿאַר נאָרד אַמעריקע.
3. MCS:פֿאַר דעם גלאָבאַלן שווערן לאַסט סעקטאָר.

קאפיטל 21: מסקנא: דער פאראייניגטער פראטאקאל אין א צעטיילטער פיזישער וועלט

ווי מיר האָבן געזען, איז דער "אונטערשייד צווישן CCS1 און CCS2" אַ מעשה פֿון צוויי פֿיזישע מאַניפֿעסטאַציעס פֿון איין דיגיטאַלער נשמה. צי אַ פֿאָרמיטל ניצט דעם קייַלעכדיקן CCS1 פּלאָג אָדער דעם פֿלאַכן CCS2 פּלאָג, די אונטערלייגנדיקע לאָגיק פֿון ISO 15118, די זיכערקייט פֿון IMD מאָניטאָרינג, און די אַרויסרופֿונג פֿון PLC סיגנאַל אינטעגריטעט בלייבן אידענטיש.

די מלחמה קעגן טשאַרדזשינג סטאַנדאַרדן פון די 2020ער יאָרן האָט אונדז געלערנט אַז אינטעראָפּעראַביליטי איז נישט נאָר וועגן דעם פּלאָג - עס איז וועגן דער ווייכווארג, דעם גריד, און דער באַניצער דערפאַרונג. ווי די וועלט קאָנווערדזשירט צו אַ פּאָר דאָמינירנדיקע סטאַנדאַרדן, וועט דער פאָקוס זיך טוישן פון "קען איך זיך אַרײַנשטעקן?" צו "ווי שנעל און קלוג איז די טשאַרדזשינג?" דער איבערגאַנג צו NACS אין די פאַראייניקטע שטאַטן און די פאַרפעסטיקטאַציע פון ​​CCS2 אין אייראָפּע מאַרקירט דעם סוף פון דעם אָנהייב פֿאַר דער EV רעוואָלוציע. די קומענדיקע יאָרצענדלינג וועט ווערן דעפינירט דורך V2G, מעגאַוואַט גיכקייטן, און אַ באמת נאָטלאָז גלאָבאַלע טשאַרדזשינג נעץ.

קאפיטל 22: דעטאלירטע אנאליז פון די פראקסימיטי פיילאט (PP) און קאנטראל פיילאט (CP) קרייז דיאגראמען

כּדי באמת צו אָפּשאַצן די אינזשעניריע הינטער CCS, מוז מען אויספאָרשן דעם עקוויוואַלענטן קרייַז פון די פּילאָט ליניעס. די ליניעס זענען די "נערווען" פון די טשאַרדזשינג סיסטעם, וואָס זיכערן אַז הויך וואָולטאַזש איז קיינמאָל נישט פאָרשטעלן אויף די אויסגעשטעלטע פּינס און אַז די פאָרמיטל קען נישט אַוועקפאָרן בשעת עס איז פארבונדן.

די קאָנטראָל פּילאָט (CP) קרייז

די CP קרייז איז א 1 kHz, $\pm 12V$ סיגנאַל גענערירט דורך די EVSE. אויף דער פאָרמיטל זייט, די קרייז באשטייט פון א דיאָד און א סעריע פון ​​רעזיסטאָרן ($R_1, R_2, R_3$) וואָס די פאָרמיטל קען אַריינשטעלן אין די קרייז ניצנדיק טראַנזיסטאָרן אדער רעלייז.

• דיאָדע צוועק:די דיאָד זאָרגט דערפֿאַר, אַז נאָר דער פּאָזיטיווער טייל פֿונעם PWM סיגנאַל ווערט באַאײַנפֿלוסט פֿון די פֿאָרמיטל'ס רעזיסטאָרן. דאָס דערמעגלעכט דעם EVSE צו דעטעקטירן אַ "קורץ צו ערד" אויב דער נעגאַטיווער טייל פֿונעם PWM סיגנאַל ווערט אומגעריכט באַאײַנפֿלוסט פֿון אַ פֿעלער אין דעם פֿאָרמיטל'ס רעזיסטאָר נעץ — אַ וויכטיקע זיכערהייט קאָנטראָל, וואָס פֿאַרהיט דעם EVSE פֿון ענערדזשייזירן אַ באַשעדיגטן קאַבל אָדער קאַנעקטאָר.

לייענען דעם דוטי ציקל

די EVSE קאדירט דעם פאראן שטראם אין דעם PWM דוטי ציקל פון דער 1kHz קוואדראט כוואליע, און די וועהיקל אינטערפרעטירט עס איידער עס פארמאכט די הויפט קאנטאקטארן:

• 5% דוטי ציקל:EVSE נישט גרייט—לאָדן נישט ערלויבט (געניצט פֿאַר סטאַטוס סיגנאַלינג).
• 10% דוטי ציקל:EVSE גרייט, קיין ווענטילאַציע נישט נויטיק (דער סטאַנדאַרט צושטאַנד פֿאַר מאָדערנע פֿאַרזיגלטע DC סיסטעמען).
• 16-85% דוטי ציקל:דער פאַראַן קראַנט איז פּראָפּאָרציאָנעל צום דוטי ציקל—למשל, 50% ווײַזט אויף אַ 50A לימיט, לאָזנדיק דעם פאָרמיטל'ס איינגעבויטע טשאַרדזשער ריכטיק גרייסן זײַן צוג.
• 90-97% דוטי ציקל:רעזערווירט פֿאַר ספּעציעלע שטאַטן ווי למשל ווענטילאַציע-פארלאנגט (עלטערע בליי-זויער) אדער ספּעציפֿישע גלייכשטראָם סיגנאַלינג.

די שיינקייט פון די CP סיסטעם איז איר זיכערע אסימעטריע: אויב די אויטאָ זעט נישט קיין גילטיקע קוואַדראַטישע כוואַליע, נעמט זי אָן דאָס ערגסטע און וויל זיך נישט לאָדן; אויב די EVSE זעט נישט קיין גילטיקע רעאַקציע, וויל זי זיך נישט ענערגיזירן. אויב איינע פון ​​די זייטן איז דורכגעפאַלן, מיינט עס אַז אַ לאָדן סעסיע קען נישט אָנהייבן געפערלעך.

די נאָענטקייט פּילאָט (PP) קרייַז

די פּיפּי קרייז איז די מעכאנישע געוויסן פון דעם קאַנעקטאָר. עס ניצט אַ פּשוטן רעזיסטאָר צו גראַונדן אינעווייניק פון דעם פּלאָג צו זאָגן ביידע זייטן צי אַ קאַבל איז גאָר אַרײַנגעשטעקט—און צו פאַרהיטן אַוועקטרייבן מיט אַ פֿאַרבונדענעם קאַבל.

• רעזיסטאָר ווערטן:א 150Ω רעזיסטאָר ווײַזט אָן אַז דער קאַבל איז אַרײַנגעשטעקט אין אויטאָ אָבער נישט פֿאַרשלאָסן; אַ 680Ω רעזיסטאָר ווײַזט אָן אַז דער קאַבל איז פֿאַרבונדן און פֿאַרשלאָסן; אַן אָפֿן קרייז (קיין רעזיסטאָר) באַדײַט אַז דער קאַנעקטאָר איז אָפּגעטיילט. די EVSE און אויטאָ לייענען די ווערטן קאָנטינויִערלעך.
• דרייוו-אַוועק שוץ:אויב די סיסטעם פונעם אויטאָ דעטעקטירט דעם 150Ω צושטאַנד בשעת די פּאַרקינג ברעיק איז פריי, וועט עס נישט דערלויבן דעם גאַנג זיך איינצושליסן. אויב דער קאַבל איז פארשפארט (680Ω), וועט די אויטאָ נישט דערלויבן דעם קאַנעקטער זיך פרייצולאזן בשעת די טשאַרדזשינג קראַנט פליסט - און דאָס עלימינירט די געפאַר פון "אַרויסרײַסן אַ לעבעדיקן פּלאָג".
• קאַבל בייַזייַן דעטעקציע:אויף DC סיסטעמען, באשטעטיגט די PP ליניע אויך אז דער טשאַרדזשינג קאַבל איז ריכטיק אייַנגעזעצט אין ביידע ענדס איידער די EVSE ערלויבט די הויך-וואָולטידזש קאָנטאַקטאָרס צו שליסן.

פארוואס פּילאָטן זענען וויכטיק אין דער פאַקטישער וועלט

צוזאַמען, די CP און PP קרייזן זענען די סיבה פאַרוואָס אַ טשאַרדזשינג סעסיע איז זיכער אפילו ווען טויזנט אַמפּער פליסן. זיי זענען אויך דער ערשטער אָרט וואו אינזשענירן קוקן ווען אַ סעסיע קען נישט אָנהייבן: אַ קאָראָדירטע PP גראַונד, אַ צעבראָכענער CP רעזיסטאָר, אָדער אַ צעבראָכענער פּילאָט פּין איז פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר אַן איבעראשנדיקן טייל פון "טשאַרדזשער וויל נישט אָנהייבן" סערוויס רופן. פֿאַרשטיין די קרייזן טורנס אַ מיסטעריעז דורכפאַל אין אַ 10-מינוט דיאַגנאָז.

שליסל לעקציעס

• די CP קרייז טראָגט אַ 1kHz PWM סיגנאַל וועמענס דוטי ציקל קאָדירט דעם פאַראַן קראַנט; זיין דיאָד-באַזירט פּלאַן ערמעגליכט קורץ-צו-ערד דעטעקשאַן.
• די פּיפּי קרייז ניצט אַ רעזיסטאָר נעץ צו דעטעקטירן קאַבל בייַזייַן און שלאָס צושטאַנד, פּראַוויידינג דרייוו-אַוועק שוץ און קאַנעקטער-זיץ באַשטעטיקונג.
• ביידע קרייזן זענען דורכפאַל-זיכער: אַ פעלנדיק אָדער אומגילטיק פּילאָט סיגנאַל אַבאָרטירט די סעסיע איידער קיין הויך-וואָולטידזש קאָנטאַקטאָר שליסט זיך.
• פּילאָט-ליניע חסרונות זענען צווישן די מערסטע געוויינטלעכע טשאַרדזשער-סטאַרט דורכפעלער - אַ מולטימעטער און דעם קרייַז וויסן לייזן רובֿ פון זיי אין מינוטן.

קאָנטאַקט MIDA Power אינזשענירן זיינע CCS1/CCS2 טשאַרדזשערס מיט פּילאָט סערקויט געבויט פֿאַר פעלד דיאַגנאָסטיק: קלאָר באַצייכנט טעסט פונקטן, סטאַנדאַרדיזירטע שולד קאָודז, און סערוויס דאָקומענטאַציע וואָס פירט טעקניקער דורך CP/PP טראָובלעשווטינג. קאָנטאַקט אונדז פֿאַר טעכנישע דאָקומענטאַציע, טריינינג שטיצע, און פּראָדוקט ספּעסיפיקאַציעס.