Eine detaillierte Erläuterung der weltweit führenden Standards für Ladeanschlüsse für Elektrofahrzeuge
Offensichtlich sind rein elektrisch basierte New-Energy-Fahrzeuge zum allgemeinen Trend in der Automobilindustrie geworden. In der aktuellen Situation, in der es schwierig ist, in kurzer Zeit Durchbrüche in der Batterietechnologie zu erzielen, haben Elektrofahrzeuge jedoch Lademöglichkeiten weit verbreitet, in der Hoffnung, die Sorgen der Autobesitzer durch ausreichende Ladeausrüstung zu lösen. Der Ladestecker für Elektrofahrzeuge ist als entscheidende Komponente der Ladeausrüstung aufgrund unterschiedlicher Standards in verschiedenen Ländern einem direkten Konflikt ausgesetzt. Hier sortieren wir für Sie die verschiedenen Standards für Ladesteckverbinder von Elektrofahrzeugen weltweit.
1. Kombi
Die Combo-Steckdose kann ein langsames Laden und ein schnelles Laden von Elektrofahrzeugen ermöglichen. Es ist derzeit der am weitesten verbreitete Steckdosentyp in Europa, darunter Audi, BMW, Chrysler, Daimler, Ford, GM, Porsche und Volkswagen, die alle mit SAE (Society of Automotive Engineers) ausgestattet sind. ) entwickelte Ladeschnittstelle.
Am 2. Oktober 2012 wurde der überarbeitete Entwurf von SAE J1772, der von den zuständigen SAE-Komiteemitgliedern abgestimmt wurde, zum einzigen offiziellen DC-Ladestandard der Welt. Kernstück des Average für DC-Schnellladen auf Basis der Revision von J1772 ist der Combo Connector.
Die vorherige Version des Standards (hergestellt im Jahr 2010) spezifizierte den grundlegenden J1772-Anschluss für das Laden mit Wechselstrom, mit niedrigeren Ladepegeln (AC Level1 für 120 V und Level2 für 240 V). Dieser Basisstecker ist heute weit verbreitet und mit den Elektrofahrzeugen Nissan Leaf, Chevrolet Volt und Mitsubishi i-MiEV kompatibel. Der Combo Connector im neuen, 2012 formulierten J1772-Standard verfügt neben allen ursprünglichen Funktionen über zwei weitere Pins, die zum DC-Schnellladen genutzt werden können, ist aber nicht kompatibel mit der aktuellen Produktion von alten Elektrofahrzeugen.
Vorteile: Der bedeutendste Vorteil des Combo Connectors besteht darin, dass Autohersteller in Zukunft bei ihren neuen Modellen eine Buchse verwenden können, nicht nur für den kleineren Basis-AC-Steckverbinder der ersten Generation, sondern auch für den größeren der zweiten Generation Combo Connector, letzterer kann sowohl Gleich- als auch Wechselströme liefern und mit zwei verschiedenen Geschwindigkeiten laden.
Nachteile: Der Schnelllademodus erfordert eine Ladestation, die bis zu 500 Volt und 200 Ampere Strom liefert.
2. Tesla
Tesla-Autos haben ihre eigenen Ladestandards und behaupten, dass sie in 30 Minuten mehr als 300 Kilometer zurücklegen können. Daher hat seine Ladesteckdose eine maximale Leistung von 120 kW und einen maximalen Strom von 80 A.
Derzeit hat Tesla 908 Supercharger-Stationen in den Vereinigten Staaten. Um in China Fuß zu fassen, hat Tesla auch 7 Supercharger-Stationen in meinem Land errichtet, 3 in Shanghai, 2 in Peking, 1 in Hangzhou und 1 in Shenzhen. Darüber hinaus plant Tesla, um sich besser in verschiedene Regionen zu integrieren, die Kontrolle über Ladestandards aufzugeben und die nationalen Standards verschiedener Länder zu übernehmen, die in China implementiert wurden.
Vorteile: fortschrittliche Technologie, hohe Ladeeffizienz.
Nachteile: Entgegen den nationalen Standards verschiedener Länder ist es schwierig, den Umsatz kompromisslos zu steigern; die Ladeeffizienz wird nach Kompromiss reduziert, und es ist ein Dilemma.
3. CCS
Um den Status quo der chaotischen Standards für Ladeschnittstellen zu ändern, haben die acht großen amerikanischen und deutschen Hersteller Ford, GM, Chrysler, Audi, BMW, Mercedes-Benz, Volkswagen und Porsche 2012 ein „gemeinsames Ladesystem“ veröffentlicht. „Combined Charging System“ (Combined Charging System), der „CCS“-Standard.
Das „gemeinsame Ladesystem“ kann alle bestehenden Ladeschnittstellen vereinen, sodass vier Modi des einphasigen AC-Ladens, des schnellen dreiphasigen AC-Ladens, des Haushalts-DC-Ladens und des superschnellen DC-Ladens mit einer Schnittstelle abgeschlossen werden können.
AE hat das kombinierte Ladesystem als seinen Standard ausgewählt, und neben SAE hat auch die European Automobile Manufacturers Association (ACEA) angekündigt, dass sie das kombinierte Ladesystem als DC/AC-Ladeschnittstelle für den Einsatz in allen Plug-Ins ausgewählt hat ab 2017 in Europa verkauft. Elektrofahrzeug. Seit Deutschland und China im vergangenen Jahr die Ladestandards für Elektrofahrzeuge vereinheitlicht haben, hat sich auch China dem europäischen und amerikanischen Lager angeschlossen, was beispiellose Möglichkeiten für die Entwicklung von Elektrofahrzeugen in China bringt. Zum „CCS“-Standardlager gehören Zinoro 1E, Audi A3e-Tron, BAIC E150EV, BMW i3, Denza, Volkswagen e-up, Changan Yidong EV und SmartEV.
Vorteile: BMW, Daimler und Volkswagen, die drei deutschen Autohersteller, werden ihre Investitionen in Elektrofahrzeuge in China erhöhen, und der CCS-Standard könnte für China förderlicher sein.
Nachteile: Elektrofahrzeuge, die den „CCS“-Standard unterstützen, werden entweder in kleinen Stückzahlen verkauft oder kommen gerade erst in den Verkauf.
4. CHAdeMO
CHAdeMO ist die Abkürzung für CHArge de Move. Es ist ein CHAdeMO-Sockel, der von Nissan und Mitsubishi Motors in Japan unterstützt wird. Aus dem Japanischen übersetzt bedeutet CHAdeMO „Ladezeit ist so kurz wie eine Kaffeepause“. Diese DC-Schnellladesteckdose kann eine maximale Ladeleistung von 50 kW bereitstellen.
Zu den EV-Modellen, die diesen Ladestandard unterstützen, gehören Nissan Leaf, Mitsubishi Outlander Plug-in Hybrid, Citroen C-ZERO, Peugeot iON, Citroen Berlingo, Peugeot Partner, Mitsubishi i-MiEV, Mitsubishi MINICAB-MiEV, Mitsubishi MINICAB-MiEV Truck, Honda Fit Elektroversion, Mazda DEMIOEV, Subaru Stella Plug-in-Hybrid, Nissan eEV200 usw. Zu beachten ist hier, dass die Elektrofahrzeuge Nissan Leaf und Mitsubishi i-MiEV zwei unterschiedliche Ladebuchsen haben, von denen eine für den Basisstecker J1772 geeignet ist, das ist der Combo-Anschluss, der im ersten Teil vorgestellt wurde; der andere ist für Japans nativen CHAdeMO-Standardanschluss geeignet.
Die von CHAdeMO angewandte Schnelllademethode ist in der Abbildung dargestellt, und der Strom wird durch das CAN-Bus-Signal des Fahrzeugs gesteuert. Das heißt, während der Batteriestatus überwacht wird, wird der zum Laden erforderliche Stromwert in Echtzeit berechnet und über die Kommunikationsleitung eine Benachrichtigung an das Ladegerät gesendet; Das Schnellladegerät erhält rechtzeitig den Strombefehl vom Auto und liefert den Strom gemäß dem angegebenen Wert.
Durch das Batteriemanagementsystem wird der Batteriestatus überwacht und der Strom in Echtzeit gesteuert, wodurch alle für ein schnelles und sicheres Laden erforderlichen Funktionen vollständig realisiert werden und sichergestellt wird, dass das Laden nicht durch die Universalität der Batterie eingeschränkt wird. In Japan wurden 1.154 nach dem CHAdeMO-Standard installierte Schnellladegeräte in Betrieb genommen. In den Vereinigten Staaten wurden die Ladestationen von CHAdeMO auch weithin "ins Netz geworfen". Die neuesten Daten des US-Energieministeriums zeigen, dass es in den Vereinigten Staaten 1.344 CHAdeMO-AC-Schnellladestationen gibt.
Vorteile: Neben der Datensteuerleitung nutzt CHAdeMO auch den CAN-Bus als Kommunikationsschnittstelle. Aufgrund seiner überlegenen Störfestigkeit und hohen Fehlererkennungsfähigkeit sind die Kommunikationsstabilität und -zuverlässigkeit hoch. Die gute Bilanz der Ladesicherheit wurde von der Industrie bestätigt.
Nachteile: CHAdeMO war ursprünglich für eine Ladeleistung von 100 kW ausgelegt und der Stecker ist sehr sperrig, aber die Ausgangsleistung im Ladeauto beträgt nur 50 kW.
5. GB/T20234
Im Jahr 2006 hat China die „Allgemeinen Anforderungen für konduktive Ladestecker, Steckdosen, Fahrzeugkupplungen und Fahrzeugheber für Elektrofahrzeuge“ (GB/T20234-2006) herausgegeben. Diese nationale Norm spezifiziert den Ladestrom mit 16 A, 32 A und 250 A AC. Die Klassifizierungsmethode der Verbindung mit 400 A DC stützt sich hauptsächlich auf den von der International Electrotechnical Commission (IEC) im Jahr 2003 vorgeschlagenen Standard, aber dieser Standard spezifiziert nicht die Anzahl der Anschlussstifte, die physische Größe und die Schnittstellendefinition der Ladeschnittstelle.
Im Jahr 2011 führte China den empfohlenen Standard GB/T20234-2011 ein, der einige Inhalte in GB/T20234-2006 ersetzte, der vorschrieb, dass die Nennwechselspannung 690 V nicht überschreiten sollte, die Frequenz 50 Hz betragen sollte , und der Nennstrom sollte 250A nicht überschreiten; Die DC-Nennspannung sollte 250A nicht überschreiten. Nicht mehr als 1000 V, Nennstrom nicht mehr als 400 A.
Vorteile: Im Vergleich zur Version 2006 des nationalen Standards werden mehr Ladeschnittstellenparameter detailliert kalibriert.
Nachteil: Der Standard ist noch nicht perfekt. Außerdem handelt es sich nur um einen empfohlenen Standard, der nicht durchgesetzt wird.
6. Eine neue Generation von ChaoJi-Ladesystemen
In 2020 werden das China Electricity Council und das CHAdeMO Council gemeinsam die Forschungsarbeiten auf dem Entwicklungsweg der ChaoJi-Industrialisierung starten und das „White Paper ChaoJi Conductive Charging Technology für Elektrofahrzeuge“ bzw. den CHAdeMO3.0-Standard veröffentlichen .
Das Ladesystem von Chao Ji ist aufwärts- und abwärtskompatibel. Es werden neue Steuer- und Leitschaltungsschemata formuliert und ein Hard-Node-Signaldesign hinzugefügt. Wenn ein Fehler auftritt, wird das Semaphor verwendet, um die Gegenseite schnell zu benachrichtigen, um rechtzeitig eine schnelle Antwort zu geben, um die Ladesicherheit zu gewährleisten. Erstellen Sie ein Sicherheitsmodell des gesamten Systems, optimieren Sie die Leistung der Isolationsüberwachung und klären Sie eine Reihe von Sicherheitsaspekten wie I2t, y-Kapazität, PE-Leiterauswahl, maximale Kurzschlusskapazität und PE-Trennung. Gleichzeitig wird das Thermomanagementsystem neu bewertet und ausgelegt und ein Testverfahren für die Ladeanschlussvorrichtung vorgeschlagen.
Die Ladeschnittstelle von Chao Ji nimmt ein 7--Pin-Endflächendesign an, der Spannungspegel kann 1000 (1500) V erreichen und der maximale Strom kann 600 A erreichen. Die ChaoJi-Ladeschnittstelle wurde entwickelt, um die Gesamtgröße zu reduzieren, die Passungstoleranz zu optimieren, die Größe des Stromanschlusses zu reduzieren und die IPXXB-Sicherheitsanforderungen zu erfüllen. Gleichzeitig ist die physische Führung zum Ein- und Ausstecken so gestaltet, dass die Einstecktiefe der stirnseitigen Führung der Steckdose vertieft und ergonomischen Anforderungen gerecht wird.
Das Chao Ji-Ladesystem bezieht sich nicht nur auf eine Hochleistungs-Ladeschnittstelle, sondern auf eine Reihe systematischer DC-Ladelösungen für Elektrofahrzeuge, einschließlich Steuer- und Steuerkreis, Kommunikationsprotokoll, Design und Kompatibilität des Anschlussgeräts sowie der Sicherheit des Ladevorgangs System, Hochleistungs-Wärmemanagement unter Betriebsbedingungen usw. Das Ladesystem von Chao Ji ist eine einheitliche Lösung für die Welt, sodass dasselbe Elektrofahrzeug in verschiedenen Ländern für das Ladesystem des entsprechenden Landes verwendet werden kann.
Zusammenfassen
Aufgrund der Unterschiede zwischen den Marken von Fahrzeugen mit neuer Energie, die heute auf dem Markt sind, sind die anwendbaren Normen für die Ladeausrüstung nicht gleich, und eine einzige Art von Ladeanschlussstruktur kann nicht alle Modelle erfüllen. Darüber hinaus reift die Technologie im Bereich der Fahrzeuge mit neuer Energie immer noch. Die Ladestapel und Ladeverbindungssysteme vieler Automobilhersteller sind immer noch mit instabilem Produktdesign, potenziellen Sicherheitsrisiken, anormalem Laden und Fahrzeugstapeln in praktischen Anwendungen und umweltbedingter Alterung konfrontiert. Inkompatibilität, fehlende Prüfnormen etc.
Heutzutage haben Autohersteller in verschiedenen Ländern allmählich erkannt, dass "Standards" der Schlüsselfaktor sind, der die Entwicklungsperspektiven von Elektrofahrzeugen beeinflusst. In den letzten Jahren hat sich der globale Ladestandard schrittweise von „diversifiziert“ zu „zentralisiert“ entwickelt. Um jedoch die Vereinheitlichung von Ladestandards wirklich zu realisieren, sind neben Schnittstellenstandards auch aktuelle Kommunikationsstandards erforderlich. Ersteres bezieht sich darauf, ob die Anschlüsse übereinstimmen, und letzteres beeinflusst, ob der Stecker eingeschaltet werden kann, wenn er eingesteckt ist. Bis zur Vereinheitlichung der Ladestandards für Elektrofahrzeuge ist es noch ein weiter Weg. Sowohl Autohersteller als auch Regierungen müssen ihre Haltung weiter „öffnen“, bevor Elektrofahrzeuge eine Zukunft haben können. Es wird erwartet, dass die führende Kraft meines Landes bei der Durchsetzung des Standards der ChaoJi-Konduktionsladetechnologie für Elektrofahrzeuge in Zukunft eine größere Rolle spielen wird.