มาตรฐานขั้วต่อการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าที่สำคัญของโลก

คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับมาตรฐานขั้วต่อการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าที่สำคัญที่สุดในโลก

เห็นได้ชัดว่า รถยนต์พลังงานใหม่ที่ใช้ไฟฟ้าล้วนกลายเป็นเทรนด์ทั่วไปในอุตสาหกรรมยานยนต์ อย่างไรก็ตาม ภายใต้สถานการณ์ปัจจุบันที่เป็นการยากที่จะสร้างความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีแบตเตอรี่ในช่วงเวลาสั้น ๆ ยานยนต์ไฟฟ้าได้ปรับใช้สิ่งอำนวยความสะดวกในการชาร์จอย่างกว้างขวาง โดยหวังว่าจะสามารถแก้ไขความกังวลของเจ้าของรถด้วยอุปกรณ์ชาร์จที่เพียงพอ ขั้วต่อการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญในอุปกรณ์ชาร์จต้องเผชิญกับความขัดแย้งโดยตรงเนื่องจากมาตรฐานที่แตกต่างกันในหลายประเทศ ที่นี่เราจัดเรียงมาตรฐานขั้วต่อการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าต่างๆ ของโลกสำหรับคุณ

1. คอมโบ

ซ็อกเก็ตคอมโบช่วยให้ชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าได้ช้าและชาร์จเร็ว ปัจจุบันเป็นประเภทซ็อกเก็ตที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในยุโรป ได้แก่ Audi, BMW, Chrysler, Daimler, Ford, GM, Porsche และ Volkswagen ทั้งหมดติดตั้ง SAE (สมาคมวิศวกรยานยนต์) ) พัฒนาอินเทอร์เฟซการชาร์จ

เมื่อวันที่ 2 ตุลาคม 2555 ร่างฉบับแก้ไขของ SAE J1772 ซึ่งได้รับการโหวตจากสมาชิกคณะกรรมการ SAE ที่เกี่ยวข้อง ได้กลายเป็นมาตรฐานการชาร์จ DC อย่างเป็นทางการเพียงแห่งเดียวในโลก แกนกลางของค่าเฉลี่ยสำหรับการชาร์จแบบเร็ว DC ตามการแก้ไขของ J1772 คือตัวเชื่อมต่อแบบคอมโบ

รุ่นก่อนหน้าของมาตรฐาน (ผลิตในปี 2010) ระบุตัวเชื่อมต่อ J1772 พื้นฐานสำหรับการชาร์จ AC โดยมีระดับการชาร์จที่ต่ำกว่า (AC Level1 สำหรับ 120V และ Level2 สำหรับ 240V) ขั้วต่อพื้นฐานนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันและเข้ากันได้กับรถยนต์ไฟฟ้า Nissan Leaf, Chevrolet Volt และ Mitsubishi i-MiEV นอกเหนือจากฟังก์ชันดั้งเดิมทั้งหมดแล้ว Combo Connector ในมาตรฐาน J1772 ใหม่ซึ่งกำหนดขึ้นในปี 2555 มีหมุดอีกสองตัว ซึ่งสามารถใช้สำหรับการชาร์จแบบ DC อย่างรวดเร็ว แต่ไม่สามารถใช้งานร่วมกับรถยนต์ไฟฟ้ารุ่นเก่าที่ผลิตในปัจจุบันได้

ข้อดี: ประโยชน์ที่สำคัญที่สุดของ Combo Connector คือในอนาคตผู้ผลิตรถยนต์สามารถใช้ซ็อกเก็ตในรุ่นใหม่ของพวกเขาได้ ไม่เพียงแต่สำหรับคอนเน็กเตอร์ AC แบบพื้นฐานที่มีขนาดเล็กกว่ารุ่นแรกเท่านั้น แต่ยังสำหรับรุ่นที่สองที่มีขนาดใหญ่กว่าด้วย Combo Connector ตัวหลังสามารถจ่ายกระแสไฟได้ทั้ง DC และ AC โดยชาร์จที่ความเร็วสองระดับที่แตกต่างกัน

ข้อเสีย: โหมดชาร์จเร็วต้องใช้สถานีชาร์จเพื่อให้กระแสไฟสูงถึง 500 โวลต์และกระแสไฟ 200 แอมป์

2. เทสลา

รถยนต์เทสลามีมาตรฐานการชาร์จของตัวเอง โดยอ้างว่าสามารถวิ่งได้ไกลกว่า 300 กิโลเมตรใน 30 นาที ดังนั้นซ็อกเก็ตการชาร์จจึงมีความจุสูงสุด 120kw และกระแสสูงสุด 80A

ปัจจุบัน เทสลามีสถานีซุปเปอร์ชาร์จเจอร์ 908 แห่งในสหรัฐอเมริกา เพื่อเข้าสู่ประเทศจีน เทสลายังได้จัดตั้งสถานีซุปเปอร์ชาร์จ 7 แห่งในประเทศของฉัน 3 แห่งในเซี่ยงไฮ้ 2 แห่งในปักกิ่ง 1 แห่งในหางโจวและ 1 แห่งในเซินเจิ้น นอกจากนี้ เพื่อที่จะรวมเข้ากับภูมิภาคต่างๆ ได้ดีขึ้น เทสลาวางแผนที่จะละทิ้งการควบคุมมาตรฐานการชาร์จและนำมาตรฐานระดับชาติของประเทศต่างๆ มาใช้ ซึ่งได้มีการดำเนินการในประเทศจีนแล้ว

ข้อดี: เทคโนโลยีขั้นสูง ประสิทธิภาพการชาร์จสูง.

ข้อเสีย: ตรงกันข้ามกับมาตรฐานแห่งชาติของประเทศต่างๆ การเพิ่มยอดขายโดยไม่ประนีประนอมเป็นเรื่องยาก ประสิทธิภาพการชาร์จจะลดลงหลังจากการประนีประนอมและเป็นภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออก

3. CCS

เพื่อที่จะเปลี่ยนสถานะที่เป็นอยู่ของมาตรฐานอินเทอร์เฟซการชาร์จที่วุ่นวาย ผู้ผลิตรายใหญ่ของอเมริกาและเยอรมันแปดราย ได้แก่ Ford, GM, Chrysler, Audi, BMW, Mercedes-Benz, Volkswagen และ Porsche ได้เปิดตัว "ระบบชาร์จร่วม" ในปี 2555 "ระบบการชาร์จแบบรวม" (ระบบการชาร์จแบบรวม) มาตรฐาน "CCS"

"ระบบการชาร์จร่วม" สามารถรวมอินเทอร์เฟซการชาร์จที่มีอยู่ทั้งหมดเข้าด้วยกัน เพื่อให้โหมดการชาร์จ AC เฟสเดียวสี่โหมด การชาร์จ AC สามเฟสอย่างรวดเร็ว การชาร์จ DC ในครัวเรือน และการชาร์จ DC ความเร็วสูงสามารถทำได้ด้วยอินเทอร์เฟซเดียว

AE ได้เลือกระบบชาร์จแบบรวมเป็นมาตรฐาน และนอกเหนือจาก SAE แล้ว สมาคมผู้ผลิตรถยนต์แห่งยุโรป (ACEA) ยังได้ประกาศเลือกระบบชาร์จแบบรวมเป็นอินเทอร์เฟซการชาร์จ DC/AC สำหรับใช้ในปลั๊กอินทั้งหมด จำหน่ายในยุโรปตั้งแต่ปี 2560 รถยนต์ไฟฟ้า นับตั้งแต่เยอรมนีและจีนรวมมาตรฐานการชาร์จสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าเมื่อปีที่แล้ว จีนได้เข้าร่วมค่ายในยุโรปและอเมริกาด้วย ซึ่งนำโอกาสที่ไม่เคยมีมาก่อนสำหรับการพัฒนารถยนต์ไฟฟ้าในประเทศจีน Zinoro 1E, Audi A3e-Tron, BAIC E150EV, BMW i3, Denza, Volkswagen e-up, Changan Yidong EV และ SmartEV ล้วนเป็นของค่ายมาตรฐาน "CCS"

ข้อดี: BMW, Daimler และ Volkswagen ซึ่งเป็นผู้ผลิตรถยนต์สัญชาติเยอรมันทั้งสามรายจะเพิ่มการลงทุนในรถยนต์ไฟฟ้าในประเทศจีน และมาตรฐาน CCS อาจเอื้อต่อประเทศจีนมากขึ้น

ข้อเสีย: EVs ที่รองรับมาตรฐาน "CCS" จะขายเป็นจำนวนน้อยหรือเพิ่งเริ่มออกขาย

4. ชาเดโม่

CHAdeMO เป็นตัวย่อของ CHarge de Move เป็นซ็อกเก็ต CHAdeMO ที่รองรับโดย Nissan และ Mitsubishi Motors ในญี่ปุ่น CHAdeMO แปลจากภาษาญี่ปุ่นแปลว่า "เวลาในการชาร์จสั้นพอๆ กับช่วงพักดื่มกาแฟ" ซ็อกเก็ตชาร์จเร็ว DC นี้สามารถให้ความจุในการชาร์จสูงสุด 50kw

รุ่น EV ที่รองรับมาตรฐานการชาร์จนี้ ได้แก่ 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 รุ่นไฟฟ้า, Mazda DEMIOEV, Subaru Stella plug-in hybrid, Nissan eEV200 เป็นต้น ควรสังเกตว่ารถยนต์ไฟฟ้า Nissan Leaf และ Mitsubishi i-MiEV มีช่องเสียบชาร์จสองช่อง ซึ่งหนึ่งในนั้นเหมาะสำหรับขั้วต่อ J1772 พื้นฐาน ซึ่งเป็นตัวเชื่อมต่อ Combo ที่เปิดตัวในตอนแรก อีกอันหนึ่งเหมาะสำหรับขั้วต่อมาตรฐาน CHAdeMO ดั้งเดิมของญี่ปุ่น

วิธีการชาร์จแบบเร็วที่ CHAdeMO นำมาใช้นั้นแสดงอยู่ในรูป และกระแสไฟจะถูกควบคุมโดยสัญญาณบัส CAN ของรถ นั่นคือในขณะที่ตรวจสอบสถานะแบตเตอรี่ ค่าปัจจุบันที่จำเป็นสำหรับการชาร์จจะถูกคำนวณแบบเรียลไทม์ และส่งการแจ้งเตือนไปยังเครื่องชาร์จผ่านสายสื่อสาร เครื่องชาร์จเร็วได้รับคำสั่งปัจจุบันจากรถในเวลาและให้กระแสไฟตามค่าที่กำหนด

ผ่านระบบการจัดการแบตเตอรี่ สถานะของแบตเตอรี่จะถูกตรวจสอบและควบคุมกระแสไฟแบบเรียลไทม์ ซึ่งตระหนักถึงฟังก์ชันทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการชาร์จที่รวดเร็วและปลอดภัยอย่างเต็มที่ มั่นใจได้ว่าการชาร์จจะไม่ถูกจำกัดด้วยความเป็นสากลของแบตเตอรี่ ในญี่ปุ่น มีการติดตั้งที่ชาร์จแบบเร็ว 1,154 ตัวตามมาตรฐาน CHAdeMO ในสหรัฐอเมริกา สถานีชาร์จของ CHAdeMO ก็ได้รับการ "เหวี่ยงแห" อย่างกว้างขวางเช่นกัน ข้อมูลล่าสุดจากกระทรวงพลังงานสหรัฐแสดงให้เห็นว่ามีสถานีชาร์จเร็ว CHAdeMO AC 1,344 แห่งในสหรัฐอเมริกา

ข้อดี: นอกจากสายควบคุมข้อมูลแล้ว CHAdeMO ยังใช้ CAN บัสเป็นอินเทอร์เฟซการสื่อสารอีกด้วย เนื่องจากการป้องกันเสียงรบกวนที่เหนือกว่าและความสามารถในการตรวจจับข้อผิดพลาดสูง ความเสถียรในการสื่อสารและความน่าเชื่อถือจึงสูง บันทึกความปลอดภัยการชาร์จที่ดีได้รับการยืนยันจากอุตสาหกรรม

ข้อเสีย: เดิมที CHAdeMO ได้รับการออกแบบสำหรับเอาต์พุตการชาร์จ 100 กิโลวัตต์ และขั้วต่อมีขนาดใหญ่มาก แต่กำลังขับในรถชาร์จเพียง 50 กิโลวัตต์

5. GB/T20234

ในปี พ.ศ. 2549 จีนได้ออก "ข้อกำหนดทั่วไปสำหรับปลั๊กชาร์จไฟฟ้าแบบนำไฟฟ้า ซ็อกเก็ต ข้อต่อสำหรับรถยนต์ และแจ็คสำหรับรถยนต์" (GB/T20234-2006) มาตรฐานแห่งชาตินี้กำหนดกระแสไฟชาร์จเป็น 16A, 32A และ 250A AC วิธีการจำแนกประเภทการเชื่อมต่อกับ 400A DC ส่วนใหญ่ใช้มาตรฐานที่เสนอโดย International Electrotechnical Commission (IEC) ในปี 2546 แต่มาตรฐานนี้ไม่ได้ระบุจำนวนพินการเชื่อมต่อ ขนาดทางกายภาพ และคำจำกัดความอินเทอร์เฟซของอินเทอร์เฟซการชาร์จ

ในปี 2011 ประเทศจีนได้แนะนำมาตรฐาน GB/T20234-2011 ที่แนะนำ ซึ่งแทนที่เนื้อหาบางส่วนใน GB/T20234-2006 ซึ่งกำหนดว่าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่กำหนดไม่ควรเกิน 690V ความถี่ควรเป็น 50Hz และกระแสไฟที่กำหนดไม่ควรเกิน 250A; แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงไม่ควรเกิน 250A ไม่เกิน 1000V กระแสไฟไม่เกิน 400A

ข้อดี: เมื่อเทียบกับมาตรฐานแห่งชาติรุ่นปี 2549 มีการปรับเทียบพารามิเตอร์อินเทอร์เฟซการชาร์จเพิ่มเติมในรายละเอียด

ข้อเสีย: มาตรฐานยังไม่สมบูรณ์แบบ นอกจากนี้ เป็นเพียงมาตรฐานที่แนะนำเท่านั้น และไม่มีการบังคับใช้

6. ระบบการชาร์จ ChaoJi รุ่นใหม่

ในปี 2020 สภาการไฟฟ้าแห่งประเทศจีนและสภา CHAdeMO จะร่วมกันเปิดตัวงานวิจัยเกี่ยวกับเส้นทางการพัฒนาอุตสาหกรรมของ ChaoJi และเผยแพร่ "เอกสารรายงานเทคโนโลยีการชาร์จสื่อกระแสไฟฟ้า ChaoJi สำหรับยานพาหนะไฟฟ้า" และมาตรฐาน CHAdeMO3.0 ตามลำดับ .

ระบบการชาร์จของ Chao Ji ใช้งานได้ทั้งแบบเดินหน้าและถอยหลัง มีการกำหนดโครงร่างวงจรควบคุมและแนวทางใหม่ และมีการเพิ่มการออกแบบสัญญาณฮาร์ดโหนด เมื่อเกิดข้อผิดพลาด สัญญาณจะใช้เพื่อแจ้งเตือนฝั่งตรงข้ามอย่างรวดเร็วเพื่อให้ตอบสนองอย่างรวดเร็วในเวลาเพื่อความปลอดภัยในการชาร์จ สร้างแบบจำลองความปลอดภัยของทั้งระบบ เพิ่มประสิทธิภาพการตรวจสอบฉนวน และชี้แจงปัญหาด้านความปลอดภัยต่างๆ เช่น I2t, ความจุ y, การเลือกตัวนำ PE, ความสามารถในการลัดวงจรสูงสุด และการตัดการเชื่อมต่อ PE ในเวลาเดียวกัน ระบบจัดการระบายความร้อนได้รับการประเมินและออกแบบใหม่ และเสนอวิธีทดสอบสำหรับอุปกรณ์เชื่อมต่อการชาร์จ

อินเทอร์เฟซการชาร์จ Chao Ji ใช้การออกแบบหน้าปลายพิน 7- ระดับแรงดันไฟฟ้าสามารถเข้าถึง 1,000 (1500) V และกระแสสูงสุดสามารถเข้าถึง 600A อินเทอร์เฟซการชาร์จ ChaoJi ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดขนาดโดยรวม เพิ่มประสิทธิภาพความทนทานต่อความพอดี ลดขนาดของขั้วไฟฟ้า และตรงตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของ IPXXB ในเวลาเดียวกัน คู่มือทางกายภาพสำหรับการเสียบและถอดปลั๊กได้รับการออกแบบ ซึ่งทำให้ความลึกของการแทรกของตัวนำส่วนหน้าของซ็อกเก็ตลึกขึ้น และตรงตามข้อกำหนดตามหลักสรีรศาสตร์

ระบบการชาร์จ Chao Ji ไม่ได้หมายถึงอินเทอร์เฟซการชาร์จกำลังสูง แต่เป็นชุดของโซลูชันการชาร์จ DC ของรถยนต์ไฟฟ้าที่เป็นระบบ รวมถึงวงจรควบคุมและพวงมาลัย โปรโตคอลการสื่อสาร การออกแบบและความเข้ากันได้ของอุปกรณ์เชื่อมต่อ ความปลอดภัยของการชาร์จ ระบบการจัดการความร้อนกำลังสูงภายใต้สภาวะการทำงาน ฯลฯ ระบบการชาร์จของ Chao Ji เป็นโซลูชันแบบครบวงจรสำหรับโลกเพื่อให้สามารถใช้รถยนต์ไฟฟ้าชนิดเดียวกันกับระบบการชาร์จของประเทศที่เกี่ยวข้องในประเทศต่างๆ

สรุป

เนื่องจากความแตกต่างของแบรนด์รถยนต์พลังงานใหม่ในตลาดปัจจุบัน มาตรฐานอุปกรณ์ชาร์จที่ใช้ได้จึงไม่เหมือนกัน และโครงสร้างขั้วต่อการชาร์จแบบเดียวไม่สามารถตอบสนองทุกรุ่นได้ นอกจากนี้ เทคโนโลยีในด้านยานยนต์พลังงานใหม่ยังคงเติบโตเต็มที่ กองชาร์จและระบบเชื่อมต่อการชาร์จของผู้ผลิตรถยนต์หลายรายยังคงเผชิญกับการออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ไม่เสถียร อันตรายด้านความปลอดภัยที่อาจเกิดขึ้น การชาร์จที่ผิดปกติ และกองยานพาหนะในการใช้งานจริงและการเสื่อมสภาพของสิ่งแวดล้อม ความเข้ากันไม่ได้ ขาดมาตรฐานการทดสอบ ฯลฯ

ปัจจุบันบริษัทรถยนต์ในประเทศต่างๆ ค่อยๆ ตระหนักว่า "มาตรฐาน" เป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อแนวโน้มการพัฒนารถยนต์ไฟฟ้า ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มาตรฐานการชาร์จทั่วโลกค่อยๆ เปลี่ยนจาก "หลากหลาย" เป็น "รวมศูนย์" อย่างไรก็ตาม เพื่อให้เข้าใจถึงการรวมมาตรฐานการชาร์จอย่างแท้จริง นอกเหนือจากมาตรฐานอินเทอร์เฟซแล้ว ยังจำเป็นต้องมีมาตรฐานการสื่อสารในปัจจุบันด้วย อดีตเกี่ยวข้องกับว่าตัวเชื่อมต่อนั้นตรงกันหรือไม่และส่วนหลังจะส่งผลต่อว่าจะสามารถเปิดปลั๊กได้หรือไม่เมื่อเสียบเข้าไป ยังมีหนทางอีกยาวไกลในการรวมมาตรฐานการชาร์จสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าเป็นหนึ่งเดียว ทั้งบริษัทรถยนต์และรัฐบาลจำเป็นต้อง "เปิดทัศนคติ" เพิ่มเติม ก่อนที่รถยนต์ไฟฟ้าจะมีอนาคต เป็นที่คาดหวังว่าผู้นำของประเทศของฉันในการผลักดันมาตรฐานเทคโนโลยีการชาร์จแบบนำไฟฟ้า ChaoJi สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าจะมีบทบาทมากขึ้นในอนาคต