Роз'єми для заряджання електромобілів бувають різних форм і розмірів

Електромобілі зараз є звичним явищем на наших дорогах, і для їх обслуговування по всьому світу будується зарядна інфраструктура. Це еквівалент електрики на заправці, і незабаром вони будуть скрізь.
Однак, це викликає цікаве питання. Повітряні насоси просто заливають рідину в отвори і вже давно є значною мірою стандартизованими. У світі зарядних пристроїв для електромобілів це не так, тож давайте заглибимося в поточний стан справ.

Технологія електромобілів зазнала швидкого розвитку з тих пір, як стала поширеною протягом останнього десятиліття або близько того. Оскільки більшість електромобілів все ще мають обмежений запас ходу, автовиробники протягом багатьох років розробляли автомобілі з швидшою зарядкою, щоб підвищити практичність. Це досягається завдяки вдосконаленню акумулятора, апаратного та програмного забезпечення контролера. Технологія зарядки просунулася настільки, що новітні електромобілі тепер можуть збільшити запас ходу на сотні миль лише за 20 хвилин.

Однак, заряджання електромобіля на такій швидкості вимагає багато електроенергії. Як результат, автовиробники та галузеві групи працюють над розробкою нових стандартів заряджання, щоб якомога швидше подавати високий струм до найкращих автомобільних акумуляторів.
Для орієнтиру, типова побутова розетка в США може видавати 1,8 кВт. Зарядка сучасного електромобіля від такої побутової розетки займає 48 годин або більше.
Натомість, сучасні порти зарядки електромобілів можуть передавати потужність від 2 кВт до 350 кВт у деяких випадках і для цього потрібні вузькоспеціалізовані роз'єми. Протягом багатьох років з'явилися різні стандарти, оскільки автовиробники прагнуть забезпечувати транспортні засоби більшою потужністю на вищих швидкостях. Давайте розглянемо найпоширеніші варіанти сьогодні.
Стандарт SAE J1772 був опублікований у червні 2001 року та також відомий як J Plug. 5-контактний роз'єм підтримує однофазну зарядку змінним струмом потужністю 1,44 кВт при підключенні до стандартної побутової розетки, яку можна збільшити до 19,2 кВт при встановленні на високошвидкісній зарядній станції для електромобілів. Цей роз'єм передає однофазний змінний струм по двох проводах, сигнали по двох інших проводах, а п'ятий — це захисне заземлення.
Після 2006 року J Plug став обов'язковим для всіх електромобілів, що продаються в Каліфорнії, і швидко набув популярності в США та Японії, а також проник на інші світові ринки.
Роз'єм типу 2, також відомий своїм творцем, німецьким виробником Mennekes, вперше був запропонований у 2009 році як заміна європейського стандарту SAE J1772. Його головною особливістю є 7-контактна конструкція роз'єму, яка може передавати однофазний або трифазний змінний струм, що дозволяє заряджати транспортні засоби потужністю до 43 кВт. На практиці багато зарядних пристроїв типу 2 мають максимальну потужність 22 кВт або менше. Подібно до J1772, він також має два контакти для сигналів перед та після підключення. Потім він має захисне заземлення, нейтраль та три провідники для трьох фаз змінного струму.
У 2013 році Європейський Союз обрав штекери типу 2 як новий стандарт, щоб замінити J1772 та скромні роз'єми EV Plug Alliance типу 3A та 3C для заряджання змінного струму. Відтоді цей роз'єм широко прийнятий на європейському ринку, а також доступний у багатьох автомобілях на міжнародному ринку.
CCS розшифровується як Combined Charging System (Комбінована система заряджання) і використовує «комбінований» роз'єм для заряджання як постійним, так і змінним струмом. Випущений у жовтні 2011 року, стандарт розроблений для легкого впровадження високошвидкісної зарядки постійним струмом у нових автомобілях. Цього можна досягти, додавши пару провідників постійного струму до існуючого типу роз'єму змінного струму. Існує дві основні форми CCS: роз'єм Combo 1 та роз'єм Combo 2.
Combo 1 оснащений роз'ємом змінного струму типу 1 J1772 та двома великими провідниками постійного струму. Таким чином, автомобіль із роз'ємом CCS Combo 1 можна підключити до зарядного пристрою J1772 для заряджання змінним струмом або до роз'єму Combo 1 для високошвидкісного заряджання постійним струмом. Ця конструкція підходить для автомобілів на ринку США, де роз'єми J1772 стали поширеним явищем.
Роз'єми Combo 2 оснащені роз'ємом Mennekes, з'єднаним з двома великими провідниками постійного струму. Для європейського ринку це дозволяє заряджати автомобілі з роз'ємами Combo 2 від одно- або трифазного змінного струму через роз'єм типу 2 або швидко заряджати постійним струмом, підключаючись до роз'єму Combo 2.
CCS дозволяє заряджати пристрій змінним струмом відповідно до стандарту J1772 або вбудованого в конструкцію суброз'єму Mennekes. Однак, при використанні для швидкої зарядки постійним струмом, він забезпечує блискавично швидку зарядку потужністю до 350 кВт.
Варто зазначити, що швидкий зарядний пристрій постійного струму з роз'ємом Combo 2 усуває підключення фази змінного струму та нуля в роз'ємі, оскільки вони не потрібні. Роз'єм Combo 1 залишає їх на місці, хоча й не використовуються. Обидві конструкції використовують одні й ті ж сигнальні контакти, що використовуються роз'ємом змінного струму для зв'язку між автомобілем та зарядним пристроєм.
Як одна з компаній-піонерів у сфері електромобілів, Tesla вирішила розробити власні зарядні роз'єми для задоволення потреб своїх транспортних засобів. Це було запущено в рамках мережі Supercharger від Tesla, метою якої є створення мережі швидкісної зарядки для підтримки автомобілів компанії практично без іншої інфраструктури.
Хоча в Європі компанія оснащує свої автомобілі роз'ємами Type 2 або CCS, у США Tesla використовує власний стандарт зарядних портів. Він може підтримувати як однофазну, так і трифазну зарядку змінним струмом, а також високошвидкісну зарядку постійним струмом на станціях Tesla Supercharger.
Оригінальні зарядні станції Tesla Supercharger забезпечували до 150 кіловат на автомобіль, але пізніші моделі з меншою потужністю для міських районів мали нижню межу 72 кіловати. Найновіші зарядні пристрої компанії можуть видавати до 250 кВт потужності для відповідно обладнаних транспортних засобів.
Стандарт GB/T 20234.3 був виданий Адміністрацією стандартизації Китаю та охоплює роз'єми, здатні одночасно швидко заряджати однофазний змінний та постійний струм. Маловідомий за межами унікального ринку електромобілів Китаю, він розрахований на роботу при напрузі до 1000 вольт постійного струму та 250 ампер, а також на зарядку зі швидкістю до 250 кіловат.
Ви навряд чи знайдете цей порт на транспортному засобі, не виготовленому в Китаї, призначеному для власного ринку Китаю або країн, з якими він має тісні торговельні зв'язки.
Мабуть, найцікавішим дизайном цього порту є контакти A+ та A-. Вони розраховані на напругу до 30 В та струм до 20 А. У стандарті вони описані як «низьковольтне допоміжне живлення для електромобілів, що постачається від зовнішніх зарядних пристроїв».
З перекладу незрозуміло, яка їхня точна функція, але вони можуть бути розроблені для того, щоб допомогти запустити електромобіль із повністю розрядженим акумулятором. Коли і тяговий акумулятор електромобіля, і 12-вольтовий акумулятор розряджені, зарядити транспортний засіб може бути важко, оскільки електроніка автомобіля не може активуватися та зв'язатися із зарядним пристроєм. Контактори також не можуть бути підключені до живлення для підключення тягового блоку до різних підсистем автомобіля. Ці два контакти, ймовірно, призначені для забезпечення достатньої потужності для роботи основної електроніки автомобіля та живлення контакторів, щоб основний тяговий акумулятор міг заряджатися, навіть якщо транспортний засіб повністю розряджений. Якщо ви знаєте про це більше, повідомте нам про це в коментарях.
CHAdeMO – це стандарт роз'ємів для електромобілів, головним чином для швидкої зарядки. Він може видавати до 62,5 кВт завдяки своєму унікальному роз'єму. Це перший стандарт, розроблений для забезпечення швидкої зарядки постійним струмом для електромобілів (незалежно від виробника), і має контакти шини CAN для зв'язку між автомобілем та зарядним пристроєм.
Стандарт було запропоновано для глобального використання у 2010 році за підтримки японських автовиробників. Однак стандарт по-справжньому прижився лише в Японії, тоді як Європа дотримується типу 2, а США використовують J1772 та власні роз'єми Tesla. У певний момент ЄС розглядав можливість повної відмови від зарядних пристроїв CHAdeMO, але зрештою вирішив вимагати від зарядних станцій мати «принаймні» роз'єми типу 2 або Combo 2.
У травні 2018 року було оголошено про оновлення зі зворотною сумісністю, яке дозволить зарядним пристроям CHAdeMO видавати до 400 кВт потужності, перевершуючи навіть роз'єми CCS у польових умовах. Прихильники CHAdeMO бачать його суть як єдиний глобальний стандарт, а не як розбіжність між стандартами CCS США та ЄС. Однак, за межами японського ринку, йому не вдалося знайти багато покупок.
Стандарт CHAdeMo 3.0 розробляється з 2018 року. Він називається ChaoJi та має новий дизайн 7-контактного роз'єму, розроблений у співпраці з Китайською адміністрацією стандартизації. Він сподівається збільшити швидкість заряджання до 900 кВт, працювати при напрузі 1,5 кВ та забезпечити повні 600 ампер завдяки використанню кабелів з рідинним охолодженням.
Читаючи це, вам, можливо, пробачать думку, що незалежно від того, де ви керуєте своїм новим електромобілем, існує ціла купа різних стандартів заряджання, готових завдати вам головного болю. На щастя, це не так. Більшість юрисдикцій намагаються підтримувати один стандарт заряджання, виключаючи більшість інших, в результаті чого більшість автомобілів та зарядних пристроїв у певному регіоні сумісні. Звичайно, Tesla у США є винятком, але вони також мають власну спеціалізовану мережу заряджання.
Хоча деякі люди використовують неправильний зарядний пристрій у неправильному місці та в неправильний час, вони зазвичай можуть використовувати якийсь адаптер там, де їм це потрібно. У майбутньому більшість нових електромобілів використовуватимуть типи зарядних пристроїв, встановлені в їхніх регіонах продажу, що полегшить життя всім.
Зараз універсальним стандартом зарядки є USB-C.Все має заряджатися за допомогою USB-C, без винятків. Я уявляю собі штекер для електромобіля потужністю 100 кВт, який являє собою просто набір з 1000 роз'ємів USB-C, втиснутих у штекер, що працює паралельно. З правильними матеріалами ви можете втримати вагу до 50 кг (110 фунтів) для зручності використання.
Багато PHEV та електромобілів мають буксирувальну здатність до 1000 фунтів, тому ви можете використовувати причіп для перевезення своєї лінійки адаптерів та перетворювачів. Peavey Mart також продає цього тижня генератори Genny, якщо є кілька сотень зайвих GVWR.
У Європі огляди Type 1 (SAE J1772) та CHAdeMO повністю ігнорують той факт, що Nissan LEAF та Mitsubishi Outlander PHEV, два з найбільш продаваних електромобілів, оснащені цими роз'ємами.
Ці роз'єми широко використовуються і нікуди не зникнуть. Хоча тип 1 і тип 2 сумісні на рівні сигналу (що дозволяє використовувати знімний кабель типу 2-тип 1), CHAdeMO та CCS – ні. LEAF не має реалістичного методу заряджання від CCS.
Якщо швидкий зарядний пристрій більше не підтримує CHAdeMO, я б серйозно розглянув можливість повернення до автомобіля з двигуном внутрішнього згоряння для тривалої поїздки та використання свого LEAF лише для місцевого використання.
У мене є Outlander PHEV. Я кілька разів використовував функцію швидкої зарядки постійним струмом, просто щоб спробувати її, коли в мене є пропозиція безкоштовної зарядки. Звичайно, він може зарядити акумулятор до 80% за 20 хвилин, але цього має бути достатньо для запасу ходу на електромобілі близько 20 кілометрів.
Багато швидкісних зарядних пристроїв постійного струму мають фіксовану ставку, тому ви можете заплатити майже в 100 разів більше за свій звичайний рахунок за електроенергію за 20 кілометрів, що набагато більше, ніж якби ви їздили лише на бензині. Зарядний пристрій із хвилинною зарядкою також не набагато кращий, оскільки його потужність обмежена 22 кВт.
Я люблю свій Outlander, тому що режим електромобіля охоплює весь мій маршрут, але функція швидкої зарядки постійним струмом така ж корисна, як третя соска чоловіка.
Роз'єм CHAdeMO має залишатися однаковим на всіх листках (листках?), але не варто турбуватися про Outlanders.
Tesla також продає адаптери, які дозволяють Tesla використовувати J1772 (звичайно) та CHAdeMO (що ще дивніше). Зрештою, вони припинили виробництво адаптера CHAdeMO та представили адаптер CCS… але лише для певних автомобілів на певних ринках. Адаптер, необхідний для заряджання американських Tesla від зарядного пристрою CCS Type 1 із власним роз'ємом Tesla Supercharger, очевидно, продається лише в Кореї (!) і працює лише на найновіших автомобілях. https://www.youtube.com/watch?v=584HfILW38Q
American Power і навіть Nissan заявили, що поступово відмовляються від Chademo на користь CCS. Новий Nissan Arya буде CCS, а виробництво Leaf незабаром припинять.
Голландський спеціаліст з електромобілів Muxsan розробив додаткову систему CCS для Nissan LEAF, яка замінює порт змінного струму. Це дозволяє заряджати автомобіль змінним струмом Type 2 та постійним струмом CCS2, зберігаючи при цьому порт CHAdeMo.
Я знаю 123, 386 та 356, навіть не дивлячись. Ну, насправді, я переплутав два останні, тому треба перевірити.
Так, тим більше, якщо припустити, що посилання на нього є в контексті… але мені довелося самому натиснути на нього, і я гадаю, що це саме той, хоча номер мені взагалі не дає жодної підказки.
Роз'єм CCS2/Type 2 надійшов до США як стандарт J3068. Його передбачають використання у важких транспортних засобах, оскільки трифазне живлення забезпечує значно вищу швидкість. J3068 дійсно визначає вищу напругу, ніж Type2, оскільки вона може досягати 600 В міжфазної напруги. Зарядка постійним струмом така ж, як і в CCS2. Напруги та струми, що перевищують стандарти Type2, вимагають цифрових сигналів, щоб транспортний засіб та EVSE могли визначити сумісність. При потенційному струмі 160 А J3068 може досягати 166 кВт змінного струму.
«У США Tesla використовує власний стандарт зарядного порту. Може підтримувати як однофазну, так і трифазну зарядку змінного струму»
Це лише однофазний пристрій. Це, по суті, плагін J1772 в іншій схемі з доданою функціональністю постійного струму.
J1772 (CCS тип 1) насправді може підтримувати постійний струм, але я ніколи не бачив нічого, що його реалізує. «Тупий» протокол j1772 має значення «Потрібен цифровий режим», а «Постійний струм типу 1» означає постійний струм на контактах L1/L2. «Постійний струм типу 2» вимагає додаткових контактів для комбінованого роз'єму.
Американські роз'єми Tesla не підтримують трифазний змінний струм. Автори плутають американські та європейські роз'єми, останні (також відомі як CCS Type 2) підтримують.
На пов’язану тему: Чи дозволено електромобілям виїжджати на дороги без сплати дорожнього податку? Якщо так, то чому? Якщо припустити (абсолютно неспроможну) екологічну утопію, де понад 90% усіх автомобілів є електричними, звідки візьметься податок на утримання доріг? Можна додати це до вартості громадських зарядних станцій, але люди також можуть використовувати сонячні панелі вдома або навіть «сільськогосподарські» дизельні генератори (без дорожнього податку).
Все залежить від юрисдикції. У деяких місцях стягується лише податок на пальне. Дехто стягує плату за реєстрацію транспортного засобу як паливну надбавку.
У певний момент деякі способи відшкодування цих витрат потрібно буде змінити. Я хотів би бачити справедливу систему, де плата базується на пробігу та вазі транспортного засобу, оскільки це визначає, наскільки зношується дорога. Податок на викиди вуглецю на пальне може бути більш доцільним для умов гри.