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电动汽车充电枪的质量和可靠性至关重要

作者:创始人    发布时间:2021-11-05 09:10:00     浏览次数 :0


  电力基础设施建立越来越好,随着现代电网为世界各地的家庭和企业提供安全可靠的能源。然而,随着消费者转向电动汽车(EVs),他们正在从电网获得新等级的电力来充电。

  在电动汽车和电网的交叉口,连接新世界和旧世界的是电动汽车充电枪:电子控制盒、汽车耦合器连接器、电缆和墙插头,一起使电动汽车充电发生。这些设备不仅需要很坚固可靠;它还需要设计以防止与从未考虑电动汽车的电气基础设施接口时可能发生的任何潜在危险。

  高质量的电动汽车充电器提供优越的热管理、电缆鲁棒性、跌落保护和环境保护。它们保护消费者的家庭免受损害,它们抵御天气,比低等级充电器充电时间更长。由于电动汽车消费者要求为汽油动力汽车加油的速度和便利性,这个等式的一个关键部分将是电网的最后几米:一个能够承受各种条件和承受电力负荷的电动汽车充电枪。

  为什么可靠性是非常关键的

  每辆电池电动汽车和插电式混合动力汽车都需要充电,电动汽车的市场正在快速增长。事实上,波士顿咨询集团预测,到2026年,电动汽车将占全球所有轻型汽车销量的一半以上。随着电动汽车变得越来越普遍,消费者将要求可靠的充电。这意味着家用电动汽车充电器必须足够坚固和安全,才能在很长时间内每天给车辆充电。

  创建一个可靠的充电枪涉及电气和机械的考虑。

  在电气方面,充电器的电子控制盒可以安全地观察并为车辆供电,确保消费者能够按预期进行充电。电子产品必须在其设计中冗置冗余特性,这样组件故障就不会导致安全问题。热管理对于防止经济过热都是至关重要的,连接到电网和电动汽车充电枪本身内部,并优化充电周期。

  在机械方面,多年的现场经验告诉我们,消费者使用现存的一系列挑战。随着时间的推移,消费者不仅会反复使用电动汽车充电枪,还会缠绕电缆,覆盖它们,把它们暴露在雨中。割草机偶尔会碾压它们,狗可能会咬它们。

  设计必须考虑到充电枪的每个部分的这些机械挑战。它们应包括坚固的电缆结构,将应力降低器与适当的应变缓解耦合,以防止铜线断裂和电缆绝缘断裂。如果有一个可切割的控制箱(ICCB),它必须自动分级并适当密封,以保护其免受天气而耦合器——消费者处理最多的部分,因为他们插入他们的车辆——必须能够承受插入时的反复下降和错位。

  向市场提供电动汽车充电器至少需要证明它们符合安全标准,如国际UL制定的安全标准电工委员会(IEC)和护理质量委员会。有人可能会认为,遵守行业标准将会是如此足以解决可靠性问题,但大多数标准只确保充电器在测试条件下安全使用。他们不能确保充电器将随着时间的推移继续最佳和可靠地运行。因此,设计的要求通常超过了最低安全标准,重点是支持现场可靠性的设计和验证。

  图1:电动汽车充电器的基本特征

  复杂的现场产品

  电动汽车在世界各地越来越受欢迎,电动汽车对不同地区和用例的发展也不同。这就造成了高度的复杂性和很多零件数-适用于全球OEM 。但电动汽车供应设备(EVSE )有三个通用的描述符,其中包括电动汽车充电器:模式、水平和类型

  模式

  模式(见图2)反映了EVSE 连接到电网的方式。

  模式1 插入家用交流插座,但在大多数地区通常是不允许的,因为模式1没有特殊的安全电子设备。

  模式2 还插入一个标准的家用交流插座,并在其ICCB 中包括这些安全功能。

  模式3 插入墙盒或充电站进行交流充电。它不包括一个ICCB 。在欧洲,消费者经常需要带上自己的3 型电缆来使用自己的公共交流充电站。

  模式4 预留于充电站高速直流充电

  等级

  等级表示车辆输送多少电力。汽车工程师协会在J1772标准中规定了以下等级:

  1级被限制在120V 和1.8kW ,并提供基本的充电。

  2级定义为208V 至240V 和高达80A ,最大输出值为19.2kW 。随着OEM 随着电池尺寸的增加,它们也在增加这个波段内的功率水平。如今,典型的bev 可以通过机载充电器获得11kW 的交流电源。安装三相电源的家庭可以达到11A 电流的11kW ,而单相电源需要提供约48A 。

  直流一级和2级提供快速充电,仅在商业车站提供。直流二级,通常被简单地称为“三级”,可以提供高达1000VDC ,预计在未来将达到500A ,输出功率超过350kW 。这个速率可以在20 分钟内充电大约典型电动汽车电池的80% 。

  类型

  类型是指车辆接口。不幸的是,标准组织并没有支持全球标准。因此,全球有三个独特的交流充电接口(见图3):

  北美和韩国使用J17721 型交流,CCS1 型直流。

  欧洲采用IEC2 型用于交流,CCS2 型用于直流。

  日本使用J17721 型进行交流,而DC 则使用CHAdeMO 。

  中国采用GB/T 接口和独特的直流接口。

  此外,新兴的充电标准可能在中国和日本都会被采用。


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