Az elektromos járművek népszerűségének köszönhetően a töltési technológia az elektromos közlekedés fejlesztésének egyik alapvető elemévé vált. Közülük a CCS (Combined Charging System) töltési szabvány, mint globális töltési szabvány, széles körben használatos az elektromos járművek gyorstöltő rendszerében az európai és amerikai piacokon. Ahogy a kínai vállalatok fokozatosan belépnek az európai és amerikai piacokra, a CCS töltési szabvány fokozatosan egyre több mérnök figyelmét felkeltette.
Ez a cikk a CCS töltési szabvány alapelveit, jellemzőit és a kapcsolódó konzisztencia-teszt szabványait fogja tárgyalni, könnyen érthető módon.
A CCS töltési szabvány fejlesztési története és interfész kialakítása:
A CCS töltési szabvány története 2011-ig vezethető vissza. Abban az időben Európában, Észak-Amerikában és Ázsiában eltérő töltési szabványok jelentek meg az elektromos járművek piacán, ami átjárhatósági és töltési kényelmi problémákat hozott az elektromos járművek fejlesztésébe világszerte. A probléma megoldására az Európai Gépjárműgyártók Szövetsége (ACEA) javasolta a CCS töltési szabványjavaslatot, amely az AC és DC töltést egységes rendszerbe kívánja integrálni. A csatlakozó fizikai interfésze integrált AC és DC interfészekkel kombinált aljzatként van kialakítva, amely 3 töltési móddal kompatibilis lehet: egyfázisú AC töltés, háromfázisú AC töltés és DC töltés. Rugalmasabb töltési lehetőségeket biztosíthat az elektromos járművek számára. A CCS Combo 1.0 szabvány hivatalosan 2012-ben jelent meg.
2014-ben megjelent a CCS Combo 2.0, amely fontos frissítés az előző verzióhoz képest, tovább javítja a töltési teljesítményt és támogatja a gyorsabb egyenáramú töltést. A CCS szabvány ezen változatát széles körben alkalmazták az európai és észak-amerikai piacokon is. Azóta a CCS szabványt kétszer is megismételték (CCS Combo 2.0.1 és CCS Combo 2.0.2) 2017-ben és 2020-ban, tovább javítva a töltési teljesítményt és a biztonságot.
Történelmi okokból a CCS két fizikai dugós kialakítást tartalmaz. A fenti kép bal oldalán a CCS Type 2 csatlakozó (röviden: CCS2) látható, amelyet főleg az európai piacon használnak. A jobb oldalon a CCS Type 1 (röviden CCS1) található, amelyet főleg az észak-amerikai piacon használnak, beleértve az Egyesült Államokat és Kanadát is. A CCS első C betűje a Combined rövidítése. Kombináltnak nevezik, mert a töltőport integrálja az AC részt (felső rész) és az egyenáramú részt (alsó rész). A váltóáramú töltés során csak az interfész felső része, az egyenáramú töltés során az alsó DC interfész energiaátvitelre szolgál, a felső dugó néhány érintkezője pedig kommunikációra szolgál. Érdemes megemlíteni, hogy a nemzeti szabványos egyenáramú töltésnél alkalmazott CAN kommunikációval ellentétben a CCS AC és DC töltésnél az elektromos jármű (EV) és a töltőhalom (EVSE) közötti kommunikáció a Control Pilot (CP) interfészen keresztül valósul meg. . A töltésvezérléshez kapcsolódó tűk a következők:
CP – Control Pilot:
PWM-jeleket továbbít a váltakozó áramú töltésvezérlő és a modulációs jelek távvezetéki kommunikáción (PLC) alapján, hogy magas szintű kommunikációt hozzon létre AC vagy DC töltés során.
PP – Proximity Pilot:
A tű és a PE között egy előre beállított ellenállás található, amely lehetővé teszi az EV számára, hogy felismerje, hogy a töltőpisztoly feje csatlakoztatva van, és a kábel maximális áramterhelhetőségét.
PE – Védőföldelés:
EV földelés védelmére használják, és referenciaföldként is szolgál a CP és PP számára.
A CCS-hez kapcsolódó nemzetközi szabványok:
A töltéssel kapcsolatos szabványok nagyok és összetettek. A helyszűke miatt ez a cikk röviden bemutat néhány, a CCS AC és DC töltéssel szorosan összefüggő szabványt.
IEC 61851-1
Az IEC 61851 szabványsorozat az IEC szervezet által kidolgozott legkorábbi nemzetközi töltési rendszerszabvány, és a töltési szabványok sarokkövének nevezhető. Fontos referencia jelentőséggel bír a töltési rendszer szabványok megfogalmazása során más országokban, vagy az azt követő töltési szabványok kialakításában, mint például a DIN70121 vagy az ISO15118.
Az IEC{0}} előírja a töltési rendszer általános követelményeit, különösen az AC töltés specifikációit. Beleértve az országom GB/T18487 AC töltési szabványát.1-2015, szintén ugyanazt a vezérlési útmutatást használja.
Egyszerűen fogalmazva, az AC töltésvezérlő útmutatás az érzékelési pont feszültség változásának elérése a CP vezetéken a töltőpisztoly fejének csatlakoztatásával és az S2 kapcsoló nyitásának és zárásának vezérlésével a jármű végén, hogy megvalósuljon a felismerés és a kapcsolás. a töltési állapot a jármű és a halom között. Ezen túlmenően a töltőhalom tájékoztatja a járművet a maximális áramerősségről, amelyet különböző munkaciklusú PWM jelek generálásával lehet biztosítani.
Mivel az AC töltés során a tényleges töltési stratégiát az OBC beépített töltő valósítja meg. Ezért a jármű és a cölöp közötti információkölcsönhatás követelményei csak az érzékelési pont feszültségének és a munkaciklus változásával teljesíthetők. Ami az egyenáramú töltést illeti, a jármű és a halom közötti információs interakció iránti igény nyilvánvaló növekedése miatt az egyszerű analóg jelek már nem tudják kielégíteni az igényeket. Ezért az IEC 61851-1 a 4. módban meghatározza, hogy a magas szintű kommunikáció (HLC) a CP vonalon keresztül valósuljon meg az IEC 61851-23-ben meghatározott egyenáramú töltési protokoll átviteléhez.
A CCS magas szintű digitális kommunikációja a HomePlug GreenPHY-n alapuló tápvonali kommunikációt (PLC) alkalmazza adatkapcsolati réteg protokollként. Egyszerűen fogalmazva, az OFDM-modulált nagyfrekvenciás jelet a töltőhalom vagy jármű CP jeláramkörére szerelt modemen keresztül csatlakoztatják a CP jelvezetékhez, és a másik végén lévő modem demodulálja. Ez akár 10 Mbit/s-os kommunikációs sebességet tesz lehetővé további kommunikációs érintkezők hozzáadása nélkül, nagy sávszélességű információs interakciós csatornát biztosítva az egyenáramú töltési információk interakciójához és olyan fejlett funkciókhoz, mint a plug-and-play töltés, sőt a jármű-hálózat interakció.
A BPT (V2G) az európai és az Egyesült Államok töltési piacának jövőbeni fejlesztésének középpontjában áll. Az európai és az Egyesült Államok energiaszerkezetének sajátosságai miatt az elosztott energia (DER) széles körben elfogadott és elismert fejlesztési irány lett. Természetes, jó minőségű energiatárolóként az elektromos járművek akkumulátorainak részt kell venniük az intelligens hálózatok szabályozásában. A meglévő új szabványok megjelenése csak technikailag hárította el az akadályokat az autótól a töltőhalomig, de a halomtól a kezelőplatformon át az áramelosztóig még mindig sok probléma van az inkonzisztens szabványokkal.
Emellett a CCS kommunikációs jellemzőiből adódóan a meglévő technológiára alapozva nem csak egyenáram kétirányú erőátvitele valósítható meg, hanem AC V2G is. Ezért a váltakozó áramú hálózati csatlakozással kapcsolatos konzisztencia-tesztek a jövőbeni új energetikai járművek kutatás-fejlesztési személyzetének fókuszába is kerülhetnek.