Стандарти за контактни кутии за зареждане на EV: Спазване на глобални норми

Разбиране на стандартите за входове за зареждане на ЕП и тяхното глобално значение

Стандартите за входове за зареждане на ЕП установяват технически спецификации за конектори, комуникационни протоколи и изисквания за безопасност. Тези насоки осигуряват съвместимост между превозни средства и инфраструктура за зареждане по целия свят, предотвратявайки фрагментация на пазара, като едновременно отговарят на регионалните характеристики на мрежата.

Какви са стандартите за входа за зареждане на ЕП?

Стандартите за контактни кутии за зареждане на електрически превозни средства по същество определят правилата за това как електрическите коли се свързват към станциите за зареждане. Тези стандарти обхващат въпроси като допустимите напрежения, броя необходими щифтове и дори начина, по който колата и зарядното устройство комуникират помежду си, за да може електричеството да тече безопасно и ефективно, без да причинява повреди. Вземете SAE J1772 като реален пример – това е стандартът, с който повечето шофьори в Северна Америка се сблъскват, когато зареждат у дома или на обществени места за нива 1 и 2 при AC зареждане. След това има IEC 61851, който работи в много по-голям мащаб и установява основните изисквания за всички видове кондуктивни системи за зареждане по света. И двата стандарта помагат да се гарантира, че независимо къде някой зарежда своя автомобил, връзката остава съвместима и безопасна.

Ролята на IEC 62196 за безопасността на щепселите и контактните кутии на международно ниво

Стандартът IEC 62196 по същество задава правилата за съвместимост на AC и DC зареждането, независимо от това къде в света се намира потребителят. Това, което е наистина интересно при този стандарт, е, че позволява на различните региони да запазят собствените си типове контакти, като Type 1, който се използва предимно в Северна Америка, и Type 2, разпространен в цяла Европа, но в същото време гарантира, че всички спазват едни и същи основни правила за безопасност по отношение на контрол на температурата, правилно заземяване и откриване на повреди, преди те да причинят проблеми. Според данни от последния доклад EV Charging Connector Report, публикуван през 2024 г., има доста убедителни доказателства, че оборудването, изградено според тези стандарти, намалява с около три четвърти проблемите със съвместимостта в сравнение със старите проприетарни системи за зареждане, които производителите използваха преди.

Защо стандартизацията е от решаващо значение за съвместимостта при зареждане на електромобили

Стандартизирането на входовете има голямо значение, когато става въпрос за прилагане на електрически превозни средства в различни страни, тъй като хората няма да трябва да се занимават с всички тези специални адаптери само защото са отишли в друг регион. Според проучване на индустрията от миналата година, ако всички се споразумеят за единен стандарт по света, до 2030 г. бихме могли да спестим около 18 милиарда долара годишно за разходите за изграждане на зарядни станции. Организации като Международната електротехническа комисия продължават усърдно да работят за обединяване на различните региони. Те публикуват подробни технически документи, които показват как производителите могат да създават съвместими системи за бързо зареждане, така че коли от една страна да работят безпроблемно със станции в друга.

Основни регионални типове конектори за зареждане на ЕП и изисквания за съответствие

SAE J1772 (Type 1) и CCS Combo 1 в Северна Америка

В Северна Америка повечето електрически превозни средства все още разчитат на SAE J1772 Type 1 конектори за зареждане с променлив ток от първо и второ ниво. Тези конектори обикновено осигуряват мощност до около 19,2 kW при връзка с 240 волта. За потребителите, които се нуждаят от по-бързо зареждане, съществува версията CCS Combo 1, която добавя два допълнителни DC щифта към стандартния конектор. Това позволява значително по-високи скорости на зареждане в диапазона от 50 до 350 kW, като в същото време запазва съвместимост с по-стари уреди благодарение на вградените функции за обратна съвместимост. Когато производителите спазват насоките на SAE International, приблизително 95 процента от електрическите коли, които не са от Tesla, стават съвместими с обществените зарядни станции в страната. Тази стандартизация помага за по-плавен опит на шофьорите, които търсят възможност за презареждане в движение.

Type 2 (Mennekes) и CCS Combo 2 в Европа

Конекторът тип 2, използван в цяла Европа и често наричан Mennekes, осигурява тритефазно AC зареждане със скорости до около 43 kW благодарение на своя седемконтактен конфигурация. Съществува също CCS Combo 2 версия, която добавя възможност за DC бързо зареждане с мощности до 350 kW за тези, които имат нужда от по-бързо попълване на заряда. От 2023 г. насам, разпоредбите на Европейския съюз изискват всички нови DC зарядни станции да спазват стандарта IEC 62196-3 и да поддържат CCS2 конектори. Какво означава това на практика? Шофьорите обикновено могат да зареждат своите превозни средства без проблеми със съвместимостта на повече от 400 хил. обществени зарядни точки, разпръснати в тридесет и една различни страни в рамките на блока.

GB/T 20234 в Китай и CHAdeMO в Япония

Стандартът GB/T 20234 е зад повечето от зарядните станции в Китай, като обхваща около 93% от наличните вътрешни инсталации. Този стандарт всъщност има различни части за AC зареждане (GB/T 20234.2) и DC зареждане (GB/T 20234.3). Междувременно в Япония използват предимно CHAdeMO за своите DC бързи зарядни устройства, което представлява около 90% от инсталациите там. Японците активно насърчават двупосочните възможности за зареждане, въпреки че влиянието им извън собствените им граници намалява през последните години. И двете страни са приели стандарта ISO 15118 за удобните функции plug-and-charge, но за съжаление техните системи все още няма да работят с CCS, освен ако не се добави адаптер. В момента се разработват планове за актуализиране на стандарта GB/T 20234, за да може да обедини AC и DC протоколите под единна рамка до 2025 г., което би било значително постижение при успех.

Глобална хармонизация чрез IEC стандарти: IEC 61851 и IEC 62196

IEC 61851: Определяне на режими на зареждане за ЕП – 1–4

IEC 61851 установява основни изисквания за безопасност и съвместимост за системи за зареждане на ЕП. Той дефинира четири начина на зареждане:

• Начин 1 : Основно AC зареждане без комуникация или защитни контроли
• Режим 2 : Преносими устройства с вградени защитни механизми
• Режим 3 : Специализирани AC станции с напреднала комуникация и управление
• Начин 4 : Ултрабързо DC зареждане до 400 kW

Стандартът изисква тестване за електромагнитна съвместимост (EMC) и термична защита. Например, начин 4 изисква разпределители с течна охладителна система за управление на топлината по време на високомощни преноси, подпомагайки батерийни технологии от следващо поколение.

Как IEC 62196 осигурява регионални варианти, като запазва безопасността

Стандартът IEC 62196 обединява различните проекти на входове за зареждане на ЕП, като същевременно осигурява безопасност. Въпреки че държавите използват собствени щепсели като тип 2 в цяла Европа, GB/T в Китай и CHAdeMO в Япония, всички те трябва да отговарят на определени основни изисквания за неща като водонепроницаемост (класификация IPXXB) и откриване на електрически повреди. Тази комбинация от запазване на предпочитаните конектори за отделни региони и поддържане на минимални нива на безопасност предотвратява прекомерна фрагментация на пазара. Според проучване, публикувано миналата година, почти всички зарядни станции по света вече спазват тези правила за безопасност, което значително улеснява планирането на пътувания за собствениците на електрически превозни средства, които не искат да се притесняват за намирането на съвместими станции, независимо къде отиват.

Примерно изследване: Задължения на ЕС за съответствие с тип 2 и CCS2

През 2024 г. Европейският съюз въведе Регламент за инфраструктура на алтернативни горива (AFIR), според който всички обществени зарядни станции за електрически превозни средства трябва да отговарят на стандарти Type 2 и CCS2, следвайки насоките на IEC 62196 почти точно. Когато започнаха да премахват тези собственици конектори, се случи нещо интересно. Съвместимостта между различните страни по границите рязко се повиши – от около 63 процента през 2021 г. до почти 97% само три години по-късно. Друга полза произлезе от осигуряването всички тези станции да могат да комуникират една с друга чрез технологията Powerline Communication. Това всъщност намали с около 40% проблемите, свързани с конекторите. Какво показва това? Ами че когато регулациите насърчават стандартизацията, те наистина вършат чудеса за техническата съвместимост на всичко.

Утвърждаването на NACS и промяната в динамиката на зареждане в Северна Америка

От собственика на Tesla към NACS: еволюция на стандарта

Патентованият конектор на Tesla еволюира в Северноамериканския стандарт за зареждане (NACS), след като през 2024 г. е формализиран като SAE J3400. Този преход превърна затворената система в отворен стандарт, което позволява на неТесла електромобили да получат достъп до мрежата от над 15 000 станции Supercharger чрез адаптери или директна интеграция.

Приемане на NACS от големи производители на автомобили: Ford, GM и Volvo

След ключово споразумение в индустрията през 2024 г., водещи производители като Ford, General Motors и Volvo се ангажираха да приемат NACS, започвайки с моделите от 2025 г. Това колективно движение означава де факто изваждане от употреба на CCS Combo 1 в потребителските превозни средства и осигурява по-добър достъп до една от най-надеждните бързи зарядни мрежи в Северна Америка.

NACS срещу CCS: Пазарна конкуренция и технически последици

Конкуренцията между NACS и CCS подчертава ключови технически различия:

• Капацитет на мощността : NACS е проектиран за DC зареждане до 1 MW, което значително надхвърля текущия лимит от 350 kW при CCS
• Ефективност на дизайна : NACS конекторите са с 40% по-малки в сравнение с CCS еквивалентите, което подобрява ергономиката и интеграцията в превозните средства
• Производителност на мрежата : Тесла Суперчарджърите осигуряват достъпност от 99,96%, значително по-висока от средните 92% за CCS мрежите

Тези предимства ускориха приемането на NACS извън екосистемата на Tesla.

Към обединено бъдеще: предизвикателства за взаимна работоспособност и глобално съгласуване

Преодоляване на регионалните несъвместимости в Северна Америка, Европа и Азиатско-тихоокеанския регион

Различните стандарти за зарядни входове за електромобили по света причиняват сериозни проблеми за шофьорите. Вземете Северна Америка с CCS Combo 1, Европа с CCS Combo 2 и китайския стандарт GB/T. Тези регионални различия означават, че хората често не могат просто да включат превозното средство навсякъде, където отидат. Според скорошен доклад на BloombergNEF от 2024 г., почти една трета от всички собственици на електрически превозни средства срещат затруднения при намирането на съвместими зарядни устройства при преминаване на граници. Проблемите не са само относно физическите конектори. Има и затруднения в начина, по който различните системи комуникират помежду си, методи за плащане, които не работят в различните страни, и правилната интеграция на тези зарядни устройства в съществуващите електрически мрежи. Всички тези фактори създават реални бариери за всеки, който се опитва да управлява електрическо превозно средство в няколко региона.

Бариери за универсално приемане въпреки техническата възможност

Двойнопортовите превозни средства и адаптивният софтуер помагат до известна степен, но съгласуването на всичко на международно ниво остава трудно поради парични въпроси и политически причини. Според доклад на Международния съвет по чисто транспортиране от 2023 г., автомобилните компании ще трябва да похарчат около 26 милиарда долара само за прехода на фабриките си към един световен стандарт. Освен това има и всички стари инвестиции, които все още съществуват. Само в Европа вече са изградени около 400 хиляди зарядни станции от тип 2, докато Япония е направила големи разходи за собствената си система с около 30 хиляди инсталирани CHAdeMO устройства. Тези съществуващи инсталации създават реални препятствия при опитите за по-бързи промени в индустрията.

Ще се появи ли единен глобален стандарт за EV заряден вход?

Повечето анализатори смятат, че има около 60 процента вероятност основните регионални стандарти да продължат да съществуват паралелно благодарение на адаптерни системи, вместо да бъдат обединени в един универсален дизайн. Но нови технологии като решенията за безжично зареждане и системите Plug & Charge, базирани на ISO 15118, може напълно да заобиколят всички тези спорове относно конекторите. Международната електротехническа комисия работи по правила за съвместимост отдавна, като цели да постигне нещо конкретно до 2026 година. Междувременно това, което виждаме на реалните пазари, е различно. Такива неща като Националната система за зареждане на автомобили (NACS) се разпространяват бързо сред потребителите и бизнеса, значително изпреварвайки всякакви регулации, които ще излязат догодина или около това време.

ЧЗВ

Какви са стандартите за входа за зареждане на ЕП?

Стандартите за входа за зареждане на електрически превозни средства са технически спецификации, които определят начина, по който електрическите превозни средства се свързват със станциите за зареждане. Те задават напрежението, конфигурацията на щифтовете, комуникационните протоколи и изискванията за безопасност, за да се осигури безпроблемен и безопасен пренос на енергия.

Защо е важна стандартизацията за зареждането на електрически превозни средства?

Стандартизацията гарантира, че електрическите превозни средства могат да бъдат зареждани в различни региони, без да се нуждаят от множество адаптери, което намалява разходите и опростява развитието на инфраструктурата.

Каква е ролята на IEC 62196?

IEC 62196 установява насоки за съвместимост и безопасност при AC и DC зареждане, като позволява на различните региони да поддържат уникални конструкции на щепселите, но при спазване на общи стандарти за безопасност и взаимодействие.

В какво се отличава NACS от стандарта CCS?

NACS поддържа по-висока мощност и има по-компактна конструкция на конектора в сравнение с CCS, което води до по-бързо зареждане и по-добра интеграция в превозните средства.