Dengan populariti kenderaan elektrik, teknologi pengecasan telah menjadi salah satu elemen teras untuk menggalakkan pembangunan pengangkutan elektrik. Antaranya, standard pengecasan CCS (Combined Charging System), sebagai standard pengecasan global, digunakan secara meluas dalam sistem pengecasan pantas kenderaan elektrik di pasaran Eropah dan Amerika. Apabila syarikat China secara beransur-ansur memasuki pasaran Eropah dan Amerika, piawaian pengecasan CCS secara beransur-ansur telah menarik perhatian lebih ramai jurutera.
Artikel ini akan membincangkan prinsip asas, ciri dan piawaian ujian konsistensi berkaitan standard pengecasan CCS dengan cara yang mudah difahami.
Sejarah pembangunan dan reka bentuk antara muka standard pengecasan CCS:
Sejarah standard pengecasan CCS boleh dikesan kembali ke 2011. Pada masa itu, piawaian pengecasan berbeza muncul dalam pasaran kenderaan elektrik di Eropah, Amerika Utara dan Asia, yang membawa masalah kesalingoperasian dan kemudahan pengecasan kepada pembangunan kenderaan elektrik di seluruh dunia. Untuk menyelesaikan masalah ini, Persatuan Pengilang Automobil Eropah (ACEA) mencadangkan cadangan standard pengecasan CCS, yang bertujuan untuk menyepadukan pengecasan AC dan DC ke dalam sistem bersatu. Antara muka fizikal penyambung direka bentuk sebagai soket gabungan dengan antara muka AC dan DC bersepadu, yang boleh serasi dengan 3 mod pengecasan: pengecasan AC satu fasa, pengecasan AC tiga fasa dan pengecasan DC. Ia boleh memberikan pilihan pengecasan yang lebih fleksibel untuk kenderaan elektrik. Standard CCS Combo 1.0 telah dikeluarkan secara rasmi pada tahun 2012.
Pada 2014, CCS Combo 2.0 telah dikeluarkan, yang merupakan peningkatan penting kepada versi sebelumnya, meningkatkan lagi kuasa pengecasan dan menyokong pengecasan DC yang lebih pantas. Versi piawaian CCS ini juga telah diterima pakai secara meluas dalam pasaran Eropah dan Amerika Utara. Sejak itu, standard CCS telah diulang dua kali (CCS Combo 2.0.1 dan CCS Combo 2.0.2) pada 2017 dan 2020, meningkatkan lagi kuasa pengecasan dan meningkatkan keselamatan.
Atas sebab sejarah, CCS menyertakan dua reka bentuk palam fizikal. Bahagian kiri gambar di atas ialah palam CCS Type 2 (pendek kata CCS2), yang digunakan terutamanya di pasaran Eropah. Bahagian kanan ialah CCS Type 1 (pendekatan CCS1), yang digunakan terutamanya di pasaran Amerika Utara, termasuk Amerika Syarikat dan Kanada. Huruf pertama C dalam CCS bermaksud Gabungan. Ia dipanggil "digabungkan" kerana port pengecasan menyepadukan bahagian AC (bahagian atas) dan bahagian DC (bahagian bawah). Hanya bahagian atas antara muka digunakan semasa pengecasan AC, dan antara muka DC bawah digunakan untuk penghantaran tenaga semasa pengecasan DC, dan beberapa pin palam atas digunakan untuk komunikasi. Perlu dinyatakan bahawa, tidak seperti komunikasi CAN yang digunakan dalam pengecasan DC standard kebangsaan, komunikasi antara kenderaan elektrik (EV) dan cerucuk pengecasan (EVSE) dalam pengecasan CCS AC dan DC dicapai melalui antara muka Control Pilot (CP). . Pin yang berkaitan dengan kawalan pengecasan ialah:
CP - Juruterbang Kawalan:
Menghantar isyarat PWM untuk kawalan pengecasan AC dan isyarat modulasi berdasarkan komunikasi talian kuasa (PLC) untuk mewujudkan komunikasi peringkat tinggi dalam pengecasan AC atau DC.
PP - Juruterbang Jarak:
Terdapat perintang pratetap di antara pin dan PE ini, yang membolehkan EV mengenali bahawa kepala pistol pengecas disambungkan dan kapasiti membawa arus maksimum kabel.
PE - Bumi Pelindung:
Ia digunakan untuk perlindungan pembumian EV dan juga berfungsi sebagai tapak rujukan untuk CP dan PP.
Piawaian antarabangsa yang berkaitan dengan CCS:
Piawaian yang berkaitan dengan pengecasan adalah besar dan kompleks. Disebabkan oleh keterbatasan ruang, artikel ini akan menerangkan secara ringkas beberapa piawaian yang berkait rapat dengan pengecasan AC dan DC CCS.
IEC 61851-1
Siri piawaian IEC 61851 ialah piawaian sistem pengecasan antarabangsa terawal yang dibangunkan oleh organisasi IEC, dan boleh dipanggil asas piawaian pengecasan. Ia mempunyai kepentingan rujukan yang penting untuk penggubalan piawaian sistem pengecasan di negara lain atau penggubalan piawaian pengecasan seterusnya seperti DIN70121 atau ISO15118.
IEC61851-1 menetapkan keperluan umum sistem pengecasan, terutamanya spesifikasi pengecasan AC. Termasuk standard pengecasan AC negara saya GB/T18487.1-2015, ia juga menggunakan kaedah panduan kawalan yang sama.
Secara ringkas, panduan kawalan pengecasan AC adalah untuk mencapai perubahan voltan titik pengesanan pada talian CP dengan menyambungkan kepala pistol pengecasan dan mengawal pembukaan dan penutupan suis S2 pada hujung kenderaan, untuk merealisasikan pengiktirafan dan pensuisan. keadaan pengecasan antara kenderaan dan cerucuk. Di samping itu, cerucuk pengecasan memberitahu kenderaan tentang arus maksimum yang boleh disediakan dengan menjana isyarat PWM dengan kitaran tugas yang berbeza.
Memandangkan strategi pengecasan sebenar semasa pengecasan AC dilaksanakan oleh pengecas on-board OBC. Oleh itu, keperluan untuk interaksi maklumat antara kenderaan dan cerucuk boleh dipenuhi hanya dengan perubahan voltan titik pengesanan dan kitaran tugas. Apabila bercakap tentang pengecasan DC, disebabkan peningkatan jelas dalam permintaan untuk interaksi maklumat antara kenderaan dan cerucuk, isyarat analog mudah tidak lagi dapat memenuhi keperluan. Oleh itu, IEC 61851-1 mentakrifkan dalam mod 4 bahawa komunikasi peringkat tinggi (HLC) dicapai melalui talian CP untuk menghantar protokol pengecasan DC yang ditakrifkan dalam IEC 61851-23.
Komunikasi digital peringkat tinggi CCS menggunakan komunikasi talian kuasa (PLC) berdasarkan HomePlug GreenPHY sebagai protokol lapisan pautan data. Secara ringkas, isyarat frekuensi tinggi termodulat OFDM digandingkan dengan talian isyarat CP melalui modem yang dipasang pada litar isyarat CP longgokan pengecasan atau kenderaan, dan dinyahmodulasi oleh modem di hujung yang satu lagi. Ini membolehkan kadar komunikasi sehingga 10 Mbit/s tanpa menambah pin komunikasi tambahan, menyediakan saluran interaksi maklumat lebar jalur tinggi untuk interaksi maklumat pengecasan DC dan fungsi lanjutan seperti pengecasan pasang dan main dan juga interaksi grid kenderaan.
BPT (V2G) akan menjadi tumpuan pembangunan masa depan pasaran pengecasan di Eropah dan Amerika Syarikat. Disebabkan oleh ciri-ciri struktur tenaga di Eropah dan Amerika Syarikat, tenaga teragih (DER) telah menjadi hala tuju pembangunan yang diterima secara meluas dan diiktiraf. Sebagai medium penyimpanan tenaga berkualiti tinggi secara semula jadi, bateri EV mesti mengambil bahagian dalam pengawalseliaan grid pintar. Pengeluaran piawaian baharu sedia ada hanya secara teknikalnya telah menghilangkan halangan dari kereta ke longgokan pengecasan, tetapi dari longgokan ke platform operasi kepada pengedar kuasa, masih terdapat banyak masalah piawaian yang tidak konsisten.
Di samping itu, disebabkan oleh ciri komunikasi CCS, berdasarkan teknologi sedia ada, bukan sahaja penghantaran kuasa dwiarah DC dapat direalisasikan, tetapi AC V2G juga boleh direalisasikan. Oleh itu, ujian ketekalan yang berkaitan dengan sambungan grid AC juga boleh menjadi tumpuan kakitangan R&D kenderaan tenaga baharu pada masa hadapan.