Une explication détaillée des principales normes mondiales en matière de connecteurs de charge pour véhicules électriques
De toute évidence, les véhicules à énergie nouvelle purement électriques sont devenus la tendance générale dans l'industrie automobile. Cependant, dans la situation actuelle où il est difficile de faire des percées dans la technologie des batteries en peu de temps, les véhicules électriques ont largement déployé des installations de recharge, dans l'espoir de résoudre les soucis des propriétaires de voitures grâce à un équipement de recharge suffisant. Le connecteur de charge du véhicule électrique, en tant que composant crucial de l'équipement de charge, a été confronté à un conflit direct en raison de normes différentes dans divers pays. Ici, nous trions pour vous les différentes normes mondiales en matière de connecteurs de charge pour véhicules électriques.
1. Combinaison
La prise Combo peut permettre la charge lente et la charge rapide des véhicules électriques. C'est actuellement le type de douille le plus utilisé en Europe, y compris Audi, BMW, Chrysler, Daimler, Ford, GM, Porsche et Volkswagen, tous équipés de SAE (Society of Automotive Engineers). ) interface de charge développée.
Le 2 octobre 2012, le projet révisé de SAE J1772, qui a été voté par les membres du comité SAE concerné, est devenu la seule norme de charge CC officielle au monde. Le cœur de la moyenne pour la charge rapide CC basée sur la révision de J1772 est le connecteur combiné.
La version précédente de la norme (réalisée en 2010) spécifiait le connecteur de base J1772 pour la charge AC, avec des niveaux de charge inférieurs (AC Level1 pour 120V et Level2 pour 240V). Ce connecteur de base est largement utilisé aujourd'hui et est compatible avec les véhicules électriques Nissan Leaf, Chevrolet Volt et Mitsubishi i-MiEV. En plus de toutes les fonctions d'origine, le connecteur Combo de la nouvelle norme J1772 formulée en 2012 dispose de deux broches supplémentaires, qui peuvent être utilisées pour la charge rapide en courant continu, mais il n'est pas compatible avec la production actuelle de véhicules électriques anciens.
Avantages : L'avantage le plus important du connecteur Combo est qu'à l'avenir, les constructeurs automobiles pourront utiliser une prise sur leurs nouveaux modèles, non seulement pour le connecteur AC de base de première génération, de plus petite taille, mais également pour la deuxième génération, de plus grande taille. Combo Connector, ce dernier peut fournir à la fois des courants continus et alternatifs, en chargeant à deux vitesses différentes.
Inconvénients : Le mode de charge rapide nécessite une borne de recharge pour fournir jusqu'à 500 volts et 200 ampères de courant.
2. Tesla
Les voitures Tesla ont leur propre ensemble de normes de charge, affirmant qu'elles peuvent parcourir plus de 300 kilomètres en 30 minutes. Par conséquent, sa prise de charge a une capacité maximale de 120kw et un courant maximal de 80A.
Actuellement, Tesla possède 908 stations Supercharger aux États-Unis. Afin d'entrer en Chine, Tesla a également établi 7 stations de suralimentation dans mon pays, 3 à Shanghai, 2 à Pékin, 1 à Hangzhou et 1 à Shenzhen. De plus, afin de mieux s'intégrer dans diverses régions, Tesla prévoit d'abandonner le contrôle des normes de charge et d'adopter les normes nationales de divers pays, qui ont été mises en œuvre en Chine.
Avantages : technologie avancée, efficacité de charge élevée.
Inconvénients : Contrairement aux normes nationales de divers pays, il est difficile d'augmenter les ventes sans compromis ; l'efficacité de charge sera réduite après compromis, et c'est un dilemme.
3. CSC
Afin de changer le statu quo des normes d'interface de charge chaotiques, les huit principaux constructeurs américains et allemands, Ford, GM, Chrysler, Audi, BMW, Mercedes-Benz, Volkswagen et Porsche, ont lancé un "système de charge commun" en 2012. "Combined Charging System" (Système de charge combiné), la norme "CCS".
Le "système de charge commun" peut unifier toutes les interfaces de charge existantes, de sorte que quatre modes de charge AC monophasée, de charge AC triphasée rapide, de charge DC domestique et de charge DC ultra-rapide peuvent être complétés avec une seule interface.
AE a sélectionné le système de charge combiné comme norme, et en plus de SAE, l'Association européenne des constructeurs automobiles (ACEA) a également annoncé qu'elle avait sélectionné le système de charge combiné comme interface de charge CC/CA à utiliser dans tous les plug-ins. commercialisé en Europe à partir de 2017. Véhicule électrique. Depuis que l'Allemagne et la Chine ont unifié les normes de recharge pour les véhicules électriques l'année dernière, la Chine a également rejoint les camps européen et américain, offrant des opportunités sans précédent pour le développement des véhicules électriques en Chine. Zinoro 1E, Audi A3e-Tron, BAIC E150EV, BMW i3, Denza, Volkswagen e-up, Changan Yidong EV et SmartEV appartiennent tous au camp standard "CCS".
Avantages : BMW, Daimler et Volkswagen, les trois constructeurs automobiles allemands, augmenteront leurs investissements dans les véhicules électriques en Chine, et la norme CCS pourrait être plus favorable à la Chine.
Inconvénients : les véhicules électriques qui prennent en charge la norme « CCS » sont soit vendus en petit nombre, soit commencent tout juste à être mis en vente.
4. CHAdeMO
CHAdeMO est l'abréviation de CHArge de Move. Il s'agit d'une prise CHAdeMO prise en charge par Nissan et Mitsubishi Motors au Japon. CHAdeMO traduit du japonais signifie "le temps de charge est aussi court qu'une pause-café". Cette prise de charge rapide DC peut fournir une capacité de charge maximale de 50kw.
Les modèles de véhicules électriques qui prennent en charge cette norme de charge incluent Nissan Leaf, Mitsubishi Outlander Plug-in Hybrid, Citroen C-ZERO, Peugeot iON, Citroen Berlingo, Peugeot Partner, Mitsubishi i-MiEV, Mitsubishi MINICAB-MiEV, Mitsubishi MINICAB-MiEV Truck, Honda Fit version électrique, Mazda DEMIOEV, Subaru Stella hybride rechargeable, Nissan eEV200, etc. On notera ici que les véhicules électriques Nissan Leaf et Mitsubishi i-MiEV disposent de deux prises de charge différentes dont une adaptée au connecteur de base J1772, qui est le connecteur Combo présenté dans la première partie ; l'autre convient au connecteur standard CHAdeMO natif du Japon.
La méthode de charge rapide adoptée par CHAdeMO est illustrée sur la figure, et le courant est contrôlé par le signal du bus CAN de la voiture. C'est-à-dire que lors de la surveillance de l'état de la batterie, la valeur actuelle requise pour la charge est calculée en temps réel et une notification est envoyée au chargeur via la ligne de communication ; le chargeur rapide reçoit la commande de courant de la voiture à temps et fournit le courant en fonction de la valeur spécifiée.
Grâce au système de gestion de la batterie, l'état de la batterie est surveillé et le courant est contrôlé en temps réel, ce qui réalise pleinement toutes les fonctions requises pour une charge rapide et sûre, garantissant que la charge n'est pas limitée par l'universalité de la batterie. Au Japon, 1 154 chargeurs rapides installés selon la norme CHAdeMO ont été mis en service. Aux États-Unis, les bornes de recharge de CHAdeMO ont également été largement "jetées sur le net". Les dernières données du département américain de l'énergie montrent qu'il existe 1 344 bornes de recharge rapide CHAdeMO AC aux États-Unis.
Avantages : En plus de la ligne de contrôle des données, CHAdeMO utilise également le bus CAN comme interface de communication. En raison de son immunité au bruit supérieure et de sa capacité de détection d'erreur élevée, la stabilité et la fiabilité de la communication sont élevées. Son bon dossier de sécurité de charge a été confirmé par l'industrie.
Inconvénients : CHAdeMO a été conçu à l'origine pour une puissance de charge de 100 kW, et le connecteur est très encombrant, mais la puissance de sortie dans la voiture de charge n'est que de 50 kW.
5. GB/T20234
En 2006, la Chine a publié les "Exigences générales pour les fiches de charge conductrices, les prises, les coupleurs de véhicule et les crics de véhicule pour véhicules électriques" (GB/T20234-2006). Cette norme nationale spécifie le courant de charge comme 16A, 32A et 250A AC. La méthode de classification de la connexion avec 400A DC s'inspire principalement de la norme proposée par la Commission électrotechnique internationale (CEI) en 2003, mais cette norme ne précise pas le nombre de broches de connexion, la taille physique et la définition de l'interface de charge.
En 2011, la Chine a introduit la norme recommandée GB/T20234-2011, qui a remplacé une partie du contenu de GB/T20234-2006, qui stipulait que la tension alternative nominale ne devait pas dépasser 690 V, la fréquence devant être de 50 Hz , et le courant nominal ne doit pas dépasser 250A ; la tension nominale CC ne doit pas dépasser 250A. Pas plus de 1000V, courant nominal pas plus de 400A.
Avantages : par rapport à la version 2006 de la norme nationale, davantage de paramètres d'interface de charge sont calibrés en détail.
Inconvénient : La norme n'est toujours pas parfaite. De plus, il ne s'agit que d'une norme recommandée et elle n'est pas appliquée.
6. Une nouvelle génération de système de charge ChaoJi
En 2020, le Conseil chinois de l'électricité et le Conseil CHAdeMO lanceront conjointement les travaux de recherche sur la voie de développement de l'industrialisation ChaoJi et publieront respectivement le "Livre blanc sur la technologie de charge conductrice ChaoJi pour véhicules électriques" et la norme CHAdeMO3.0. .
Le système de charge de Chao Ji est compatible avec les versions antérieure et antérieure. Un nouveau schéma de circuit de commande et de guidage est formulé et une conception de signal de nœud dur est ajoutée. Lorsqu'un défaut se produit, le sémaphore est utilisé pour notifier rapidement l'extrémité opposée afin d'apporter une réponse rapide à temps pour assurer la sécurité de la charge. Établissez un modèle de sécurité de l'ensemble du système, optimisez les performances de surveillance de l'isolement et clarifiez une série de problèmes de sécurité tels que I2t, la capacité y, la sélection du conducteur PE, la capacité maximale de court-circuit et la déconnexion PE. Parallèlement, le système de gestion thermique est réévalué et conçu, et une méthode de test pour le dispositif de connexion de charge est proposée.
L'interface de charge Chao Ji adopte une conception de face d'extrémité 7-broche, le niveau de tension peut atteindre 1000 (1500) V et le courant maximum peut atteindre 600A. L'interface de charge ChaoJi est conçue pour réduire la taille globale, optimiser la tolérance d'ajustement, réduire la taille du terminal d'alimentation et répondre aux exigences de sécurité IPXXB. Dans le même temps, le guide physique de branchement et de débranchement est conçu, ce qui approfondit la profondeur d'insertion du guide frontal de la prise et répond aux exigences ergonomiques.
Le système de charge Chao Ji ne fait pas simplement référence à une interface de charge haute puissance, il s'agit d'un ensemble de solutions systématiques de charge CC pour véhicules électriques, y compris le circuit de contrôle et de direction, le protocole de communication, la conception et la compatibilité du dispositif de connexion, la sécurité de la charge système, gestion thermique haute puissance dans des conditions de fonctionnement, etc. Le système de charge de Chao Ji est une solution unifiée pour le monde afin que le même véhicule électrique puisse être appliqué au système de charge du pays correspondant dans différents pays.
Résumer
En raison des différences entre les marques de véhicules à énergies nouvelles sur le marché aujourd'hui, les normes d'équipement de charge applicables ne sont pas les mêmes et un seul type de structure de connecteur de charge ne peut pas répondre à tous les modèles. De plus, la technologie dans le domaine des véhicules à énergies nouvelles est encore en phase de maturation. Les piles de charge et les systèmes de connexion de charge de nombreux constructeurs automobiles sont toujours confrontés à une conception de produit instable, à des risques potentiels pour la sécurité, à une charge anormale et à des piles de véhicules dans des applications pratiques et au vieillissement environnemental. Incompatibilité, normes de test manquantes, etc.
De nos jours, les constructeurs automobiles de divers pays ont progressivement compris que les "normes" sont le facteur clé affectant les perspectives de développement des véhicules électriques. Au cours des dernières années, la norme de charge mondiale est progressivement passée de "diversifiée" à "centralisée". Cependant, afin de réaliser véritablement l'unification des normes de charge, en plus des normes d'interface, des normes de communication actuelles sont également nécessaires. Le premier est lié au fait que les connecteurs sont appariés, et le second affecte si la prise peut être alimentée lorsqu'elle est insérée. Il reste encore un long chemin à parcourir pour unifier les normes de recharge des véhicules électriques. Les constructeurs automobiles et les gouvernements doivent "ouvrir davantage leurs attitudes" avant que les véhicules électriques puissent avoir un avenir. On s'attend à ce que la principale force de mon pays dans la promotion de la norme de technologie de charge par conduction ChaoJi pour les véhicules électriques joue un rôle plus important à l'avenir.