Типы зарядных устройств для электромобилей

CCS1 и CCS2 - это два варианта комбинированной системы зарядки (CCS) для электромобилей, отличающиеся дизайном, функциональностью и региональным использованием, причем CCS1 в основном используется в Северной Америке, а CCS2 более распространена в Европе и других регионах.

Географические различия в использовании

CCS1 является доминирующим стандартом зарядки в Северной Америке, включая США и Канаду, в то время как CCS2 получил широкое распространение в Европе, Австралии и других регионах. Такое географическое различие в стандартах зарядки создает проблемы для производителей и водителей электромобилей, особенно когда речь идет о международных поездках или экспорте автомобилей. Региональные предпочтения в отношении этих разъемов привели к развитию специфических для каждого рынка моделей электромобилей и зарядной инфраструктуры, формируя глобальный ландшафт электрической мобильности.

Конструкция разъемов и контакты

Конструкция и конфигурация контактов разъемов CCS1 и CCS2 отражают их различное происхождение и возможности:

• В CCS1 используется разъем переменного тока типа 1 (J1772) с двумя дополнительными контактами постоянного тока, в результате чего он имеет более громоздкую 7-контактную конфигурацию.
• CCS2 основан на разъеме переменного тока типа 2 (Mennekes) и имеет более компактную 9-контактную конструкцию.
• Дополнительные контакты в CCS2 улучшают связь между автомобилем и зарядной станцией, позволяя использовать такие расширенные функции, как двунаправленная зарядка.
• Конструкция CCS2 позволяет выдерживать больший ток, поддерживая до 350 ампер по сравнению с 200 амперами CCS1, что способствует более быстрой зарядке.

Сравнение возможностей зарядки

Зарядные возможности разъемов CCS1 и CCS2 существенно различаются, что влияет на их производительность и универсальность при зарядке электромобилей:

• Зарядка от сети переменного тока: CCS1 поддерживает однофазную зарядку переменным током мощностью до 7,4 кВт, в то время как CCS2 обеспечивает как однофазную, так и трехфазную зарядку переменным током мощностью до 43 кВт. Это дает CCS2 заметное преимущество в скорости и гибкости зарядки переменным током.
• Быстрая зарядка постоянным током: И CCS1, и CCS2 поддерживают быструю зарядку постоянным током, но CCS2 имеет более высокую максимальную силу тока. CCS1 может выдерживать ток до 200 ампер, в то время как CCS2 поддерживает ток до 350 ампер. Более высокая сила тока позволяет CCS2 достигать более высокой скорости зарядки, что потенциально сокращает время зарядки совместимых автомобилей.
• Выходная мощность: Увеличение силы тока CCS2 приводит к увеличению потенциальной мощности. Хотя конкретные уровни мощности могут варьироваться в зависимости от зарядной станции и возможностей автомобиля, конструкция CCS2 в некоторых случаях позволяет достичь мощности, превышающей 350 кВт.
• Система охлаждения: CCS2 оснащен системой жидкостного охлаждения, что повышает его способность поддерживать высокую скорость зарядки в течение длительного времени. Эта особенность особенно важна для поездок на дальние расстояния и сценариев быстрой зарядки.
• Двунаправленная зарядка: Усовершенствованная конфигурация выводов CCS2 обеспечивает возможность двунаправленной зарядки, что позволяет использовать устройства в сетях (V2G) и домах (V2H). Эта функция не поддерживается стандартом CCS1.

Эти различия в возможностях зарядки подчеркивают эволюционный характер технологии зарядки EV и постоянные усилия по улучшению скорости и функциональности зарядки.

Проблемы совместимости транспортных средств

Совместимость транспортных средств представляет собой серьезную проблему при сравнении CCS1 и CCS2. Электромобили, разработанные для CCS1, не могут напрямую использовать зарядные устройства CCS2 и наоборот без адаптера, что ограничивает межрегиональную функциональность. Такая несовместимость привела к разработке специфических для каждого рынка моделей EV и зарядной инфраструктуры, что усложняет международные поездки и экспорт автомобилей. Чтобы решить эту проблему, некоторые производители начали выпускать автомобили с двойной совместимостью или предлагать адаптеры, хотя эти решения могут быть связаны с дополнительными расходами или снижением скорости зарядки.

Совместимость с CCS1 и CCS2

Разъемы CCS1 и CCS2 не являются напрямую совместимыми из-за различий в физической конструкции и конфигурации контактов. Однако индустрия EV разработала решения для преодоления этого разрыва:

• Адаптеры: Специальные адаптеры позволяют автомобилям CCS1 заряжаться на станциях CCS2 и наоборот. Эти адаптеры поддерживают быструю зарядку мощностью до 250 кВт, хотя некоторые могут иметь и меньшую мощность.
• Многостандартные зарядные станции: Некоторые сети зарядных станций устанавливают станции с разъемами CCS1 и CCS2, чтобы обслуживать автомобили из разных регионов.
• Адаптация производителя: Некоторые производители EV выпускают автомобили с двумя совместимыми зарядными портами или предлагают модели, ориентированные на конкретный регион, чтобы решить проблемы совместимости.

Хотя эти решения улучшают кросс-совместимость, они могут быть сопряжены с ограничениями, такими как снижение скорости зарядки или дополнительные расходы. По мере развития рынка EV усилия по стандартизации и улучшению совместимости продолжают решать эти проблемы.

Адаптация старых автомобилей для CCS2

Зарядный адаптер VIOX EV

Адаптация старых электромобилей для поддержки зарядки CCS2 становится все более актуальной по мере широкого распространения этого стандарта. Для владельцев Tesla в Европе теперь доступна опция модернизации CCS2 по сниженной цене - 299 евро, по сравнению с первоначальной стоимостью 500 евро. Эта модернизация позволяет более старым автомобилям Model S и Model X использовать зарядные станции CCS2, расширяя возможности зарядки и совместимость с новой инфраструктурой.

При переоборудовании электромобилей "сделай сам" реализация совместимости с CCS2 сопряжена с трудностями из-за сложных протоколов связи. Однако некоторые энтузиасты добились успеха, используя BMW i3 LIM (низковольтный интерфейсный модуль) для обеспечения связи GreenPHY, необходимой для CCS2. Хотя этот метод требует навыков работы с электроникой и программирования, он предлагает потенциальное решение для интеграции зарядки CCS2 в пользовательские проекты EV. По мере развития рынка EV, вероятно, будет появляться все больше послепродажных решений, что сделает адаптацию CCS2 более доступной для широкого круга автомобилей.

Безопасность, экономичность и практичность

Если проанализировать CCS1 и CCS2 с точки зрения безопасности, экономичности и практичности, то CCS2 в целом оказывается более предпочтительным вариантом:

• Безопасность: CCS2 считается более безопасным благодаря более надежному механизму защелки. В разъеме CCS1 используется физическая защелка, которая может сломаться, что может привести к опасным вспышкам дуги при случайном отсоединении. В отличие от этого, конструкция CCS2 делает случайное отсоединение гораздо менее вероятным, что значительно снижает риски безопасности.
• Экономика: CCS2 более экономичен в долгосрочной перспективе благодаря более высоким возможностям зарядки. Он поддерживает зарядку трехфазным переменным током мощностью до 43 кВт по сравнению с однофазным переменным током мощностью до 7,4 кВт у CCS1. Такая более быстрая зарядка позволяет сократить время зарядки и повысить эффективность работы пользователей. Кроме того, более широкое распространение CCS2 в мире может привести к экономии за счет масштаба производства и развития инфраструктуры.
• Практичность: CCS2 предлагает большую практичность благодаря универсальной конструкции, поддерживающей как однофазную и трехфазную зарядку переменным током, так и быструю зарядку постоянным током. Совместимость с более широким спектром международных стандартов также делает его более практичным для глобального использования, в то время как практичность CCS1 в основном ограничена Северной Америкой.

Будущие тенденции в стандартах зарядки электромобилей

Будущее стандартов зарядки EV быстро развивается, и несколько ключевых тенденций определяют развитие отрасли:

• Мегаваттная система зарядки (MCS): Этот новый стандарт призван обеспечить сверхбыструю зарядку электромобилей большой грузоподъемности мощностью до 3,75 МВт. Внедрение MCS позволит значительно сократить время зарядки больших коммерческих автомобилей и магистральных грузовиков.
• Беспроводная зарядка: Достижения в области индуктивных технологий зарядки прокладывают путь к созданию решений для зарядки без кабеля. Эти системы используют электромагнитные поля для передачи энергии от зарядных панелей к автомобилям, обеспечивая повышенное удобство и возможность динамической зарядки во время движения.
• Технология Vehicle-to-Grid (V2G): Интеграция возможностей V2G позволяет EV не только получать энергию из сети, но и возвращать ее, способствуя стабильности сети и управлению энергопотреблением. Эта функция двунаправленной зарядки становится все более важной по мере распространения EV.
• Усилия по стандартизации: В настоящее время реализуются глобальные инициативы по гармонизации стандартов зарядки: Европейский союз и Соединенные Штаты работают над обеспечением совместимости электромобилей большой грузоподъемности. Эта инициатива по стандартизации направлена на упрощение процесса зарядки и ускорение развития инфраструктуры по всему миру.