電力基礎(chǔ)設(shè)施越來越好，現(xiàn)代電網(wǎng)為世界各地的家庭和企業(yè)提供安全可靠的能源。然而，隨著消費(fèi)者轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車，他們正在從電網(wǎng)獲得新的電力來充電。在電動(dòng)汽車和電網(wǎng)的交匯處，連接新舊世界的是鄭州汽車充電樁:電子控制盒、汽車耦合器連接器、電纜和墻上的插頭共同工作，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車充電。這些設(shè)備不僅需要堅(jiān)固可靠，還需要在設(shè)計(jì)上防止與電動(dòng)汽車的電力基礎(chǔ)設(shè)施連接時(shí)可能發(fā)生的任何潛在危險(xiǎn)，這些危險(xiǎn)從未被考慮過。高質(zhì)量的電動(dòng)汽車充電器提供卓越的熱管理，電纜堅(jiān)固性，跌落保護(hù)和環(huán)境保護(hù)。
它們保護(hù)消費(fèi)者的房屋不受損壞，它們能經(jīng)受住天氣的考驗(yàn)，而且比低級(jí)別的充電器充電更久。隨著電動(dòng)汽車消費(fèi)者對(duì)汽油動(dòng)力汽車加油的速度和便便性提出要求，這個(gè)方程式的關(guān)鍵部分將是電網(wǎng)的最后幾米:電動(dòng)汽車充電槍可以承受各種條件，并承受電力負(fù)載。為什么電動(dòng)充電槍的可靠性很重要?每一輛純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車都需要充電，而電動(dòng)汽車的市場(chǎng)正在快速增長(zhǎng)。事實(shí)上，波士頓咨詢集團(tuán)預(yù)測(cè)，到2026年，電動(dòng)汽車將占全球輕型汽車銷量的一半以上。隨著電動(dòng)汽車越來越普遍，消費(fèi)者將要求可靠的充電。
這意味著家用電動(dòng)汽車充電器必須既結(jié)實(shí)又安全，長(zhǎng)時(shí)間每天給汽車充電。制造一種可靠的充電槍需要考慮電氣和機(jī)械兩方面的因素。在電子方面，充電器的電子控制盒可以安全觀察車輛并為其供電，確保消費(fèi)者可以按預(yù)期充電。電子產(chǎn)品必須在其設(shè)計(jì)中加入冗余特性，以便組件故障不會(huì)導(dǎo)致安全問題。通過接入電網(wǎng)和充電槍內(nèi)部，以及優(yōu)化充電周期，熱管理對(duì)于防止經(jīng)濟(jì)過熱至關(guān)重要。在機(jī)械方面，多年的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)告訴我們，消費(fèi)者使用現(xiàn)有的一系列挑戰(zhàn)。
隨著時(shí)間的推移，消費(fèi)者不僅會(huì)重復(fù)使用電動(dòng)汽車充電槍，還會(huì)在它們周圍纏繞電纜，覆蓋它們，讓它們暴露在雨中。割草機(jī)偶爾會(huì)碾過它們，狗也會(huì)咬它們。設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到裝藥槍每個(gè)部分的機(jī)械挑戰(zhàn)。它們應(yīng)包括堅(jiān)固的電纜結(jié)構(gòu)耦合應(yīng)力減壓器和適當(dāng)?shù)膽?yīng)變緩解器，以防止銅線斷裂和電纜絕緣斷裂。如果有可切割的控制盒(ICCB)，它必須自動(dòng)評(píng)級(jí)，并妥善密封，以保護(hù)其免受天氣影響，而耦合器(消費(fèi)者在插入汽車時(shí)最常遇到的)必須能夠承受插入時(shí)的反復(fù)掉落和錯(cuò)位。向市場(chǎng)提供電動(dòng)汽車充電器至少需要證明它們符合安全標(biāo)準(zhǔn)，如IEC (Electrotechnical Committee for safety standards)和UL國(guó)際設(shè)立的護(hù)理質(zhì)量委員會(huì)(Care Quality Commission)。
有人可能認(rèn)為，遵守行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)就足以解決可靠性問題，但大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)只確保充電器在測(cè)試條件下使用是安全的。他們不能確定充電器是否會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)以最佳和可靠的方式運(yùn)行。因此，設(shè)計(jì)要求經(jīng)常超過最低安全標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)是支持現(xiàn)場(chǎng)可靠性的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。電動(dòng)汽車在世界范圍內(nèi)越來越受歡迎，不同地區(qū)和使用案例電動(dòng)汽車的發(fā)展也不盡相同。這就產(chǎn)生了高度的復(fù)雜性和大量的部件-適合世界各地的oem。但電動(dòng)汽車供應(yīng)設(shè)備(EVSE)有三個(gè)通用的描述符，包括電動(dòng)汽車充電器:模式、水平和類型。Mode Mode 1插在家用交流插座上，但由于Mode 1沒有特殊的安全電子設(shè)備，一般在大多數(shù)地區(qū)是不允許使用的。模式2也可插入標(biāo)準(zhǔn)家用交流插座，并在其ICCB中包括這些安全功能。模式3插到壁盒或充電站進(jìn)行交流充電。它不包括ICCB。在歐洲，消費(fèi)者通常需要自帶3型電纜才能使用自己的公共交流充電站。高速直流充電電動(dòng)汽車充電站預(yù)留模式四充電槍的質(zhì)量和可靠性至關(guān)重要，等級(jí)表示車輛傳輸?shù)碾娏?。汽車工程師協(xié)會(huì)(Society of Automotive Engineers)在J1772標(biāo)準(zhǔn)中指定了以下類別:第1類限制為120V和1.8kW，并提供基本充電。2級(jí)電壓定義為208V - 240V - 80A，最大輸出功率為19.2kW。隨著整車廠電池尺寸的增加，他們也在增加這個(gè)頻段內(nèi)的功率水平。如今，一輛典型的純電動(dòng)汽車可以從車載充電器獲得11kW的交流電源。一個(gè)家庭用三相電源可以實(shí)現(xiàn)11kW的11A電流，而單相電源需要提供48A左右。直流1級(jí)和2級(jí)提供快速充電，僅在商業(yè)站點(diǎn)使用。直流2級(jí)，通常簡(jiǎn)稱為“3級(jí)”，可提供高達(dá)1000VDC，未來有望達(dá)到500A，輸出功率超過350kW。這一速度可以在20分鐘內(nèi)為一個(gè)普通電動(dòng)汽車電池充電約80%。類型類型表示車輛接口。不幸的是，標(biāo)準(zhǔn)組織并不支持全球標(biāo)準(zhǔn)。因此，全球共有三種獨(dú)特的交流充電接口(見圖3):北美和韓國(guó)使用J17721 AC和CCS1 DC。
在歐洲，交流采用IEC2，直流采用CCS2。日本使用J17721進(jìn)行通信，而DC使用CHAdeMO。國(guó)內(nèi)采用GB/T接口，獨(dú)有DC接口。此外，新興的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)在中國(guó)和日本被采用。電動(dòng)汽車充電槍的質(zhì)量和可靠性至關(guān)重要大量的電動(dòng)汽車充電槍可以確保消費(fèi)者體驗(yàn)到高度的可靠性、韌性和安全性，并提供了前面討論的電氣和機(jī)械方面的考慮，以預(yù)期的方式為車輛充電。電氣方面:軟件或硬件的冗余可以防止由單點(diǎn)故障引起的不安全情況。此外，充電器應(yīng)該有一些功能，允許源流到車輛，如果有系統(tǒng)問題，也許以一個(gè)較低的速度，這樣至少可以實(shí)現(xiàn)一些充電。雖然目前的標(biāo)準(zhǔn)不要求接觸式顯示器、網(wǎng)格線顯示器等，但高級(jí)電動(dòng)汽車充電器將包括那些有助于確保安全充電的充電器。熱管理:高級(jí)充電器可以處理更高的功率，減少充電所需的時(shí)間。它們可以在很寬的環(huán)境溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，通常為-40?C至50?C(-40?F至122?F)。
在世界的一些地方，如中東，如果環(huán)境溫度為50?C, EVSE可能必須在70?C下運(yùn)行。設(shè)計(jì)必須考慮這些可能性，在極端溫度下提供全功率，并響應(yīng)任何溫度問題，以保護(hù)系統(tǒng)。自我監(jiān)測(cè):導(dǎo)線熱監(jiān)測(cè)測(cè)量插頭的溫度，以確保設(shè)備不過熱，并在設(shè)備插入的插座損壞的情況下提供保護(hù)。同時(shí)，ICCB應(yīng)監(jiān)測(cè)自身溫度，以保護(hù)電子設(shè)備在極端條件下。此外，繼電器觸點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)于檢測(cè)焊接觸點(diǎn)或開路觸點(diǎn)也很重要。應(yīng)變和彎曲緩解:這有助于防止消費(fèi)者濫用和正常磨損，這可能導(dǎo)致絕緣護(hù)套斷裂，電纜斷裂和內(nèi)部短路。從壓力到失效的評(píng)估測(cè)試是開發(fā)耐久電纜的關(guān)鍵工具。消費(fèi)者可能會(huì)將電纜纏繞在ICCB上，例如，將電纜緊緊地彎曲。為了幫助抵消這種用戶使用，并確保電纜的可靠性，應(yīng)變減緩以限制擠壓區(qū)域是至關(guān)重要的。防跌落:電動(dòng)汽車充電器會(huì)跌落，在充電器使用期間可能會(huì)造成損壞。開發(fā)人員可以通過使用先進(jìn)的電子隔離來限制這種損害。電動(dòng)汽車ICCB和充電器的電子器件應(yīng)能承受100米和50米至少1米的高度下降。
耦合器應(yīng)該能夠承受從同一高度下落250次。密封外殼:這有助于保護(hù)充電器及其ICCB的組件，特別是水。這種保護(hù)對(duì)戶外使用的設(shè)備很重要，充電器可能會(huì)被雨、雨夾雪和雪損壞。充電功率:電池容量越大，充電時(shí)間越長(zhǎng)。更快的充電要求車輛內(nèi)部布線和充電器的容量更大。如今的低成本充電器只能處理1.4到3.6千瓦的電量。下一代電動(dòng)汽車充電器可以達(dá)到11kW，可以在家里快速充電。超越行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是電動(dòng)汽車充電器商業(yè)化的基本要求，發(fā)揮著重要作用。但符合標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)只是入門價(jià)格，有些標(biāo)準(zhǔn)低到足以滿足汽車整車廠對(duì)可靠性能的要求。
例如，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可能不要求對(duì)電網(wǎng)線路進(jìn)行熱監(jiān)測(cè)。房子里的電源插座可能在幾十年前就安裝好了，沒有人能想到有一天主人會(huì)為了給一輛電動(dòng)汽車充電而每天晚上開12A超過10個(gè)小時(shí)。如果沒有適當(dāng)?shù)臒岜O(jiān)測(cè)，房子里電力基礎(chǔ)設(shè)施的退化可能會(huì)導(dǎo)致熔毀。將熱監(jiān)測(cè)集成到系統(tǒng)中可以保護(hù)消費(fèi)者的插座和充電器。同樣，基本標(biāo)準(zhǔn)要求電動(dòng)汽車充電器能夠承受反復(fù)的跌落，并通過跌落測(cè)試，前提是它們不會(huì)造成不安全的環(huán)境，比如暴露的高壓電線。但不考慮充電器是否仍然可靠工作。高級(jí)電子電動(dòng)汽車充電器不符合消費(fèi)電子元器件的要求，但符合汽車電子理事會(huì)資質(zhì)(AEC-Q)的要求。符合aec -q的組件有更嚴(yán)格的公差，測(cè)試和質(zhì)量要求，因此隨著時(shí)間的推移變得更可靠。整個(gè)解決方案的一部分隨著社會(huì)對(duì)電動(dòng)交通的擁抱，消費(fèi)者希望確保相關(guān)技術(shù)在所有情況下都能正常工作。
他們希望電動(dòng)汽車能達(dá)到與汽油動(dòng)力汽車相同或相同的性能水平，他們也會(huì)尋找尋找一種與充電一樣安全方便的充電體驗(yàn)。一個(gè)堅(jiān)固的充電器是這一保證的關(guān)鍵因素。一個(gè)電動(dòng)汽車充電器必須安全工作，它必須在不利的條件下工作，需要很長(zhǎng)時(shí)間和速度。汽車廠商已經(jīng)了解到，他們需要建立一個(gè)高于電動(dòng)汽車充電器最低標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)，但這里是所有充電器應(yīng)滿足的基本標(biāo)準(zhǔn):歐洲IEC62752UL2594中國(guó)GB/T20334防水電纜和連接器評(píng)級(jí)IP67AEC-Q200無源電子元件應(yīng)力評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家電氣制造商協(xié)會(huì)電子元件外殼標(biāo)準(zhǔn).
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