Złącza wspierające powszechną elektryfikację

Złącza wspierające powszechną elektryfikację PEI-Genesis

Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA) w światowej infrastrukturze ładowania pojazdów elektrycznych (EV) odnotowano w 2022 r. znaczne postępy, czego przykładem może być sytuacja w Europie, gdzie liczba powolnych ładowarek wzrosła o 50% do poziomu 460 000 sztuk. Dawn Rogers, europejska dyrektor ds. produktów przemysłowych w firmie PEI-Genesis specjalizującej się w złączach elektrycznych, mówi o tym, jak poprawa możliwości ładowania EV może pomóc w obsłudze rosnącej liczby pojazdów elektrycznych na drogach.

Sprzedaż pojazdów elektrycznych na świecie rośnie co roku w wyniku lepszego wsparcia legislacyjnego, postępów w technologii ładowania i coraz atrakcyjniejszych modeli oferowanych przez producentów samochodów.

Na przykład Volkswagen, prześcigając Teslę, niedawno przedstawił model ID.2all, który jest uważany za pierwszy prawdziwy samochód elektryczny dla masowego odbiorcy. Masowe przejście z samochodów spalinowych na bardziej przyjazne dla środowiska alternatywy staje się coraz bardziej realne wraz ze spadkiem cen pojazdów elektrycznych.

Chociaż producenci będą musieli szybko zwiększyć produkcję części, żeby zaspokoić rosnący popyt, nowa oferta Volkswagena może stać się punktem zwrotnym w przejściu na pojazdy elektryczne. Jednym z kluczowych komponentów zarówno w samym samochodzie, jak i w stacji ładowania, jest złącze elektryczne EV.

Rodzaje złączy EV

Producenci mogli w przeszłości tworzyć produkty niestandardowe zaspokajające indywidualne potrzeby bez konieczności stosowania się do standardów branżowych. Ze względu na różnice w pojemności ładowania różnych modeli pojawiły się problemy z kompatybilnością złączy.

Ładowanie w trybie 1 nie jest uważane za „inteligentną” technologię, gdyż nie komunikuje się z samochodem; zamiast tego łączy się bezpośrednio z gniazdem domowym. W rzeczywistości jest to zabronione w Stanach Zjednoczonych i w Anglii, a także w niektórych krajach UE.

Tryb 2 AC, chociaż bardziej „inteligentny”, wciąż jest uważany za powolny. Jest on znany jako „ładowarka awaryjna” i używany głównie do prywatnego ładowania w przeciwieństwie do publicznych stacji ładowania EV.

Tryb 3 nazywany jest powolnym i szybkim ładowaniem AC i ma kilka funkcji bezpieczeństwa, dzięki którym jest odpowiedni do użytku publicznego, a tryb 4 służy do szybkiego ładowania prądem stałym.

Tryby ładowania podlegają normie IEC 61851 i są stale badane w celu zagwarantowania ścisłej kontroli i ochrony dla bezpieczeństwa użytkownika. W związku z ładowarkami EV należy także uwzględnić takie kwestie jak ekonomika, ergonomia, bezpieczeństwo i łatwość użycia.

Na przykład wysokie natężenie i napięcie prądu generowanego podczas procesu ładowania pojazdu elektrycznego stwarza idealne warunki do powstania łuku elektrycznego między stykami. Chociaż zastosowanie sygnału pilotowego pozwala częściowo zmniejszyć ten problem, gdyż w razie utraty ciągłości ładowanie natychmiast zostaje przerwane, nie jest to kompletne rozwiązanie zapobiegające nadmiernemu nagrzewaniu rezystancyjnemu lub uszkodzeniu styków. 

Złącza wspierające powszechną elektryfikację zdjęcie w treści artykułu

Główne cechy konstrukcji

Żeby złącza EV były odpowiednie do użytku publicznego, ich konstrukcja musi uwzględniać szereg wymagań projektowych, np. takich jak zdolność obsługi wysokich napięć. Generalnie złącza CCS posiadają wszystkie te cechy; złącza EV jednak muszą spełniać dodatkowe standardy, aby zachęcać do masowego przechodzenia na pojazdy elektryczne z myślą o osiągnięciu zerowej emisji netto do 2050 r.

Aby można było używać złączy EV w zastosowaniach wysokonapięciowych w pojazdach elektrycznych, muszą one mieć wysokie napięcie znamionowe co najmniej 1000 V. Obecnie na rynku istnieje już rosnący trend zastosowań z napięciem do 1500 V i dostępne lub planowane są nowe złącza EV odpowiednie do takich napięć. 

Złącza EV powinny też mieć wysoki prąd znamionowy w zakresie od 70 A do 500 A, aby mogły spełniać wymagania dotyczące ładowania pojazdów elektrycznych. Oprócz tego powinny zapewniać ochronę przed typowymi czynnikami środowiskowymi, takimi jak wilgoć, pył i drgania.

Złącza EV mają często klasę ochrony przed wnikaniem ciał stałych i cieczy (IP) do IP69, dzięki czemu są odpowiednie do użytku w znajdujących się na zewnątrz stacjach ładowania, które muszą być odporne na zmieniające się warunki pogodowe. Ochrona klasy IP69 oznacza, że są one całkowicie pyłoszczelne i zdolne wytrzymać ciągłe działanie strumieni wody, także przy wysokim ciśnieniu i w wysokiej temperaturze.

Ponadto złącza EV powinny być wykonane z tworzywa sztucznego wysokiej jakości, odpornego na korozję i zużycie. Pomaga im to także radzić sobie z ciągłymi drganiami i wstrząsami, które często występują w ich środowiskach pracy.

Na przykład linie produktów SurLok Plus i RadLok marki Amphenol oferują minimalną trwałość 100 cykli łączenia i technologię styków RADSOK. Te mocne i trwałe linie produktowe nadają się idealnie do magazynowania energii, zastosowań akumulatorowych i wielu innych rozwiązań w zakresie połączeń.

Inną zaawansowaną serią do zastosowań EV i HEV są złącza Amphenol PowerLok. Dla uniknięcia przypadkowego rozłączenia produkty z serii PowerLok G1 i G2 są wyposażone w uzupełniający mechanizm blokujący obok dobrze znanej technologii styków RADSOK. Dodatkowe wersje obejmują do jednej, dwóch lub trzech oferowanych pozycji oraz liczne opcje polaryzacji i orientacji. Z uwagi na to, że pojazdy EV/HEV i systemy dystrybucji energii elektrycznej wymagają dużej ilości energii, w konstrukcji wszystkich tych serii uwzględniono przede wszystkim bezpieczeństwo. Jest to szczególnie ważne w przypadku pojazdów elektrycznych i ciężkich maszyn używanych w warunkach przemysłowych, biorąc pod uwagę negatywne skutki przypadkowego odłączenia sprzętu od źródła zasilania.

Źródło: PEI-Genesis

O Autorze

Czasopismo elektrotechnik AUTOMATYK jest pismem skierowanym do osób zainteresowanych tematyką z zakresu elektrotechniki oraz automatyki przemysłowej. Redakcja online czasopisma porusza na stronie internetowej tematy związane z tymi obszarami – publikuje artykuły techniczne, nowości produktowe, a także inne ciekawe informacje mniej lub bardziej nawiązujące do wspomnianych obszarów.

Tagi artykułu

Zobacz również

elektrotechnik AUTOMATYK 4-5-6/2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę