มาตรฐานตัวเชื่อมต่อการชาร์จทั่วโลกมีกี่แบบ?

เห็นได้ชัดว่า BEV เป็นเทรนด์ของอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ เนื่องจากปัญหาแบตเตอรี่ไม่สามารถแก้ไขได้ในระยะเวลาอันสั้น สิ่งอำนวยความสะดวกในการชาร์จจึงมีอุปกรณ์ครบครันเพื่อขจัดความกังวลของรถยนต์ในการชาร์จ ขั้วต่อการชาร์จเป็นส่วนประกอบสำคัญของสถานีชาร์จ แตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ กำลังเผชิญกับสถานการณ์ความขัดแย้งโดยตรงอยู่แล้ว ที่นี่ เราต้องการแยกแยะมาตรฐานของตัวเชื่อมต่อทั่วโลก

คอมโบ

Combo ช่วยให้การชาร์จช้าและเร็ว เป็นซ็อกเก็ตที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในยุโรป รวมถึง Audi, BMW, Chrysler, Daimler, Ford, GM, Porsche, Volkswagen มีการติดตั้งอินเทอร์เฟซการชาร์จ SAE (Society of Automotive Engineers)

วันที่ 2^ndตุลาคม 2012 การกลับรายการ SAE J1772 ซึ่งได้รับการโหวตโดยสมาชิกที่เกี่ยวข้องของคณะกรรมการ SAE กลายเป็นมาตรฐานการชาร์จ DC อย่างเป็นทางการเพียงแห่งเดียวในโลก อ้างอิงจาก J1772 ฉบับปรับปรุง ตัวเชื่อมต่อ Combo คือมาตรฐานหลักของการชาร์จ DC ที่รวดเร็ว

เวอร์ชันก่อนหน้า (กำหนดในปี 2010) ของมาตรฐานนี้ระบุข้อกำหนดของขั้วต่อ J1772 ที่ใช้สำหรับการชาร์จไฟฟ้ากระแสสลับ ขั้วต่อนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายเข้ากันได้กับ Nissan Leaf, Chevrolet Volt และ Mitsubishi i-MiEV ในขณะที่เวอร์ชันใหม่นอกจากจะมีฟังก์ชั่นเดิมทั้งหมดแล้วยังมีพินเพิ่มอีกสองพินซึ่งโดยเฉพาะสำหรับการชาร์จแบบ DC อย่างรวดเร็วไม่สามารถ เข้ากันได้กับ BEV เก่าที่ผลิตในขณะนี้

ข้อได้เปรียบ: ประโยชน์สูงสุดของ Combo Connector คือผู้ผลิตรถยนต์เพียงต้องติดตั้งซ็อกเก็ตเดียวที่สามารถใช้งานได้ทั้ง DC และ AC โดยชาร์จด้วยความเร็วที่แตกต่างกันสองระดับ

ข้อเสีย: โหมดการชาร์จเร็วต้องใช้สถานีชาร์จที่ให้กระแสไฟสูงสุด 500 V และ 200 A

เทสลา

Tesla มีมาตรฐานการชาร์จของตัวเอง ซึ่งอ้างว่าสามารถชาร์จได้มากกว่า 300 กม. ใน 30 นาที ดังนั้นความจุสูงสุดของช่องเสียบชาร์จจึงสูงถึง 120kW และกระแสสูงสุด 80A

ปัจจุบัน Tesla มีสถานีชาร์จซุปเปอร์ 908 แห่งในสหรัฐอเมริกา เพื่อเข้าสู่ตลาดจีน มีสถานีชาร์จ Super 7 ชุดตั้งอยู่ในเซี่ยงไฮ้ (3) ปักกิ่ง (2) หางโจว (1) เซินเจิ้น (1) นอกจากนี้ เพื่อบูรณาการกับภูมิภาคต่างๆ ได้ดีขึ้น Tesla วางแผนที่จะละทิ้งการควบคุมมาตรฐานการชาร์จและนำมาตรฐานท้องถิ่นมาใช้ เหมือนอย่างที่ทำในจีนแล้ว

ข้อได้เปรียบ: เทคโนโลยีขั้นสูงที่มีประสิทธิภาพการชาร์จสูง

ข้อเสีย: ตรงกันข้ามกับมาตรฐานของแต่ละประเทศ เป็นการยากที่จะเพิ่มยอดขายโดยไม่ประนีประนอม หากประนีประนอม ประสิทธิภาพในการชาร์จจะลดลง พวกเขาอยู่ในภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออก

CCS (ระบบชาร์จแบบรวม)

ฟอร์ด, เจเนอรัล มอเตอร์ส, ไครสเลอร์, ออดี้, บีเอ็มดับเบิลยู, เมอร์เซเดส-เบนซ์, โฟล์คสวาเกน และปอร์เช่เปิดตัว "ระบบการชาร์จแบบรวม" ในปี 2555 เพื่อพยายามเปลี่ยนมาตรฐานที่สับสนสำหรับพอร์ตการชาร์จ “ระบบการชาร์จแบบรวม” หรือที่รู้จักกันในชื่อ CCS

CCS รวมอินเทอร์เฟซการชาร์จปัจจุบันทั้งหมดเข้าด้วยกัน ด้วยวิธีนี้ จึงสามารถชาร์จการชาร์จ ac เฟสเดียว การชาร์จ ac 3 เฟสที่รวดเร็ว การชาร์จ DC สำหรับที่อยู่อาศัย และการชาร์จ DC ความเร็วสูงพิเศษด้วยอินเทอร์เฟซเดียว

ยกเว้น SAE, ACEA (สมาคมผู้ผลิตรถยนต์แห่งยุโรป) ได้ใช้ CCS เป็นอินเทอร์เฟซการชาร์จ DC/AC เช่นกัน ซึ่งใช้กับ PEV ทั้งหมดในยุโรปตั้งแต่ปี 2017 เนื่องจากเยอรมนีและจีนรวมมาตรฐานของยานพาหนะไฟฟ้าเข้าด้วยกัน จีนจึงได้เข้าร่วมในระบบนี้เช่นกัน จึงได้มอบโอกาสที่ไม่เคยมีมาก่อนให้กับรถยนต์ EV ของจีน ZINORO 1E,Audi A3e-tron, BAIC E150EV, BMW i3, DENZA,Volkswagen E-UP, Changan EADO และ SMART ทั้งหมดอยู่ในมาตรฐาน "CCS"

ข้อได้เปรียบ : ผู้ผลิตรถยนต์สัญชาติเยอรมัน 3 ราย ได้แก่ BMW, Daimler และ Volkswagen จะเพิ่มการลงทุนในรถยนต์ EV ของจีน มาตรฐาน CCS อาจเป็นประโยชน์ต่อจีนมากกว่า

ข้อเสีย: ยอดขาย EV ที่รองรับมาตรฐาน CCS มีน้อยหรือเพิ่งออกสู่ตลาด

ชาเดโม่

CHAdeMO เป็นตัวย่อของ CHArge de Move ซึ่งเป็นซ็อกเก็ตที่ Nissan และ Mitsubishi รองรับ ChAdeMO แปลจากภาษาญี่ปุ่น ความหมายคือ “ทำให้เวลาในการชาร์จสั้นเท่ากับการพักน้ำชา” ช่องเสียบชาร์จด่วน DC นี้สามารถให้กำลังการชาร์จสูงสุด 50KW

รถยนต์ไฟฟ้าที่รองรับมาตรฐานการชาร์จนี้ ได้แก่ Nissan Leaf, Mitsubishi Outlander PEV, Citroen C-ZERO, Peugeot Ion, Citroen Berlingo, Peugeot Partner, Mitsubishi i-MiEV, Mitsubishi MINICAB-MiEV, รถบรรทุก Mitsubishi MINICAB-MiEV, Honda FIT EV, Mazda DEMIOEV, Subaru Stella PEV, Nissan Eev200 ฯลฯ โปรดทราบว่า Nissan Leaf และ Mitsubishi i-MiEV ต่างก็มีช่องเสียบชาร์จที่แตกต่างกัน 2 ช่อง อันแรกคือ J1772 ที่เป็นขั้วต่อ Combo ในส่วนแรก และอีกอันคือ CHAdeMO

วิธีการชาร์จ CHAdeMO แสดงดังภาพด้านล่าง กระแสไฟจะถูกควบคุมโดยสัญญาณ CAN บัส กล่าวคือในขณะที่ติดตามสถานะแบตเตอรี่ ให้คำนวณกระแสไฟที่เครื่องชาร์จต้องการแบบเรียลไทม์ และส่งการแจ้งเตือนไปยังเครื่องชาร์จผ่าน CAN เครื่องชาร์จจะได้รับคำสั่งกระแสจากรถยนต์ทันที และจ่ายกระแสไฟให้ตามนั้น

ด้วยระบบการจัดการแบตเตอรี่ จะมีการตรวจสอบสภาพของแบตเตอรี่ในขณะที่ควบคุมกระแสไฟแบบเรียลไทม์ ซึ่งทำให้สามารถใช้งานฟังก์ชันที่จำเป็นสำหรับการชาร์จที่รวดเร็วและปลอดภัยได้อย่างเต็มที่ และช่วยให้มั่นใจได้ว่าการชาร์จจะไม่ถูกจำกัดด้วยความสามารถรอบด้านของแบตเตอรี่ มีสถานีชาร์จ 1154 มาให้ใช้งาน ติดตั้งตาม CHAdeMO ที่ประเทศญี่ปุ่น สถานีชาร์จ CHAdeMO มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสหรัฐอเมริกาเช่นกัน โดยมีสถานีชาร์จแบบเร็ว 1344 AC ตามข้อมูลล่าสุดจากกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา

ข้อได้เปรียบ: ยกเว้นสายควบคุมข้อมูล CHAdeMO ใช้ CAN บัสเป็นอินเทอร์เฟซการสื่อสาร เนื่องจากมีความสามารถในการป้องกันเสียงรบกวนและการตรวจจับข้อผิดพลาดสูง จึงมีการสื่อสารที่เสถียรและมีความน่าเชื่อถือสูง ประวัติความปลอดภัยในการชาร์จที่ดีได้รับการยอมรับจากอุตสาหกรรม

ข้อเสีย: การออกแบบเริ่มต้นสำหรับกำลังขับคือ 100KW ปลั๊กชาร์จหนักมาก กำลังไฟในรถเพียง 50KW

กิกะไบต์/T20234

จีนเปิดตัวปลั๊ก เต้ารับ ข้อต่อยานพาหนะ และทางเข้าของยานพาหนะสำหรับการชาร์จแบบนำไฟฟ้าของยานพาหนะไฟฟ้า - ข้อกำหนดทั่วไปในปี 2549 (GB/T20234-2006) มาตรฐานนี้ระบุวิธีประเภทการเชื่อมต่อสำหรับกระแสชาร์จ 16A, 32A, 250A AC และ กระแสไฟชาร์จ 400A DC อิงตามมาตรฐานของ International Electrotechnical Commission (IEC) ในปี 2546 เป็นหลัก แต่มาตรฐานนี้ไม่ได้กำหนดจำนวนพินเชื่อมต่อ ขนาดทางกายภาพ และอินเทอร์เฟซสำหรับอินเทอร์เฟซการชาร์จ

ในปี 2554 จีนได้เปิดตัวมาตรฐานที่แนะนำ GB/T20234-2011 แทนที่เนื้อหาบางส่วนของ GB/T20234-2006 โดยระบุว่าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับต้องไม่เกิน 690V ความถี่ 50Hz กระแสไฟที่กำหนดจะต้องไม่เกิน 250A; แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่กำหนดจะต้องไม่เกิน 1,000V และกระแสไฟที่กำหนดจะต้องไม่เกิน 400A

ข้อได้เปรียบ: เปรียบเทียบกับเวอร์ชัน 2006 GB/T มีการปรับเทียบรายละเอียดเพิ่มเติมของพารามิเตอร์อินเทอร์เฟซการชาร์จ

ข้อเสีย：มาตรฐานยังไม่ละเอียดถี่ถ้วน เป็นมาตรฐานที่แนะนำ ไม่ใช่ภาคบังคับ

ระบบชาร์จใหม่ "Chaoji"

ในปี 2020 China Electric Power Council และ CHAdeMO Agreement ร่วมกันเปิดตัวการวิจัยเส้นทางการพัฒนาอุตสาหกรรม "Chaoji" และเผยแพร่สมุดปกขาวเกี่ยวกับเทคโนโลยีการชาร์จแบบนำไฟฟ้า "Chaoji" สำหรับยานพาหนะไฟฟ้า และมาตรฐาน CHAdeMO 3.0 ตามลำดับ

ระบบชาร์จ “Chaoji” สามารถใช้ได้กับทั้ง EV รุ่นเก่าและที่พัฒนาขึ้นใหม่ พัฒนารูปแบบวงจรควบคุมและคำแนะนำใหม่ เพิ่มสัญญาณโหนดยาก เมื่อเกิดข้อผิดพลาด สามารถใช้เซมาฟอร์เพื่อแจ้งปลายอีกด้านอย่างรวดเร็วเพื่อให้ตอบสนองอย่างรวดเร็วทันเวลาเพื่อความปลอดภัยในการชาร์จ สร้างแบบจำลองด้านความปลอดภัยสำหรับทั้งระบบ เพิ่มประสิทธิภาพการตรวจสอบฉนวน กำหนดชุดปัญหาด้านความปลอดภัย เช่น I2T, ความจุ Y, การเลือกตัวนำ PE, ความสามารถในการลัดวงจรสูงสุด และการแตกหักของสายไฟ PE ในขณะเดียวกัน ได้มีการประเมินและออกแบบระบบการจัดการระบายความร้อนใหม่ และเสนอวิธีทดสอบสำหรับขั้วต่อการชาร์จ

อินเทอร์เฟซการชาร์จ “Chaoji” ใช้การออกแบบปลายด้าน 7 พิน โดยมีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1,000 (1500) V และกระแสสูงสุด 600A อินเทอร์เฟซการชาร์จ “Chaoji” ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดขนาดโดยรวม ปรับความทนทานให้พอดี และ ลดขนาดขั้วจ่ายไฟเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัย IPXXB ในเวลาเดียวกัน การออกแบบตัวกั้นการสอดทางกายภาพจะช่วยเพิ่มความลึกในการสอดของส่วนหน้าของซ็อกเก็ตให้ลึกขึ้น ซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดตามหลักสรีระศาสตร์

ระบบการชาร์จ “Chaoji” ไม่เพียงแต่เป็นอินเทอร์เฟซการชาร์จพลังงานสูงเท่านั้น แต่ยังเป็นชุดโซลูชันการชาร์จ DC ที่เป็นระบบสำหรับ EVs รวมถึงวงจรควบคุมและแนะนำ โปรโตคอลการสื่อสาร การออกแบบและความเข้ากันได้ของอุปกรณ์เชื่อมต่อ ความปลอดภัยของระบบการชาร์จ การจัดการความร้อนภายใต้ สภาพพลังงานสูง ฯลฯ ระบบการชาร์จ "Chaoji" เป็นโครงการแบบครบวงจรสำหรับโลก เพื่อให้รถยนต์ไฟฟ้าแบบเดียวกันในประเทศต่างๆ สามารถนำไปใช้กับระบบการชาร์จของประเทศที่เกี่ยวข้องได้

บทสรุป

ในปัจจุบันนี้เนื่องจากความแตกต่างของแบรนด์ EV มาตรฐานอุปกรณ์ชาร์จที่ใช้บังคับจึงแตกต่างกัน ขั้วต่อการชาร์จแบบเดียวจึงไม่สามารถตอบสนองได้ทุกรุ่น นอกจากนี้เทคโนโลยีของรถยนต์พลังงานใหม่ยังอยู่ในกระบวนการที่เติบโตเต็มที่ สถานีชาร์จและระบบเชื่อมต่อการชาร์จของบริษัทผู้ผลิตรถยนต์หลายแห่งยังคงประสบปัญหา เช่น การออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ไม่เสถียร ความเสี่ยงด้านความปลอดภัย การชาร์จที่ผิดปกติ ความเข้ากันไม่ได้ของรถยนต์และสถานี การขาดมาตรฐานการทดสอบ ฯลฯ ในการใช้งานจริงและอายุของสิ่งแวดล้อม

ปัจจุบัน ผู้ผลิตรถยนต์ทั่วโลกค่อยๆ ตระหนักแล้วว่า "มาตรฐาน" คือปัจจัยสำคัญในการพัฒนารถยนต์ไฟฟ้า ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มาตรฐานการชาร์จทั่วโลกได้ค่อยๆ เปลี่ยนจาก "การกระจายความเสี่ยง" ไปเป็น "การรวมศูนย์" อย่างไรก็ตาม เพื่อให้บรรลุมาตรฐานการชาร์จแบบรวมอย่างแท้จริง นอกเหนือจากมาตรฐานอินเทอร์เฟซแล้ว ยังจำเป็นต้องมีมาตรฐานการสื่อสารในปัจจุบันอีกด้วย แบบแรกเกี่ยวข้องกับว่าข้อต่อพอดีหรือไม่ ในขณะที่แบบหลังส่งผลต่อว่าปลั๊กสามารถเสียบปลั๊กได้หรือไม่ ยังมีหนทางอีกยาวไกลก่อนที่มาตรฐานการชาร์จสำหรับ EV จะได้รับมาตรฐานอย่างสมบูรณ์ และผู้ผลิตรถยนต์และรัฐบาลจำเป็นต้องดำเนินการมากกว่านี้เพื่อเปิดจุดยืนเพื่อทำให้ EV มีอายุการใช้งานยาวนาน คาดว่าจีนในฐานะผู้นำในการส่งเสริมมาตรฐานเทคโนโลยีการชาร์จแบบนำไฟฟ้า "Chaoji" สำหรับ EV จะมีบทบาทมากขึ้นในอนาคต