Obviamente, el BEV es la tendencia de la industria automotriz de nueva energía. Como los problemas de batería no se pueden resolver en un corto periodo, las instalaciones de carga se equipan ampliamente para resolver la preocupación de los dueños de autos por la carga. El conector de carga, como componente esencial de las estaciones de carga, varía según los países y ya enfrenta una situación de conflicto directo. Aquí queremos ordenar los estándares de conectores en el mundo.
Combo
Combo permite cargar lento y rápido; es el socket más utilizado en Europa, e incluye a Audi, BMW, Chrysler, Daimler, Ford, G.M., Porsche, Volkswagen equipados con la interfaz de carga SAE (Society of Automotive Engineers).
El 2nd de octubre de 2012, la revisión SAE J1772 votada por los miembros relevantes del comité SAE se convirtió en el único estándar formal de carga DC en el mundo. Basado en la edición revisada de J1772, el Conector Combo es el estándar central de carga rápida DC.
La versión anterior (formulada en 2010) de este estándar especificaba la especificación del conector J1772 utilizado para carga AC. Este conector se ha utilizado ampliamente, compatible con Nissan Leaf, Chevrolet Volt y Mitsubishi i-MiEV. Mientras que la nueva versión, además de tener todas las funciones anteriores, con dos pines más, especialmente para carga rápida DC, no puede ser compatible con los BEV antiguos producidos ahora.
Ventaja: el mayor beneficio del Conector Combo es que el fabricante de automóviles solo necesita adaptar un socket capaz de ambos, DC y AC, cargando a dos velocidades diferentes.
Desventaja: el modo de carga rápida requiere que la estación de carga proporcione hasta 500 V y 200 A.
Tesla
Tesla tiene su propio estándar de carga, que afirma puede cargar más de 300 km en 30 minutos. Por lo tanto, la capacidad máxima de su socket de carga puede alcanzar 120 kW, y la corriente máxima 80 A.
Tesla tiene 908 sets de super estaciones de carga en EE. UU. actualmente. Para entrar al mercado chino, tiene 7 sets de super estaciones de carga ubicadas en Shanghái (3), Beijing (2), Hangzhou (1), Shenzhen (1). Además, para integrarse mejor con las regiones, Tesla planea renunciar al control de sus estándares de carga y adoptar estándares locales, lo cual ya hace en China.
Ventaja: tecnología avanzada con alta eficiencia de carga.
Desventaja: al contrario de los estándares de cada país, es difícil aumentar las ventas sin compromiso; si se compromete, la eficiencia de carga se reducirá. Están en un dilema.
CCS (Combined Charging System)
Ford, General Motors, Chrysler, Audi, BMW, Mercedes-Benz, Volkswagen y Porsche lanzaron el "Sistema de Carga Combinada" en 2012 en un esfuerzo por cambiar los confusos estándares para puertos de carga. "Sistema de Carga Combinada" o conocido como CCS.
CCS unificó todas las interfaces de carga actuales; de esta manera, puede cargar AC monofásica, AC trifásica rápida, DC residencial y DC súper rápida con una sola interfaz.
Excepto SAE, ACEA (Asociación de Fabricantes de Automóviles de Europa) ha adoptado CCS como interfaz de carga DC/AC también. Se usa en todos los PEV en Europa desde 2017. Desde que Alemania y China unificaron los estándares de vehículos eléctricos, China se ha unido a este sistema también, lo que ha proporcionado oportunidades sin precedentes para los EV chinos. ZINORO 1E, Audi A3 e-tron, BAIC E150 EV, BMW i3, DENZA, Volkswagen E-UP, Changan EADO y SMART pertenecen todos al estándar "CCS".
Ventaja: 3 fabricantes de automóviles alemanes: BMW, Daimler y Volkswagen — aumentarán su inversión en EV chinos; los estándares CCS pueden ser más beneficiosos para China.
Desventaja: las ventas de los EV que soportan el estándar CCS son pequeñas o apenas llegan al mercado.
CHAdeMO
CHAdeMO es la abreviatura de CHArge de Move; es el socket soportado por Nissan y Mitsubishi. ChAdeMO traducido del japonés significa "hacer el tiempo de carga tan corto como un descanso de té". Este socket de carga rápida DC puede proporcionar una capacidad de carga máxima de 50 kW.
Los EV que soportan este estándar de carga incluyen: Nissan Leaf, Mitsubishi Outlander PHEV, Citroen C-ZERO, Peugeot Ion, Citroen Berlingo, Peugeot Partner, Mitsubishi i-MiEV, Mitsubishi MINICAB-MiEV, camión Mitsubishi MINICAB-MiEV, Honda FIT EV, Mazda DEMIO EV, Subaru Stella PHEV, Nissan Eev200, etc. Note que Nissan Leaf y Mitsubishi i-MiEV tienen ambos dos sockets de carga diferentes, uno es J1772 que es el conector Combo en la primera parte, el otro es CHAdeMO.
El método de carga CHAdeMO se muestra en la foto de abajo; la corriente es controlada por señal de bus CAN. Es decir, mientras se monitorea el estado de la batería, se calcula la corriente que el cargador necesita en tiempo real y se envían notificaciones al cargador vía CAN; el cargador recibe el comando de corriente del automóvil puntualmente y proporciona la corriente de carga en consecuencia.
A través del sistema de gestión de batería, se monitorea el estado de la batería mientras se controla la corriente en tiempo real, lo que cumple plenamente las funciones requeridas para una carga rápida y segura, y asegura que la carga no esté restringida por la versatilidad de la batería. Hay 1154 estaciones de carga en uso instaladas según CHAdeMO en Japón. Las estaciones de carga CHAdeMO también se usan ampliamente en EE. UU.; hay 1344 estaciones de carga rápida AC según los últimos datos del Departamento de Energía de EE. UU.
Ventaja: excepto las líneas de control de datos, CHAdeMO adopta el bus CAN como interfaz de comunicación; debido a su superior resistencia al ruido y alta capacidad de detección de errores, tiene una comunicación estable y alta confiabilidad. Su buen historial de seguridad de carga ha sido reconocido por la industria.
Desventaja: el diseño inicial para potencia de salida es 100 kW; el enchufe de carga es muy pesado; la potencia del lado del automóvil es solo 50 kW.
GB/T20234
China publicó Enchufes, tomas de corriente, acopladores de vehículos y entradas de vehículos para carga conductiva de vehículos eléctricos — Requisitos generales en 2006 (GB/T20234-2006); este estándar especifica el método de tipos de conexión para corriente de carga AC de 16 A, 32 A, 250 A y corriente de carga DC de 400 A. Se basa principalmente en el estándar de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) de 2003. Pero este estándar no define el número de pines de conexión, el tamaño físico ni la interfaz para la interfaz de carga.
En 2011, China publicó un estándar recomendado GB/T20234-2011, que reemplazó algunos contenidos de GB/T20234-2006, y establece que el voltaje nominal AC no debe exceder 690 V, frecuencia 50 Hz, corriente nominal no debe exceder 250 A; voltaje nominal DC no debe exceder 1000 V y corriente nominal no debe exceder 400 A.
Ventaja: en comparación con la versión 2006 de GB/T, ha calibrado más detalles de los parámetros de la interfaz de carga.
Desventaja: el estándar aún no es exhaustivo. Es un estándar recomendado, no obligatorio.
Nuevo sistema de carga "Chaoji"
En 2020, el Consejo de Electricidad de China y el Acuerdo CHAdeMO lanzaron conjuntamente la investigación de la ruta de desarrollo de industrialización "Chaoji", y publicaron respectivamente el Libro Blanco sobre la Tecnología de Carga Conductiva "Chaoji" para Vehículos Eléctricos y el estándar CHAdeMO 3.0.
El sistema de carga "Chaoji" puede ser compatible tanto con EV antiguos como recién desarrollados. Desarrolló un nuevo esquema de circuito de control y guiado, agregó la señal de nodo duro; cuando ocurre una falla, el semáforo se puede usar para informar rápidamente al otro extremo para hacer una respuesta rápida a tiempo y asegurar la seguridad de la carga. Establece un modelo de seguridad para todo el sistema, optimiza el rendimiento de monitoreo de aislamiento, define una serie de problemas de seguridad como I2T, capacitancia Y, selección de conductor PE, capacidad máxima de cortocircuito y ruptura de cable PE. Mientras tanto, reevaluó y rediseñó el sistema de gestión térmica, propuso un método de prueba para el conector de carga.
La interfaz de carga "Chaoji" utiliza un diseño de frente de 7 pines con un voltaje de hasta 1000 (1500) V y una corriente máxima de 600 A. La interfaz de carga "Chaoji" está diseñada para reducir el tamaño general, optimizar la tolerancia de ajuste y reducir el tamaño del terminal de potencia para cumplir con los requisitos de seguridad IPXXB. Al mismo tiempo, el diseño de la guía de inserción física profundiza la profundidad de inserción del extremo frontal del socket, acorde a los requisitos de ergonomía.
El sistema de carga "Chaoji" no es solo una interfaz de carga de alta potencia, sino un conjunto de soluciones sistemáticas de carga DC para EV, incluyendo circuito de control y guiado, protocolo de comunicación, diseño y compatibilidad de dispositivos de conexión, seguridad del sistema de carga, gestión térmica bajo condiciones de alta potencia, etc. El sistema de carga "Chaoji" es un proyecto unificado para el mundo, de modo que el mismo vehículo eléctrico en diferentes países pueda aplicarse al sistema de carga de los países correspondientes.
Conclusión
Hoy en día, debido a la diferencia de marcas de EV, los estándares de equipos de carga aplicables son diferentes; un solo tipo de conector de carga no puede satisfacer todos los modelos. Además, la tecnología de vehículos de nueva energía todavía está en proceso de maduración. Las estaciones de carga y los sistemas de conexión de carga de muchas empresas fabricantes de automóviles todavía enfrentan problemas como diseño de producto inestable, riesgos de seguridad, carga anormal, incompatibilidad de automóviles y estaciones, falta de estándares de prueba, etc. en aplicación práctica y envejecimiento ambiental.
Hoy en día, los fabricantes de automóviles de todo el mundo han reconocido gradualmente que el "estándar" es el factor clave para el desarrollo de los EV. En los últimos años, los estándares de carga globales han pasado gradualmente de la "diversificación" a la "centralización". Sin embargo, para lograr verdaderamente estándares de carga unificados, además de los estándares de interfaz, también se necesitan los estándares de comunicación actuales. El primero está relacionado con si el acoplamiento encaja o no, mientras que el último afecta si el enchufe puede energizarse al insertarse. Aún queda un largo camino por recorrer antes de que los estándares de carga de EV estén totalmente estandarizados, y los fabricantes de automóviles y los gobiernos deben hacer más para abrir su postura y hacer que los EV perduren. Se espera que China, como líder para promover el estándar de tecnología de carga conductiva "Chaoji" para EV, juegue un papel mayor en el futuro.
