infrastruttura pubblica di ricarica CC

A prima vista, una wallbox domestica e una stazione di ricarica rapida autostradale possono sembrare identiche: una semplice spina collegata a un cavo nero. In realtà, svolgono funzioni molto diverse. Il connettore di una wallbox da 7 kW in corrente alternata ha una funzione ben diversa da quello di una stazione di ricarica da 300 kW in corrente continua. La differenza tra la ricarica in corrente alternata (AC) e in corrente continua (DC) non riguarda solo il tempo necessario per caricare una batteria. Determina anche la posizione dei componenti elettronici di potenza nel sistema, la quantità di corrente che attraversa i contatti, il calore generato e la robustezza e il peso necessari per il cavo. Se hai bisogno di un ripasso su cosa significano i diversi livelli di carica nella vita quotidiana, questo Panoramica dei livelli di ricarica dei veicoli elettriciè un buon punto di partenza.  Dove la corrente alternata e la corrente continua si trovano tra la rete elettrica e la batteriaIn un caricabatterie CA, la rete elettrica fornisce corrente alternata (CA) e l'auto svolge il lavoro elettrico più gravoso. La wallbox o la presa forniscono corrente alternata, mentre il caricabatterie di bordo (OBC) all'interno del veicolo la converte in corrente continua (CC) per la batteria. La potenza è limitata dalla potenza nominale dell'OBC, in genere compresa tra 3,7 e 22 kW per i veicoli leggeri. In questa configurazione, il connettore e il cavo sono soggetti a correnti moderate e a un calore contenuto, poiché i componenti più caldi e complessi si trovano all'interno dell'auto. In un caricabatterie rapido a corrente continua (CC), il lavoro più gravoso viene svolto al di fuori del veicolo. L'involucro converte la corrente alternata (CA) della rete in corrente continua ad alta tensione e la invia attraverso il connettore e il cavo direttamente al bus della batteria. La potenza può facilmente raggiungere i 50-400 kW o essere superiore, quindi i contatti e i conduttori principali trasportano correnti molto più elevate e trascorrono più tempo in prossimità dei loro limiti termici. In termini pratici: la corrente alternata (AC) mantiene il lavoro più gravoso all'interno dell'auto, mentre la corrente continua (DC) trasferisce tale stress alla spina e al cavo.  CA contro CCCA: potenza limitata dal computer di bordo del veicolo, corrente inferiore nel cavo, minore carico termico sul connettore.CC: potenza limitata dalla stazione e dalla batteria, corrente elevata nel cavo, molto più calore da gestire nel connettore.Lo stesso veicolo può funzionare senza problemi con una presa CA e richiedere molta energia con un connettore rapido CC.  Come la corrente alternata e la corrente continua influenzano i componenti interni dei connettori.Tensione e corrente più elevate non si limitano a modificare i valori nominali sull'etichetta. Costringono il progettista del connettore a compiere scelte diverse in termini di isolamento, geometria dei contatti e disposizione dei pin. Livelli di potenza, isolamento e progettazione dei contattiLa ricarica CA a basso carico avviene solitamente a tensioni di rete standard. I sistemi di ricarica rapida CC si basano su piattaforme di batterie ad alta tensione, come 400 V o 800 V. Con l'aumento della tensione, il connettore deve essere in grado di gestire tensioni maggiori. Le distanze di isolamento e di dispersione all'interno dell'alloggiamento aumentano, i materiali isolanti devono offrire prestazioni superiori e la geometria interna deve evitare spigoli vivi e punti di accumulo di polvere che potrebbero indebolire l'isolamento nel tempo.Anche il profilo di corrente cambia di conseguenza. Nell'uso domestico e sul posto di lavoro, i connettori CA tendono a sopportare decine di ampere per fase. Su un connettore rapido CC, ogni contatto principale può dover gestire diverse centinaia di ampere. Ciò spinge i progettisti verso superfici di contatto più ampie sui pin di alimentazione CC e un controllo molto più preciso della resistenza di contatto. I sistemi a molla e lama devono mantenere una forza di contatto costante per migliaia di cicli di accoppiamento, perché un piccolo aumento della resistenza ad alta corrente può trasformarsi rapidamente in calore. In pratica, i progettisti di connettori si concentrano su tre aspetti:La tensione elettrica influenza le distanze di dispersione, le distanze di isolamento e i materiali isolanti.La corrente aziona l'area di contatto, la qualità della placcatura e il design della molla.Il ciclo di lavoro (la frequenza di utilizzo) determina il margine di sicurezza integrato in tutti i parametri sopra menzionati. Disposizione dei pin e funzioniSia i connettori CA che quelli CC combinano pin di alimentazione e di segnale, ma lo fanno in proporzioni diverse.Un connettore CA per uso domestico o sul posto di lavoro solitamente presenta uno o tre conduttori di linea, un neutro, una messa a terra di protezione e una piccola serie di pin di controllo per la segnalazione pilota e il rilevamento di prossimità. È dotato di sufficiente intelligenza per concordare i parametri di carica di base e assicurarsi che la spina sia inserita correttamente prima che venga erogata la corrente.Un connettore rapido CC mantiene la messa a terra di protezione, ma la corrente principale ora scorre attraverso i grandi pin CC+ e CC– invece che attraverso le linee e il neutro. Attorno a questi grandi pin si trova una serie più completa di contatti a bassa tensione. I segnali pilota e di prossimità sono ancora presenti, ma la corrente continua ad alta potenza spesso aggiunge linee di comunicazione e, in molti progetti, sensori di temperatura dedicati per monitorare le parti più calde del connettore. Visti uno accanto all'altro:I connettori CA presentano un numero limitato di pin di alimentazione e una semplice coppia di pin di controllo.I connettori rapidi CC presentano pin di alimentazione molto grandi circondati da numerosi pin di segnale e di rilevamento.Con l'aumentare della potenza, tendono ad aumentare sia le dimensioni dei pin principali che il numero dei pin di segnale.  Architetture di connettori per corrente alternata e continuaLe diverse normative risolvono il problema "CA + CC" con diverse strategie meccaniche. Un gruppo di sistemi utilizza connettori solo per corrente alternata. Si tratta delle prese che si trovano sulle auto e che si ricaricano in corrente alternata a casa, al lavoro e presso le colonnine di ricarica. Gli alloggiamenti sono compatti, le maniglie leggere e la disposizione interna semplice. Il design è ottimizzato per un comodo utilizzo quotidiano e una lunga durata a bassi consumi energetici. I design "combo" seguono un'altra strada. Combinano un'interfaccia CA con pin di alimentazione CC aggiuntivi in ​​un'unica presa per veicoli, in modo che una sola presa sull'auto accetti sia spine CA che CC. Ciò riduce il numero di aperture da praticare nella carrozzeria e offre ai conducenti un unico punto di riferimento chiaro quando si avvicinano con un cavo. Il prezzo da pagare è una presa più grande e complessa e un design termico più ermetico intorno ai pin CC. Altre architetture evitano gli ingressi combinati. Alcuni standard mantengono la corrente alternata e quella continua completamente separate, in modo che ciascuna possa essere ottimizzata per la propria funzione: le spine CA rimangono piccole e leggere, mentre le spine CC possono diventare grandi e robuste quanto necessario. Le nuove famiglie di connettori compatti vanno nella direzione opposta e cercano di trasportare sia la corrente alternata che quella continua attraverso un unico involucro di piccole dimensioni. Ciò consente di risparmiare spazio e semplifica l'interfaccia, ma alza l'asticella in termini di riutilizzo dei pin, progettazione dell'isolamento e strategia di raffreddamento.  Cavi e calore: perché la corrente continua ha un aspetto e una sensazione diversiDimensioni, peso e manipolazione dei conduttoriPer alimentare un'auto con qualche kilowatt di corrente alternata durante la notte non sono necessari cavi di rame di sezione enorme. I conduttori possono avere dimensioni moderate, in modo che il cavo sia sufficientemente leggero da poter essere sollevato facilmente e abbastanza flessibile da poter essere arrotolato ordinatamente in un angolo del garage. Trasportare centinaia di kilowatt di corrente continua in una breve sosta è un problema diverso. Per tenere sotto controllo le perdite resistive e l'aumento di temperatura, i conduttori necessitano di molto più rame. Più rame significa più massa, e questa massa rende il cavo più pesante e rigido. La maggiore rigidità si manifesta ogni volta che si cerca di piegare il cavo attorno a uno spazio di parcheggio ristretto o sopra un marciapiede, e il peso aggiuntivo si concentra nei punti di scarico della tensione dove il cavo entra nella maniglia o nell'armadio. In pratica:Maggiore potenza in corrente continua → conduttori in rame più spessi → cavo più pesante e rigido.Cavo più pesante → maggiore carico su pressacavi e terminazioni.I cavi CA possono essere regolati in base al comfort; i cavi CC partono dai limiti termici e procedono a ritroso. I cavi di ricarica CA sono progettati per l'uso quotidiano. Devono poter essere sollevati con una mano, fatti passare tra le auto in un vialetto stretto e riavvolti senza difficoltà una volta terminata la ricarica. I cavi di ricarica rapida CC, invece, devono trovare un equilibrio più complesso. Devono sopportare correnti molto elevate, ma al contempo essere sufficientemente flessibili da permettere a conducenti di diversa forza e altezza di posizionare il connettore senza difficoltà. Il raggio di curvatura minimo è scelto per proteggere i conduttori e l'isolamento, ma deve comunque essere compatibile con le configurazioni reali delle stazioni di ricarica.  Guaina esterna, durata e cavi raffreddati a liquidoI siti pubblici mettono a dura prova i cavi. Luce solare, pioggia, polvere e sporcizia stradale sono all'ordine del giorno. Inoltre, i cavi cadono sul cemento, vengono trascinati su spigoli vivi e talvolta schiacciati o schiacciati dai veicoli. Per resistere a questo tipo di trattamento per anni, i cavi in ​​corrente continua tendono ad avere guaine esterne più spesse e resistenti. I pressacavi sono rinforzati e le terminazioni sono progettate per assorbire torsioni e trazioni senza trasferire tutto questo stress direttamente ai conduttori. I cavi domestici si trovano in un ambiente meno sollecitato, ma devono comunque resistere ad abrasioni, sporco e variazioni di temperatura stagionali per tutta la durata del caricabatterie. Le loro guaine possono quindi privilegiare la flessibilità e l'aspetto estetico, purché mantengano la robustezza di base. Ai livelli più alti di potenza in corrente continua, l'aggiunta di rame e l'affidamento al raffreddamento naturale smettono di essere pratici. Il cavo dovrebbe essere così spesso e pesante che molti utenti farebbero fatica a spostarlo, e i supporti fissi diventerebbero indispensabili in ogni postazione. I cavi in ​​corrente continua raffreddati a liquido risolvono questo problema aggiungendo un circuito di raffreddamento in prossimità dei conduttori di potenza. Il liquido refrigerante scorre vicino ai nuclei, dissipando il calore in modo che lo stesso diametro esterno possa trasportare una corrente maggiore senza un eccessivo aumento di temperatura. Il compromesso consiste in una maggiore complessità progettuale: il percorso del liquido refrigerante deve rimanere sigillato e affidabile per molti anni, potrebbe essere necessario rilevare e monitorare eventuali perdite, e i tubi flessibili e i sensori devono essere instradati in modo da mantenere l'assemblaggio sufficientemente flessibile. Ecco perché un cavo CA può rimanere sottile e flessibile, mentre i cavi CC ad altissima potenza tendono ad essere più spessi, stratificati e, in alcuni casi, a presentare interfacce di raffreddamento visibili.  Come scegliere connettori e cavi per il tuo sitoI diversi siti di ricarica attribuiscono importanza diversa a potenza, comfort, durata e costi. Una piccola wallbox domestica e un deposito autobus possono essere entrambi "progetti di ricarica per veicoli elettrici", ma si collocano in ambiti progettuali molto diversi.Applicazionepriorità di potenzaManeggevolezza / comfortAttenzione alla durabilitàCaratteristiche tipiche dei connettori/caviAria condizionata domesticaDa basso a medioMolto altoDurata media e lunga in ambiente miteSpine compatte, cavi sottili e flessibiliAria condizionata di destinazione/sul posto di lavoroMezzoAltoDa medio ad altoAlloggiamenti leggermente più robusti, feedback di aggancio chiaroRicarica rapida pubblica in corrente continuaMolto altoMezzoMolto elevato, maltrattamenti all'apertoSpine più grandi, cavi spessi o raffreddati a liquido, robustiDepositi/aree di sosta per flotteDa alto a molto altoMezzoMolto elevato, molti plug-in al giornoConnettori robusti, cavi resistenti, facile manutenzioneIn genere, nei siti web dedicati ai condizionatori domestici, la potenza viene considerata una priorità da bassa a media, poiché il tempo di permanenza notturna è lungo. La comodità di utilizzo è molto importante, mentre la durata si riferisce alla capacità di resistere per anni in un ambiente con condizioni moderate, piuttosto che alla capacità di sopportare un uso intensivo e prolungato.  I conducenti che devono decidere tra il Livello 1 e il Livello 2 a casa possono utilizzare il nostro Guida al confronto tra ricarica domestica di livello 1 e livello 2per vedere come si comportano queste scelte hardware nell'uso quotidiano. I condizionatori per destinazioni e luoghi di lavoro fanno un passo avanti: più utenti, più eventi di connessione, maggiore richiesta di involucri robusti e chiusure affidabili. La ricarica rapida in corrente continua pubblica porta la potenza in cima alla lista delle priorità. La facilità d'uso rimane importante, ma naturalmente limitata da dimensioni e peso. La durata diventa una priorità assoluta, poiché le apparecchiature devono essere installate all'esterno, essere utilizzate da molti utenti diversi e tollerare occasionali maltrattamenti. I depositi delle flotte e i piazzali commerciali si trovano tra le stazioni di ricarica in corrente continua pubbliche e i luoghi di lavoro. La potenza richiesta varia da elevata a molto elevata e i connettori possono essere collegati e scollegati più volte al giorno, su più turni. La stabilità dei contatti, la robustezza meccanica e la facilità di manutenzione sono importanti quanto la potenza nominale. Per un quadro completo su come le flotte combinano diversi livelli di ricarica tra depositi, case e siti pubblici, consultare il nostro guida sul livello di ricarica di cui le flotte di veicoli elettrici hanno realmente bisogno. Tre semplici domande solitamente indicano la riga corretta nella tabella:Per quanto tempo ogni veicolo deve rimanere parcheggiato qui?Quante volte al giorno una persona collegherà e scollegherà la spina?Quanto è aggressivo l'ambiente circostante per i cavi e i connettori nell'arco di dieci anni?  Prospettiva dell'ape operaiaTrasformare questi principi in progetti concreti significa considerare la scelta di connettori e cavi come parte integrante della progettazione dell'alimentazione e del sito, e non come un semplice dettaglio estetico. Lo stesso livello di ricarica può richiedere hardware molto diverso a seconda dell'ambiente e del ciclo di lavoro. Per l'uso domestico, sul posto di lavoro e nei depositi, Workersbee sviluppa connettori e cavi di ricarica CA progettati per garantire una facile maneggevolezza quotidiana e un'affidabilità a lungo termine, nel rispetto degli standard regionali. L'attenzione si concentra su un comportamento prevedibile e un'esperienza utente piacevole entro i tipici intervalli di potenza CA. Per la ricarica rapida CC pubblica e i depositi ad alto utilizzo, Workersbee fornisce Connettori di ricarica rapida CC e cavi progettati per un'elevata capacità di corrente, una resistenza di contatto controllata e prestazioni meccaniche robuste, con opzioni predisposte per il raffreddamento avanzato laddove i requisiti del progetto richiedano maggiore potenza e margini termici più ristretti.