El sistema de carga proporciona el suministro de energía para la operación de vehículos eléctricos, que es un sistema de apoyo básico importante para los vehículos eléctricos y un vínculo importante en curso de comercialización e industrialización de vehículos eléctricos. Con el desarrollo rápido de la industria del vehículo eléctrico, la tecnología de carga tiene convertido de los factores claves que restringen el desarrollo de la industria, y los métodos de carga inteligentes y rápidos se han convertido en la tendencia de desarrollo de la tecnología de carga del vehículo eléctrico.

Hay maneras diferentes de clasificar los dispositivos de carga del vehículo eléctrico. En general, puede ser dividido en los dispositivos de carga a bordo y los dispositivos de carga fuera del vehículo. Según las maneras diferentes de reemplazo de la energía al cargar la batería del vehículo eléctrico, el dispositivo de carga se puede dividir en tipo del contacto y tipo de la inducción. Los vehículos eléctricos se pueden dividir en la carga lenta, rápidamente la carga, la batería que intercambia, la radio que carga, carga del móvil y otros métodos según diversos métodos de carga. En este artículo, introduciremos los modos de carga de diverso vehículo eléctrico especificados por la Comisión electrotécnica internacional (IEC).

Los estándares internacionales se están desarrollando para cubrir las necesidades del mercado del vehículo eléctrico. La adopción global de vehículos eléctricos depende de los estándares internacionales establecidos que dirigen seguridad, confiabilidad, e interoperabilidad en el mercado del vehículo eléctrico.

En este artículo, examinaremos los diversos modos de carga de EV especificados por la Comisión electrotécnica internacional (IEC). Estos modos se especifican en el estándar del IEC 61851 que se ocupa de los sistemas de carga conductores para los vehículos eléctricos. El estándar describe cuatro diversos modos de carga - modo 1, modo 2, modo 3 y modo 4.

El IEC también ha desarrollado otros estándares para la tecnología de carga del vehículo eléctrico. Por ejemplo, el IEC 62196 discute los enchufes, los zócalos, los conectores del vehículo y las entradas del vehículo, mientras que el IEC 61980 discute los sistemas inalámbricos de la transferencia del poder (WPT) para los vehículos eléctricos.

Diversos tipos de conexiones de cable

El IEC 61851-1 describe tres diversos métodos de la conexión, tal y como se muestra en de la figura siguiente:

El cable del caso A está conectado permanentemente con el vehículo eléctrico, pero el EVSE es desmontable en la estación de carga (también llamó EVSE - equipo de la fuente del vehículo eléctrico). El caso B especifica un cable que sea desmontable en ambos extremos, y el caso C es un cable que se ata permanentemente al EVSE.

Modo de carga 1

En este modo, el coche eléctrico está conectado directamente con un mercado del hogar. La corriente máxima de este modo es 16A, el monofásico no excede 250V, y el trifásico no excede 480V.

El modo 1 es el modo de carga más simple y no apoya ninguna comunicación entre el EV y el punto de carga. Este modelo de carga se prohíbe o se restringe en muchos países.

Modo de carga 2

Los mercados del hogar no suministran siempre poder al estándar real. Además, los receptáculos y los enchufes diseñados para los usos nacionales pueden no soportar la corriente continua en los grados máximos.

Por eso tener un zócalo de EV conectado por periodos de tiempo extendidos sin controles y características de la seguridad aumenta el riesgo de descarga eléctrica. Para solucionar este problema, los expertos desarrollaron el modo de carga 2, que utiliza un tipo especial de cable de carga y se equipa de un dispositivo del control y de protección del en-cable (IC-CPD).

El IC-CPD realiza las funciones requeridas del control y de seguridad. La corriente máxima de este modo es 32A, el voltaje máximo no excede 250V para monofásico y 480v para trifásico. El modo 2 se puede utilizar para los zócalos domésticos e industriales.

La función de seguridad de este modo puede detectar y supervisar la tierra protectora. El modo 2 también apoya sobreintensidad de corriente y la protección de sobrecalentamiento. Además, EVSE puede cambiar funciones mientras que detecta la conexión al EV y analiza su demanda del poder de carga.

El modo de carga 2 y el cable favorable se muestran en la figura abajo:

Mientras que el modo 2 se puede utilizar para las cargas privadas, el uso público también se restringe en muchos países.

Modo de carga 3

Este modelo utiliza un EVSE y un EV dedicados a bordo del cargador. La CA actual de la estación de carga se aplica al conjunto de circuitos a bordo para cargar la batería. Funciones múltiples del control y de la protección para asegurar seguridad de público. Éstos incluyen verificar la tierra protectora y la conexión entre el EVSE y el EV.

Además, este modo ajusta la corriente de carga a la capacidad actual máxima del montaje de cable. Este modo de carga tiene una corriente máxima de 250A y se puede configurar con un 250V 1 fase o la red trifásica 480V. También apoya un modo de operación compatible con el modo 2, en el cual la corriente máxima para monofásico y trifásico se limita menos que 32A.

Tres conexiones posibles unas de los (el caso A, el caso B, y el caso C) se pueden utilizar en este modo. El escenario B y el escenario C se muestran abajo.

Veamos cómo este modelo define la comunicación entre la estación de carga y el vehículo eléctrico. El circuito experimental del control del modo 3 se muestra en la figura abajo.

Dependiendo del estado de los interruptores S1, S2 y S3, diversos niveles voltaicos aparecerán en los “contactos experimentales”. “Esto se puede utilizar para representar diversas fases de carga. Un vehículo eléctrico puede comenzar un ciclo de carga como sigue:

Antes de tapar en el cable de carga, se desconectan los interruptores S2 y S3 y el S1 está conectado con una fuente de corriente continua de 12v. En este caso, las medidas 12v DC de EVSE en el contacto experimental (el EVSE realiza que el EV no está conectado).

Después de que el cable de carga esté conectado con el EV y el EVSE, el regulador en el lado de EV puede dar vuelta en S3, reduciendo el voltaje en el contacto del conductor alrededor a 9v. Notifique EVSE que el cable está conectado con EV y EVSE. Además, una señal de DC 9v en el empalme experimental dirá a EV que el EVSE no está listo.

Cuando el EVSE está listo para cargar el EV, conecta el S1 con el oscilador. La señal de PWM en el contacto experimental dice a EV que la fuente de alimentación del vehículo eléctrico está lista.

El EV entonces gira S2, produciendo sobre 6v en el contacto experimental, que indica que está listo también. El voltaje generado en esta etapa depende del valor del resistor R3. El valor de este resistor especifica si la ventilación está requerida para esta área de carga. R3 = el kΩ 1,3, el voltaje del contacto del conductor es 6 V. Esto es equivalente a un área de carga que no requiera la circulación de aire. Si procede, R3 = 270Ω y un voltaje del tacto de 3 V.

S2 puede ser apagado cuando el vehículo está cargando o quiere parar el cargar por cualquier motivo. Esto cambiará el nivel voltaico positivo del PWM a 9v e informará a EVSE que el EV no está listo para recargar.

Modo de carga 4

Éste es el único modo de carga que incluye un cargador externo con una salida de DC. La corriente continua se entrega directamente a la batería, y se puentea el cargador a bordo. Este modo puede proveer de 600v DC una corriente máxima de 400A. Los niveles de alta potencia implicados en este modo requieren niveles más altos de comunicación y de rasgos de seguridad más estrictos.

El modo 4 permite solamente que la conexión encajone C, con el cable de carga conectado permanentemente con la estación de carga.

Dos nuevos métodos de carga

Carga inalámbrica

El modo de carga inalámbrico no necesita transmitir energía a través de los cables, y utiliza las ondas de la inducción electromágnetica, del acoplamiento del campo eléctrico, de resonancia magnética y de radio para transmitir energía. Para utilizar el modo de carga inalámbrico, usted primero necesita instalar un cargador inductivo del coche en el coche. No hay vínculo mecánico entre el poder que recibe la pieza y la pieza de la fuente de alimentación del vehículo, pero la conexión entre el poder que recibe el cuerpo y el cuerpo de la fuente de alimentación se requiere ser más exacta.

Conforme a las limitaciones de la madurez de la tecnología y del equipo de base, los expertos eléctricos creen que la tecnología de carga inalámbrica no se puede producir en masa de momento. La tecnología de carga inalámbrica de la corriente principal en la industria uso principal la inducción electromágnetica y el de resonancia magnética para transferir energía eléctrica, pero el método de resonancia magnética tiene una eficacia de carga más alta e intensidad de radiación electromágnetica más baja, que es más pequeña que la de las llamadas de teléfono móvil. Las bobinas no necesitan ser alineadas perfectamente, que está fuera del alcance de inducción electromágnetica.

La perspectiva futura del uso del modo de carga inalámbrico es inconmensurable. En el futuro, podrá cargar mientras que camina. La energía eléctrica puede venir del sistema de abastecimiento del poder del pavimento de camino, o de la energía de la onda electromagnética recibida por el coche.

Carga móvil

La situación ideal para las baterías de EV está cargando mientras que el coche está cruzando en el camino, supuesta carga móvil (MAC). De esta manera, los usuarios del vehículo eléctrico no tienen que buscar para las estaciones de carga, parque sus vehículos y pasar la carga del tiempo. El sistema del MAC se entierra bajo sección del camino, a saber el área de carga, y no requiere el espacio adicional.

El contacto y los sistemas inductivos del MAC pueden ser ejecutados. Para el contacto-tipo sistema del MAC, un arco del contacto necesita ser instalado en la parte inferior del cuerpo del vehículo, y el arco del contacto puede obtener de gran intensidad instantáneo entrando en contacto con el elemento de carga integrado en la superficie de la carretera. Cuando las travesías del vehículo eléctrico con el área del MAC, su proceso de carga son carga del pulso. Para los sistemas inductivos del MAC, los arcos a bordo del contacto son substituidos por las bobinas inductivas, y los elementos de carga integrados en la superficie de la carretera son substituidos por las bobinas de gran intensidad que generan campos magnéticos fuertes. Obviamente, debido a la influencia de factores tales como pérdida mecánica y la ubicación de la instalación del arco del contacto, el tipo MAC del contacto no es muy atractivo a la gente.

en conclusión

En resumen, los tratos del estándar del IEC 61851 con los sistemas de carga eléctricamente conductores para los vehículos eléctricos. Estos estándares describen cuatro diversos modos de carga.

Los primeros tres modos proporcionan la corriente ALTERNA al EV a bordo del cargador; sin embargo, el modo 4 entrega la corriente continua directamente a la batería y puentea el cargador a bordo. El modo 3 emplea una variedad de funciones del control y de la protección, seguridad pública de alcance.