CCS-laadconnector

De meeste mensen spreken over langzaam AC-laden en snel DC-laden. In de achterliggende standaarden worden dezelfde concepten beschreven als Modus 1, Modus 2, Modus 3 en Modus 4.Deze modi beschrijven hoe de auto is aangesloten op het elektriciteitsnet, waar de elektronica zich bevindt en hoe het systeem de veiligheid van mensen en gebouwen waarborgt. Een laadmodus heeft niets te maken met de vorm van de stekker en is niet hetzelfde als "Level 1 / Level 2" in Noord-Amerika.De modus beschrijft het hele laadconcept: wisselstroom (AC) of gelijkstroom (DC), welk apparaat de stroom regelt, hoe de auto en het laadstation signalen uitwisselen en welke beveiliging er is ingebouwd. Als je de vier modi eenmaal kent, wordt het makkelijker om te bepalen wanneer een draagbare kabel voldoende is, wanneer een wallbox zinvol is en wanneer DC-snelladen de investering waard is.  De vier oplaadmodiModus 1 – Eenvoudige kabel naar een stopcontact, geen bedieningskast, vrijwel geen communicatie. Grotendeels verouderd en niet aanbevolen voor moderne elektrische voertuigen.Modus 2 – Draagbare kabel met een bedienings- en beveiligingskastje in het midden. Maakt gebruik van bestaande stopcontacten voor incidenteel of noodladen.Modus 3 – Vaste AC-wandbox of AC-laadpaal met volledige controle en beveiliging. Te gebruiken voor regelmatig opladen via AC thuis, op het werk en op openbare parkeerterreinen.Modus 4 – DC-laden, waarbij het laadstation de vermogenselektronica bevat en gelijkstroom via een speciale connector levert. Gebruikt voor snel en ultrasnel laden.  De onderstaande tabel geeft een overzicht van de vier modi, gesorteerd op type voeding, vermogen en typische locaties:ModusLeveringTypisch vermogensbereikTypische locatiesAanbevolen gebruikModus 1ACTot enkele kWOuderwetse configuraties, vroege demonstratieprojectenNiet aanbevolen voor moderne elektrische voertuigen.Modus 2ACOngeveer 2-3 kW, soms hoger.Woningen, kleine bedrijven, tijdelijke parkeerplaatsenOpladen tijdens incidenteel gebruik of als back-up.Modus 3ACOngeveer 3,7–22 kW en hogerWoningen, werkplekken, bestemmingen en openbare locatiesDagelijks en regelmatig opladen via het stopcontact.Modus 4DCOngeveer 50–350 kW voor personenauto's, hoger voor zware voertuigen.Snelweglocaties, snelle knooppunten, depotsSnel en ultrasnel opladen  Modus 1: een verouderde oplossingModus 1 verbindt het voertuig rechtstreeks met een standaard stopcontact met een eenvoudige kabel.Er zit geen regelkastje in de kabel en geen speciale elektronica die de stroom meet of met de auto communiceert.In deze configuratie verbruikt de elektrische auto stroom via bedrading en stopcontacten die nooit ontworpen zijn voor langdurig gebruik met een hoge belasting. Stopcontacten kunnen oververhit raken, de bedrading kan overbelast worden en de gebruiker krijgt weinig waarschuwing totdat er iets heet ruikt of kapotgaat.Daarom beperken of ontmoedigen veel landen Modus 1 voor moderne elektrische voertuigen.Je ziet het misschien nog wel in oude pilotprojecten of in zeer kleine voertuigen met een laag vermogen, maar het is geen realistische keuze voor een nieuwe woninginstallatie of openbare locatie. Wanneer mensen tegenwoordig infrastructuur plannen, wordt Mode 1 als verleden tijd beschouwd. Modus 2: draagbare EV-ladersMode 2 is de draagbare EV-lader die bij veel auto's wordt meegeleverd. Het ene uiteinde wordt aangesloten op een huishoudelijk of industrieel stopcontact.Halverwege de kabel bevindt zich een kastje met besturings- en beveiligingselektronica. Van daaruit loopt de kabel verder naar de voertuigingang.Dat apparaat doet doorgaans drie hoofdzaken:Beperkt de maximale stroomsterkte tot de waarde waarvoor het stopcontact en de bedrading zijn ontworpen.Het apparaat meet de temperatuur bij de stekker of in de behuizing en schakelt zichzelf uit als de temperatuur te hoog wordt.Verstuurt basissignalen zodat de auto weet hoeveel stroom hij mag verbruiken. Het concept is simpel maar nuttig. Automobilisten kunnen bestaande stopcontacten gebruiken zonder een wallbox te hoeven installeren. Huurders, mensen die vaak verhuizen of op verschillende locaties parkeren, profiteren van meer flexibiliteit.Er zijn wel degelijk grenzen:Het vermogen wordt beperkt door het vermogen van het stopcontact en door lokale regelgeving.Oudere gebouwen hebben mogelijk bedrading die niet bestand is tegen urenlang hoge stroomsterkte.Zwakke stopcontacten, losse contacten of versleten verlengsnoeren kunnen oververhit raken bij gebruik onder volledige belasting. Modus 2 kan daarom het beste worden beschouwd als een hulpmiddel voor incidenteel gebruik of als back-up.Het is handig voor het bijladen 's nachts wanneer er niet veel kilometers per dag worden gereden, voor bezoekjes aan vrienden en familie, voor vakantiehuizen en voor gemengde wagenparken waar auto's niet altijd naar dezelfde parkeerplaats terugkeren.Draagbare opladers die ontworpen zijn voor modus 2 moeten robuust zijn. De behuizing wordt wel eens laten vallen, geschopt of in kofferbakken gegooid. De behuizing moet stootvast zijn en goed afgedicht tegen stof en water. Kabels worden vaak opgerold en afgerold, dus ze moeten flexibel zijn, zowel bij kou als bij hitte. Stekkers moeten de warmteontwikkeling bij de nominale stroomsterkte aankunnen, zelfs als het stopcontact niet in perfecte staat verkeert. Modus 3: AC-wanddozen en AC-palenModus 3 is de standaard manier om normaal via wisselstroom op te laden.De elektrische auto wordt aangesloten op een speciaal daarvoor bestemd AC-laadstation of -wallbox met eigen besturingselektronica, beveiligingsvoorzieningen en communicatiemogelijkheden met het voertuig.De lader wordt gevoed door een aparte stroomkring. In een woning kan dit een eenfasige wandlader van 7 of 11 kW zijn.In regio's met een driefasenstroomvoorziening bieden werkplekken en openbare parkeergarages vaak tot 22 kW per aansluiting. De exacte waarden zijn afhankelijk van de aansluiting van het gebouw en de lokale voorschriften. Het doel is een circuit dat gedimensioneerd en beveiligd is voor langdurig opladen van elektrische voertuigen. Voor de gebruiker betekent modus 3 doorgaans het volgende:Een kabel die op de wandcontactdoos of op de paal zit in plaats van in de kabelgoot.Duidelijke statuslampjes of een scherm, soms met toegangscontrole en facturering.Minder giswerk over de vraag of de bedrading de belasting aankan. Aan de voertuigzijde gebruiken de meeste lichte elektrische voertuigen een Type 1 of Type 2 aansluiting voor wisselstroom.Aan de stationszijde zijn er twee gangbare plattegronden:Vaste apparaten met een vaste kabel en stekker, klaar voor gebruik.Aansluitingen waarbij de bestuurder een aparte Type 2-kabel meebrengt. Elke keuze heeft gevolgen voor de hardware:Vaste kabels worden vele malen per dag in- en uitplugg gestoken en blijven buiten in de zon, regen en stof. De mantel, de trekontlasting en de achterkant van de connector worden blootgesteld aan grote mechanische spanningen.Bij aansluitingen met een socket wordt de slijtage meer verplaatst naar de kabel van de gebruiker, die de juiste doorsnede, flexibiliteit en trekontlasting moet hebben.De contactgeometrie, de oppervlaktebehandeling en de vergrendelingssterkte beïnvloeden hoe lang het beslag meegaat voordat het losraakt, lawaai maakt of onbetrouwbaar wordt. Als de componenten goed ontworpen zijn, lijkt modus 3 op een prettige manier saai: stekker erin, weglopen, terugkomen bij een opgeladen auto en de connectoren schoonmaken. Slechte ontwerpen komen later aan het licht in de vorm van hete stekkers, vocht in de behuizing of kapotte sluitingen.   Modus 4: DC-snelladenModus 4 is gelijkstroomladen waarbij de omvormer zich in het laadstation bevindt in plaats van in de auto.Het station neemt wisselstroom van het net, zet deze om in gelijkstroom met een spanning en stroomsterkte die geschikt zijn voor de batterij, en stuurt deze via een speciale gelijkstroomaansluiting door.De eerste generatie gelijkstroomladers voor auto's leverde vaak zo'n 50 kW.Nieuwere snelweg- en stadsknooppunten gebruiken tegenwoordig vaak 150-350 kW op één laadpaal. Zware voertuigen zoals bussen en vrachtwagens kunnen een hoger vermogen aan als de voertuigen, kabels en schakelapparatuur daarvoor ontworpen zijn.Vergeleken met wisselstroom (AC) wordt de hardware aan andere belastingen blootgesteld:De stroomsterkte is veel hoger dan bij normaal opladen thuis of op de werkplek.Zelfs een kleine toename van de contactweerstand kan de temperatuur verhogen.De connector moet stevig vastklikken onder belasting, maar toch de hele dag door gemakkelijk te bedienen blijven. Modus 4 maakt gebruik van connectorfamilies zoals CCS en GB/T DC voor lichte voertuigen, en nieuwere interfaces voor hoge stroomsterkte voor zware vrachtwagens en bussen.Koeling is een essentieel onderdeel van het ontwerp. Van nature gekoelde gelijkstroomkabels kunnen aanzienlijke hoeveelheden stroom transporteren, maar aan de bovenkant van het snellaadbereik gebruiken veel systemen vloeistofgekoelde kabels en handvatten.Koelvloeistofkanalen lopen dicht langs de geleiders en contactblokken en voeren warmte af, zodat de buitenkant van de kabel en de connector op een acceptabel niveau blijft. Dit moet in balans zijn met het gewicht en de stijfheid, zodat medewerkers de connectoren vele malen per dienst kunnen aansluiten en loskoppelen zonder dat dit vermoeiend is.Modus 4 is geschikt voor plaatsen waar voertuigen kort stoppen maar veel energie moeten opnemen: snelweglocaties, snellaadstations in steden, logistieke centra en busstations.  Hoe modi connectoren en kabels beïnvloedenElke oplaadmodus stuurt de hardware in een andere richting. Modus 2De elektronica bevindt zich in de kabelbundel. De behuizing van de besturingskast moet goed afgedicht en schokbestendig zijn. Kabels worden vaker bewogen en opgerold dan bij vaste installaties, dus ze hebben flexibele mantels en goede bescherming tegen buigen nodig. Stekkers aan beide uiteinden moeten bestand zijn tegen de hitte bij volledige belasting, omdat stopcontacten in huis niet altijd perfect functioneren. Modus 3Connectoren worden veelvuldig gekoppeld en blootgesteld aan de buitenlucht. Contacten moeten daarom een ​​vorm en coating hebben die een lange levensduur garanderen. Kabelmantels worden blootgesteld aan UV-straling, regen en sneeuw, en af ​​en toe aan stoten van wielen of schoenen. Trekontlasting aan de achterkant van de connector beschermt de geleiders op de plek waar de buiging het meest geconcentreerd is. Modus 4Hoge stroomsterkte en veeleisende gebruikscycli bepalen de doorsnede en de lay-out van de contacten. In vloeistofgekoelde systemen delen koelkanalen en afdichtingen de beperkte ruimte met geleiders en signaalpinnen. De handgreep moet nog steeds goed in de hand liggen en de triggers en knoppen moeten gemakkelijk te bedienen blijven, zelfs als het geheel zwaarder is dan een stopcontact. Omdat de spanningen en gebruikspatronen zo verschillen, ontwikkelen fabrikanten meestal aparte productfamilies voor modus 2, modus 3 en modus 4 in plaats van te proberen één ontwerp voor alle drie te gebruiken.  De juiste vervoerswijze kiezen voor woningen, locaties en wagenparken.De juiste combinatie van modi hangt af van waar de auto's zich bevinden en hoe ze worden gebruikt. Voor particuliere woningen zijn de volgende vragen nuttig:Is er een vaste parkeerplaats in de buurt van het elektrische paneel?Hoe ver de auto gewoonlijk per dag rijdtHoeveel elektrische voertuigen delen dezelfde toevoer?Of de bedrading modern is en over voldoende reservecapaciteit beschikt. Enkele veelvoorkomende patronen:In een huurwoning met een bescheiden dagelijks kilometrage en beperkte toestemming voor nieuwe bedrading, kan een goede draagbare Mode 2-lader op een gecontroleerd, modern stopcontact al voldoende zijn om mee te beginnen.In een woning met een vaste parkeerplaats en een hoog kilometrage is een Mode 3-wallbox op een aparte stroomkring doorgaans de meest comfortabele oplossing voor de lange termijn.Veel huishoudens bewaren een Mode 2-unit in de kofferbak als reserve, zelfs nadat er een wallbox is geïnstalleerd.  Voor werkplekken en openbare locaties verschuiven de vragen naar:Wat voor soort locatie is het: kantoor, winkel, hotel, gemengd gebruik, depot?Hoe lang blijven auto's normaal gesproken geparkeerd staan?Of bestuurders nu een volledige lading verwachten of slechts een nuttige bijvulling. Typische uitkomsten:Kantoren en parkeergarages maken voornamelijk gebruik van Mode 3 AC. Auto's staan ​​er urenlang, dus een gematigd vermogen per parkeerplaats is voldoende.Winkelcentra combineren vaak een paar Mode 4-snelladers dicht bij de ingang met een rij Mode 3-laadpalen verderop.Bus- en vrachtwagenstations langs snelwegen zijn sterk afhankelijk van Mode 4, met een kleiner aantal AC-aansluitingen voor personeelsauto's of langparkeren. Zo te zien:Modus 2 vult lacunes op waar de vaste infrastructuur beperkt is of nog in de planningsfase verkeert.Modus 3 vormt de basis voor het dagelijkse opladen via netstroom.Modus 4 is van toepassing op korte stops met een hoge energiebehoefte.  Vragen en antwoorden over laadmodiWat zijn de vier laadmodi voor elektrische voertuigen?Dit zijn vier concepten uit internationale standaarden die beschrijven hoe een elektrische auto op het elektriciteitsnet wordt aangesloten. Modus 1 is een eenvoudige wisselstroomkabel naar een stopcontact zonder regelkast. Modus 2 voegt een regel- en beveiligingskast toe aan de kabel. Modus 3 maakt gebruik van een speciaal wisselstroomlaadstation. Modus 4 maakt gebruik van een gelijkstroomlaadstation met de vermogenselektronica in het station. Bepalen de oplaadmodi welk type connector ik nodig heb?Niet los van elkaar. Modi beschrijven hoe het systeem is opgebouwd en wordt aangestuurd. Connectortypes zoals Type 2, CCS of GB/T beschrijven de fysieke vorm en de pinindeling. In de praktijk komen bepaalde connectoren overeen met bepaalde modi – Type 2 met Modus 3, CCS met Modus 4 – maar de twee concepten zijn gescheiden. Hoe verhouden de laadmodi zich tot niveau 1, niveau 2 en niveau 3?Level 1, Level 2 en Level 3 zijn Noord-Amerikaanse benamingen voor vermogensniveaus en laadvoorzieningen. Modi 1-4 zijn wereldwijde concepten over hoe de elektrische auto en de laadvoorziening met elkaar verbonden en aangestuurd worden. Een Level 2-lader voor thuisgebruik werkt bijvoorbeeld meestal in modus 3. Worden de laadmodi in elke regio op dezelfde manier gedefinieerd?De basisdefinities zijn afkomstig van internationale standaarden, dus modus 1-4 betekenen in grote lijnen hetzelfde over de hele wereld. Wat verschilt, is hoe lokale regelgeving elke modus toestaat of beperkt, met name modus 1 en de krachtigere modus 2 op huishoudelijke circuits. Kan één elektrische auto meerdere rijmodi gebruiken?Ja. De meeste moderne elektrische auto's kunnen op verschillende manieren opladen. Dezelfde auto kan bijvoorbeeld een draagbare lader (modus 2) gebruiken bij familie, een wallbox (modus 3) thuis of op het werk, en snelladen (modus 4) tijdens lange ritten. De laadpoort en de boordsystemen van de auto zijn ontworpen om deze verschillende configuraties te herkennen en ermee te werken.