Переносная зарядная станция

Авторы и источники / Правообладателям

Системы зарядки Lapp могут быть настроены под любые требования заказчиков к дизайну

Двухступенчатый предохранительный механизм защищает сетевой кабель и облегчает его замену

Многие владельцы электромобилей заряжают свой автомобиль, используя домашнюю розетку. До сих пор этот процесс не был ни быстрым, ни особенно удобным для владельца электромобиля. Lapp Systems запускает систему зарядки, которая проста в использовании и может справляться с высокими зарядными токами. Это также первая система на рынке, которая отвечает специальным требованиям безопасности нового стандарта IEC 62752. Особое внимание здесь уделялось дизайну, который может быть адаптирован в соответствии с индивидуальными требованиями клиентов.

Подключите зарядную станцию и ждите ... и ждите ... и ждите. Зарядка электромобиля может занять много времени. По крайней мере, с зарядным кабелем теперь справляться не сложнее чем с заправкой  бака бензином или дизельным топливом. При условии, что вы сможете найти зарядную станцию, конечно. Инфраструктура зарядных станций для электромобилей пока достаточно слабо развита в России. В действительности, электромобили часто заряжаются не на специальных зарядных станциях, а на обычных домашних штепсельных розетках, например, в гараже или на подземной автостоянке. Это чаще всего происходит ночью или во время работы владельца. Эксперты называют это режимом зарядки 2 (Mode 2).

Но это приводит к ряду вопросов. Безопасно ли такое зарядное устройство? Как можно контролировать процесс, не находясь рядом с автомобилем? Что произойдет, если вы уедете в страну, где другие розетки? Как можно подключить аккумулятор автомобиля к умному дому с фотогальванической системой? Ответить  на эти и другие вопросы предстоит производителям зарядной системы.

Отвечая на потребности клиентов

Простые системы зарядки, которые все производители электромобилей имеют в своем ассортименте, не могут дать ответы на большинство этих вопросов. Компания Lapp Systems GmbH, специализирующаяся на системах зарядки и готовых сборках, установила контрольный уровень для систем зарядки Mode 2  с помощью «In Cable Control and Protection Device» или IC-CPD для краткости. Этот блок, размером около 30 x 12 x 8 сантиметров, на первый взгляд может выглядеть не так уж и убедительно. Но он содержит передовые технологии и ряд новых функций, которые будут обязательными с 2018 года. Компания Lapp вместе со своим промышленным партнером HEIDELBERGER Druckmaschinen AG разработала и выпустила умную электронику внутри этого блока. IC-CPD имеет четыре светодиода для контроля заряда и для указания ошибок. «IC-CPD - это мобильная зарядная станция, которая делает режим зарядки Mode 2 намного более удобным, превращая ’аварийный зарядный кабель’ в полноценную систему зарядки», - объясняет Карл Кнезар, директор автомобильной промышленности в Lapp Systems. IC-CPD, также известный как блок управления, отвечает целому ряду потребностей, как производителей автомобилей, так и их клиентов:

- Безопасность и надежность: когда вы подключаете пылесос или кухонный прибор, вы ожидаете, что он будет работать правильно, и, прежде всего, вы не получите удара электрическим током при касании устройства. Разумеется, это ожидание также имеет место быть при зарядке электромобиля. До недавнего времени процесс стандартизации, который регулирует безопасность зарядки электромобиля, частично игнорировал зарядку режима Mode 2, поскольку он рассматривался как метод аварийной зарядки. Однако из-за его быстрорастущей популярности стандартизация была расширена, а правила стали более строгими. Стандарт IEC 62752 должен вступить в силу в 2018 году и определить функции безопасности зарядки в режиме Mode 2. Одна из этих спецификаций охватывает токи утечки в транспортном средстве. Это относится к токам, которые поступают из зарядного кабеля на кузов автомобиля. Эти токи должны быть как можно ниже, чтобы избежать удара электрическим током. В домашних условиях это обеспечивается предохранителем FI, широким переключателем в каждом блоке предохранителей. Этот вид предохранителя также требуется при зарядке в режиме Mode 2, хотя ранее он срабатывал только при 30 мА переменного тока. IEC 62752 определяет дополнительный предел для постоянного тока 6 мА. IC-CPD от Lapp - это первая система зарядки на рынке, которая соответствует этому стандарту. Блок управления также содержит датчик дифференциального тока. Если этот датчик обнаруживает чрезмерно высокий разрядный ток, он запускает механические реле, которые гальванически изолируют цепь менее чем за 30 миллисекунд.

Нагрев

- Защита от температуры: любой, кто когда-либо использовал электрический обогреватель, знает, что во время его использования нагревается не только радиатор. Кабель, розетка и провода в стене также нагреваются. Однако режим зарядки Mode 2 на штепсельной розетке доводит источник питания до своих пределов, и без защиты может привести к дефектам или даже возгоранию. Поэтому безопасная система зарядки должна «чувствовать» тепло в кабеле. Инженеры Lapp Systems разработали специальную систему защиты. Вилка содержит два датчика температуры, по одному на каждый контакт, которые измеряют накопление тепла в гнезде. Соединительный провод между блоком и гнездом имеет помимо проводов для передачи энергии два управляющих провода с поперечным сечением 0,5 квадратных миллиметра. Если блок управления обнаруживает критическую температуру в гнезде, электроника отключает процесс зарядки. Это гарантирует, что розетка и блок питания не перегреются.

Зарядка по всему миру

- Гибкость 1: От Великобритании до Италии через Германию и Швейцарию любой, кто хочет путешествовать по Европе со своим ноутбуком или электрической зубной щеткой, нуждается в целой связке адаптеров для штепсельных разъемов. К сожалению, это также относится к зарядке режима Mode 2. Но не беспокойтесь. Когда дело доходит до зарядки вашего автомобиля, вы можете оставить адаптеры дома. Эти стандартные адаптеры не могут выдерживать высокий зарядный ток в течение длительного времени и обычно запрещены для этой цели. Поэтому гибкая система зарядки должна быть совместима со всеми стандартными розетками. В IC-CPD от Lapp имеется сменный сетевой кабель длиной от 30 до 60 сантиметров. Эти кабели подходят для всех распространенных типов розеток в Европе и во всем мире, что позволяет использовать систему во время поездок за границу. Наряду с сетевыми кабелями, с разъемами для стандартных бытовых розеток, Lapp также предлагает вариант с разъемом CEE для трехфазного переменного тока. Это позволяет значительно ускорить зарядку автомобиля.

- Гибкость 2: Что касается транспортного средства, то в мире существует три разных типа разъемов, которые различаются в зависимости от региона, в котором оно было произведено: тип GB (Китай), тип 1 (США, Япония и другие) и тип 2 (Европа, Азия, Австралии и другие). По этой причине производители автомобилей предпочитают системы зарядки, которые они могут настроить под соответствующий рынок. Lapp предлагает блок управления с этими тремя стандартами. Отдельные компоненты IC-CPD сертифицированы во всем мире в соответствии со всеми общими стандартами, равно как и вся система.

До 11 киловатт

- Скорость зарядки: Вместе с низким диапазоном, скорость медленной зарядки является одним из основных недостатков электромобилей по сравнению с двигателями внутреннего сгорания. Многие водители требуют серьезных улучшений в этой области, прежде чем приобрести электромобиль. Здесь помогут улучшенные батареи, а также системы зарядки, которые позволяют получать более высокие выходные токи. Стандартные системы зарядки, используемые в быту, могут достигать около 3,7 киловатт, что не соответствует требованиям. Поэтому IC-CPD от Lapp рассчитан на более высокие токи. Он позволяет заряжать 32 A однофазным переменным током и 16 A – трехфазным. Это позволяет получить  до 11 киловатт мощности, обеспечивая быструю зарядку и давая возможность водителям быстрее вернуться на дорогу. Три провода в кабелях питания имеют разное сечение в зависимости от разрешенного тока. Поперечное cечение проводника составляет 1,5 или 2,5 квадратных миллиметра каждый, или до 6 квадратных миллиметров для зарядки c 32 А. Конец кабеля с коннектором кодируется таким образом, чтобы блок управления обнаруживал максимально допустимый ток для зарядки. Это важно, так как даже в Европе существуют различные максимальные силы тока для коннекторов Schuko. Вот почему есть кабели с различными внутренними конфигурациями для разных рынков.

Приложение

Удобство: В наши дни все имеет подключение к Интернету, и есть приложения для всего, даже для вашей электрической зубной щетки. А вот всегда ли это имеет смысл - вопрос. Для системы зарядки способность общаться, безусловно, является преимуществом. Многие водители нуждаются в большем контроле процесса зарядки без необходимости идти в гараж. Самый простой способ сделать это - это приложение на смартфоне. В таком приложении должно отображаться состояние заряда батареи, а также прогноз продолжительности зарядки. Приложение позволяет пользователю запланировать подзарядку, например, путем установки системы только ночью, когда электричество дешевле. Пользователь также может ввести определенный маршрут и позволить приложению подсчитать, сколько зарядки требуется для того, чтобы батарея не разрядилась за это расстояние. Затем приложение уведомляет пользователя о достижении требуемого уровня заряда. В 2018 году Lapp Systems планирует версию блока управления с поддержкой WLAN. Он будет сопровождаться приложением для смартфонов с вышеупомянутыми функциями.

Экономия энергии: Владельцы домов с солнечными батареями на крышах надеются, что они смогут использовать их для зарядки своего электрического автомобиля и, следовательно, экономить электроэнергию. Для этого необходимо, чтобы система зарядки была интегрирована через приложение в систему «умного дома», где она может быть подключена к фотогальванической. Приложение блока управления поможет домовладельцам выработать идеальную энергетическую стратегию для своего автомобиля и дома.

Автоматическое выставление счетов

Расчет: Водители служебных автомобилей используют топливные карты, когда они заливают бензин и дизельное топливо, которые затем напрямую оплачивает их работодатель. Но что происходит, когда сотрудники заряжают свои служебные электромобили дома? Они, естественно, не хотят платить за электричество, и работодателю нужен другой метод выставления счетов. Здесь топливная карта заменяется приложением. Для работодателя приложение использует сохраненную цену, чтобы оплатить киловатт-часы, заряженные через домашнюю розетку.

IC-CPD будет запущен в 2018 году и первоначально будет доступен исключительно автопроизводителям. Блок управления впоследствии поступит в продажу частным клиентам либо через Lapp, либо через других партнеров по сбыту. Первый крупный заказ пришел от одного из главных производителей автомобилей премиум-класса, и многие другие проявили значительный интерес.


От идеи к продукту

Когда дело доходит до дизайна, производители автомобилей требуют самого лучшего. Элементы дизайна отражаются в мельчайших деталях, например, в ключе или переключателях. Распространение электромобилей укрепит эту тенденцию, поскольку с технологической точки зрения транспортные средства становятся все больше похожими друг на друга, а дизайн  - уникальной возможностью выделится на фоне конкурентов.

Компания Lapp принимает тот факт, что система зарядки должна гармонично вписываться в концепцию дизайна каждого производителя, не создавая при этом ощущение внешнего дополнения. «Блок управления – вот суть дизайна. Речь идет не только о стиле, но и о концептуализации и обращении», - говорит дизайнер Свен фон Бойтечер из ID AID. Штутгартское дизайнерское агентство разработало множество проектов с Lapp, включая системы зарядки для BMW. Новое сотрудничество было нацелено на то, чтобы сделать процесс зарядки максимально удобным и простым в использовании для водителей, учитывая при этом различные дизайнерские требования производителей. С самого начала было ясно, что мобильная зарядная станция должна быть не хрупким промышленным прибором, подобным тем, что предлагают другие производители, а продуктом массового потребления.

Блок управления должен обладать как характерным дизайном, достигаемым с помощью закругленных краёв, так и утопленной панелью управления, в то же время, оставляя автопроизводителям пространство для изменений в соответствии с имиджем своего бренда. Это означало, что дизайн не может быть слишком специфичным. Материал корпуса и соединительных кабелей всегда идентичен, так как он должен отвечать жестким требованиям противопожарной защиты и т. д. Кабели и разъемы также могут быть настроены в соответствии с фирменным стилем, благодаря широкому спектру цветовых вариантов в красном, синем, сером, черном и белом.

Одним из самых больших достижений дизайнеров стало то, каким образом сетевые кабели подключаются к блоку управления. Они надежны и легко заменяются с помощью трехступенчатого механизма безопасности. Чтобы извлечь кабель из зарядного блок, пользователь отодвигает заднюю часть корпуса в сторону. Это немного ослабляет разъем и отключает контакт. Затем можно полностью отодвинуть сегмент корпуса в сторону и безопасно вытащить сетевой кабель. Встроенная крышка обеспечивает герметичный затвор контактов.

Конечно,  всё это значительно упростит процесс для конечного потребителя, но, по словам Бойтечера, это была сложная техническая задача. В процессе разработки также возникла необходимость интегрирования в конструкцию коннектора Schucko с датчиками температуры.

Дизайн IC-CPD номинирован на премию German Design Award 2018. Команда дизайнеров была в восторге: «Просто находиться в финальном списке - честь».