Table des matières
Les véhicules électriques (VE) étant de plus en plus répandus dans le monde, la mise en place d'infrastructures de recharge sûres et efficaces est essentielle pour soutenir la croissance du secteur. L'un des composants essentiels est le système de conduits, qui protège le câblage qui alimente les chargeurs de VE. Cet article explore les normes internationales régissant les infrastructures de recharge de VE, en mettant l'accent sur Conduit électrique exigences en matière de sécurité, de compatibilité et d'efficacité. Nous examinerons des normes telles que la norme IEC 61851 (internationale), la norme SAE J1772 (États-Unis) et la norme GB/T 20234 (Chine) pour comparer la manière dont les différentes régions répondent à ces besoins.
Quatre normes internationales clés pour les bornes de recharge pour véhicules électriques
CEI 61851
La norme CEI 61851 (Commission électrotechnique internationale) est une norme internationale qui définit les exigences générales relatives aux systèmes de charge conductrice pour véhicules électriques. Elle établit des lignes directrices pour les systèmes de charge des véhicules électriques, notamment les modes de charge, les exigences relatives aux câbles et les spécifications des connecteurs.
Portée: Couvre les quatre modes de charge des véhicules électriques (du mode 1 avec charge CA de base au mode 4 pour une charge CC rapide - avec une tension maximale nominale du côté A jusqu'à 1 000 V CA ou jusqu'à 1 500 V CC et une tension maximale nominale du côté B jusqu'à 1 500 V CC).
Types de charge : Inclut les spécifications pour la charge CA et CC.
Exigences de sécurité : Assure la protection contre les chocs électriques, couvre la mise à la terre, l'isolation et la résistance à la température.
Norme SAE J1772
La norme SAE J1772, établie par la Society of Automotive Engineers aux États-Unis, spécifie les exigences relatives aux connecteurs de charge et aux protocoles de communication des véhicules électriques et hybrides rechargeables. Elle se concentre principalement sur la charge CA de niveau 1 et de niveau 2, couramment utilisée aux États-Unis pour les bornes de recharge résidentielles et publiques.
Couverture: Cette norme couvre les exigences générales physiques, électriques, fonctionnelles et de performance pour faciliter la charge conductrice des véhicules EV/PHEV en Amérique du Nord.
Type de connecteur : Connecteur de type 1 normalisé pour la charge CA.
Exigences de tension : AC Niveau 1 (120 V) et Niveau 2 (240 V).
Protocoles de communication : Permet une communication sécurisée entre le véhicule et l'équipement de charge.
GB/T 20234
La norme GB/T 20234 est la norme nationale chinoise pour les interfaces de charge des véhicules électriques. Elle comprend des directives pour la charge CA et CC et est principalement adoptée en Chine. Elle définit les fiches, les prises de courant, les coupleurs de véhicule et les prises de véhicule pour la charge conductrice des véhicules électriques - Exigences générales.
Type de connecteur : Unique au marché chinois, incompatible avec IEC ou SAE.
Niveaux de tension : AC jusqu'à 220 V pour le niveau 2 et DC jusqu'à 750 V pour une charge rapide.
Exigences en matière de protection : Spécifie la résistance d'isolement, la continuité de la terre et la protection contre les courts-circuits.
CHAdeMO :
CHAdeMO (abréviation de « CHARge de MOve », qui signifie « charge pour se déplacer ») est une norme de charge rapide en courant continu pour les véhicules électriques (VE) développée au Japon. Elle a été introduite par un consortium comprenant TEPCO (Tokyo Electric Power Company), Nissan, Mitsubishi et Toyota et est devenue l'un des protocoles de charge rapide les plus largement adoptés à l'échelle mondiale. Conçu à l'origine pour permettre une charge rapide en courant continu, CHAdeMO s'est considérablement développé au fil des ans pour prendre en charge la charge haute puissance pour les véhicules plus gros, intégrer des capacités bidirectionnelles de véhicule vers réseau (V2G) et améliorer la compatibilité mondiale avec d'autres systèmes de charge.
Exigences de la norme IEC 61851 pour les bornes de recharge pour véhicules électriques
Dispositions clés de la norme CEI 61851
Les exigences de la norme IEC 61851 couvrent un large éventail de domaines importants pour les bornes de recharge pour véhicules électriques, garantissant à la fois la sécurité et l'efficacité dans le cadre d'un fonctionnement réel. Vous trouverez ci-dessous les sections essentielles de la norme IEC 61851 que les installateurs, les fabricants et les régulateurs doivent comprendre :
1. Modes de charge et niveaux de puissance
La norme CEI 61851 classe la charge des véhicules électriques en quatre modes de charge, chacun correspondant à des applications, des niveaux de puissance et des exigences de sécurité spécifiques. Les quatre modes permettent de normaliser la variété des vitesses et des configurations de charge des véhicules électriques, offrant des solutions adaptées aux contextes résidentiels et commerciaux. Le tableau suivant fournit une répartition de ces modes :
Tableau des modes de charge IEC 61851
Mode |
Type de charge |
Courant et tension |
Puissance maximale |
Application |
Caractéristiques de sécurité |
Mode 1 | Charge CA de base | 16 A, 250 V (monophasé), 480 V (triphasé) | 3,7 kW | Résidentiel, faible puissance | Minimal; manque souvent de sécurité avancée |
Mode 2 | Charge CA améliorée | 32 A, 250 V (monophasé), 480 V (triphasé) | 7,4 kW | Recharge à domicile avec sécurité renforcée | Comprend un contrôle et une protection intégrés au câble |
Mode 3 | Charge CA dédiée | 32 A, 250 V (monophasé), 480 V (triphasé) | 7,4 – 22 kW | Stations publiques, commerciales | Mise à la terre, DDR, contrôle de la température |
Mode 4 | Charge rapide CC haute puissance | 200 A, jusqu'à 400 V | 50 – 400 kW | Chargeurs rapides pour autoroutes | Isolation robuste, contrôle de la communication |
Note: Les modes 3 et 4 impliquent des niveaux de tension et de courant plus élevés, nécessitant des mesures de protection plus strictes pour garantir la sécurité de l'utilisateur et éviter la surchauffe.
2. Exigences en matière de sécurité et de mise à la terre
La sécurité est une pierre angulaire de la norme CEI 61851, qui met l'accent sur la mise à la terre et la protection contre les chocs électriques. La norme exige des dispositifs à courant résiduel (DCR) pour les modes 3 et 4, conçus pour couper l'alimentation en cas de défaut. Pour la charge CC, les protocoles de mise à la terre sont encore plus stricts en raison des niveaux de courant plus élevés impliqués. Voici un résumé des mesures de sécurité requises par le mode de charge :
IEC 61851 Exigences de sécurité pour le mode de charge
Mode de charge | Mesures de sécurité | Niveau de protection |
Mode 1 | Minimal; s'appuie sur une protection de base des prises | Faible |
Mode 2 | Protection intégrée au câble, y compris protection contre les surcharges | Modéré |
Mode 3 | Disjoncteurs différentiels, mise à la terre, surveillance de la température | Haut |
Mode 4 | Disjoncteurs différentiels, surveillance de l'isolement, gestion thermique | Très élevé |
3. Gestion thermique et résilience environnementale
La charge CC haute puissance (mode 4) génère une chaleur importante et la norme CEI 61851 spécifie que les stations doivent inclure une gestion thermique adéquate pour éviter la surchauffe. En outre, la norme met l'accent sur la résistance aux UV et à l'humidité des équipements extérieurs afin de les protéger contre la dégradation de l'environnement. Le tableau suivant résume les exigences en matière de température et de résilience environnementale :
IEC 61851 Température et environnement Résume
Facteur environnemental | Exigence | Modes applicables |
Température | Gestion thermique pour des températures supérieures à 50°C | Modes 3, 4 |
Résistance aux UV | Obligatoire pour les conduits extérieurs exposés | Modes 2, 3, 4 |
Protection contre l'humidité | Les conduits doivent résister à des niveaux d'humidité élevés | Tous les modes |
4. Interopérabilité et communication
L’un des aspects uniques de la norme IEC 61851 est l’accent qu’elle met sur l’interopérabilité. Pour garantir un fonctionnement fluide entre les différents fabricants, la norme inclut des protocoles de communication qui permettent l’échange de données entre le véhicule et la borne de recharge. Ces protocoles couvrent l’état de la batterie, les ajustements du taux de charge et d’autres paramètres en temps réel. Cette interopérabilité est essentielle pour favoriser une expérience de charge unifiée, en particulier dans les stations publiques.
5. Exigences CEM
La norme IEC 61851 impose la conformité aux normes de compatibilité électromagnétique (CEM) afin de réduire les interférences entre les chargeurs de véhicules électriques et les autres appareils électroniques, ce qui est essentiel dans les zones urbaines densément peuplées. Les exigences environnementales se concentrent sur la durabilité et la résilience aux différentes conditions météorologiques, car les unités de charge fonctionnent souvent à l'extérieur.
6. Protocoles de communication
La norme IEC 61851 met l'accent sur les protocoles de communication véhicule-chargeur qui facilitent une charge sûre et contrôlée, y compris les dispositions relatives à l'intégration véhicule-réseau (V2G). La norme permet aux bornes de recharge de mettre en œuvre la communication ISO 15118, permettant des fonctionnalités telles que :
Chargement intelligent : Réglage des niveaux de puissance en fonction de la capacité du réseau.
Prise en charge V2G : Permet un flux d'énergie bidirectionnel pour la stabilisation du réseau.
Authentification de l'utilisateur : Facilite des sessions de recharge sécurisées et personnalisées.
7. Types de connecteurs et normes de sécurité
La norme IEC 61851 spécifie les connecteurs de type 2 pour la charge CA et les connecteurs combinés de type 2 CCS pour la charge CC sur les marchés européens. Les fonctions de sécurité comprennent la protection contre les défauts à la terre, la surveillance des surintensités et la gestion thermique, qui sont essentielles pour les applications à haute puissance.
Exemple de données : le mode 4 de la norme IEC 61851 permet une charge CC ultra-rapide jusqu'à 400 kW, prenant en charge une infrastructure de charge à grande vitesse efficace.
Pourquoi la conformité à la norme IEC 61851 est essentielle pour les bornes de recharge pour véhicules électriques
La norme IEC 61851 est indispensable pour garantir la sécurité, la fonctionnalité et la cohérence de la recharge des véhicules électriques. La conformité à la norme IEC 61851 fournit non seulement un cadre standard pour l'installation, mais améliore également l'efficacité opérationnelle et minimise les risques associés aux systèmes électriques à haute tension. En suivant cette norme, les fabricants, les installateurs et les autorités réglementaires garantissent que chaque borne de recharge pour véhicules électriques :
- Assure une charge cohérente et sûre sur différents types de véhicules et fabricants.
- Minimise les risques de choc électrique, de surchauffe et de dommages mécaniques.
- Offre une résilience contre les facteurs environnementaux tels que l’exposition aux UV, l’humidité et les températures élevées.
- Assure l’interopérabilité pour un confort d’utilisation amélioré et un accès universel à la recharge.
Exigences de la norme SAE J1772 pour les bornes de recharge pour véhicules électriques
La norme SAE J1772, développée par la Society of Automotive Engineers (SAE) aux États-Unis, est la norme nord-américaine pour la recharge des véhicules électriques. Principalement utilisée aux États-Unis et au Canada, la norme SAE J1772 décrit les exigences spécifiques relatives aux types de connecteurs, aux niveaux de charge, aux protocoles de communication et aux mesures de sécurité. Axée sur la recharge résidentielle et commerciale, la norme J1772 prend en charge la recharge CA de niveau 1 et de niveau 2, ainsi que la recharge rapide CC.
Composants clés des exigences de la norme SAE J1772
La norme SAE J1772 aborde de nombreux aspects techniques et de sécurité pour offrir aux consommateurs une expérience de recharge complète. Vous trouverez ci-dessous les principaux composants et spécifications de la norme, accompagnés de tableaux et de données pertinents.
1. Types de connecteurs de charge et niveaux de puissance
La norme SAE J1772 spécifie deux principaux types de connecteurs de charge pour les véhicules électriques : CA niveau 1, CA niveau 2 et charge rapide CC. Chaque type offre des puissances de sortie et des vitesses de charge différentes pour répondre à divers besoins, de la charge résidentielle aux stations publiques à grande vitesse.
Fiche technique sur les types de connecteurs de charge et les niveaux de puissance
Type de charge | Type de connecteur |
Tension |
Actuel |
Puissance de sortie |
Utilisation principale |
AC Niveau 1 | Connecteur J1772 |
120 V |
12-16A |
Jusqu'à 1,9 kW | Résidentiel, recharge de nuit |
Niveau 2 de la CA | Connecteur J1772 |
240V |
Jusqu'à 80A |
Jusqu'à 19,2 kW | Résidentiel et public |
Charge rapide CC | Connecteur combiné (CCS1) |
200-600 V |
400A |
Jusqu'à 350 kW (CCS1) | Recharge publique à grande vitesse |
Note: Alors que les niveaux 1 et 2 sont des charges CA, la charge rapide CC utilise un connecteur CCS1 (Combined Charging System) qui combine les fonctionnalités de charge CA et CC pour une distribution d'énergie plus rapide. La norme SAE J1772 permet ainsi aux stations de couvrir une large gamme de niveaux de puissance, ce qui la rend adaptée aux infrastructures de charge de véhicules électriques privées et publiques.
2. Exigences en matière de sécurité et de mise à la terre
La sécurité est primordiale dans la norme SAE J1772, avec des exigences strictes en matière de mécanismes de mise à la terre et de protection contre les chocs. La norme prévoit l'utilisation de disjoncteurs différentiels (GFCI) pour détecter et interrompre automatiquement les fuites de courant, protégeant ainsi les utilisateurs contre les chocs électriques. De plus, la protection contre les surintensités garantit que les bornes de recharge sont protégées contre les courants excessifs qui pourraient entraîner une surchauffe ou des dommages matériels.
Exigence de mise à la terre SAE J1772
Niveau de charge | Caractéristiques de sécurité requises | Protection |
AC Niveau 1 | GFCI, mise à la terre de base | Faible à modéré |
Niveau 2 de la CA | GFCI, gestion thermique, protection contre les surintensités | Modéré à élevé |
Charge rapide CC | Mise à la terre, surveillance de l'isolement, DDR robustes | Haut |
Note sur les données : Selon des données récentes, les GFCI utilisés dans les chargeurs de niveau 2 réduisent les risques de choc électrique jusqu'à 80% lorsqu'ils sont correctement installés, soulignant l'importance de ces mesures de protection dans les environnements de charge à haute puissance.
3. Protocoles de communication de base
Contrairement à la norme IEC 61851, qui prend en charge les fonctionnalités V2G avancées, la norme SAE J1772 est unique en ce qu'elle met l'accent sur la communication entre le véhicule et la borne de recharge. Grâce à son protocole de communication Pilot Signal, la norme J1772 permet au véhicule et à la borne de recharge d'échanger des données clés concernant l'état de la batterie, les niveaux de courant de charge et les contrôles de sécurité. Cette fonctionnalité facilite non seulement le transfert d'énergie efficace, mais améliore également la sécurité en permettant une surveillance et des réglages en temps réel.
Fonctionnalité du signal pilote :
- Permet à la station de détecter la présence du véhicule.
- Communique Disponibilité du courant de charge.
- Gère informations sur l'état de charge et réglages du niveau de charge.
Protocoles de communication SAE J1772
Rôle du signal pilote | Fonction |
Détection de véhicule | Identifie si un véhicule électrique est connecté |
Réglage du niveau de charge | Ajuste le courant en fonction des besoins de la batterie |
Détection de défaut | Moniteurs pour les défauts de mise à la terre ou de surintensité |
En favorisant l’interopérabilité entre les véhicules électriques et l’infrastructure de recharge, la norme SAE J1772 garantit que les véhicules de différents fabricants peuvent utiliser des stations compatibles, favorisant ainsi une expérience de recharge transparente partout en Amérique du Nord.
4. Considérations environnementales
La norme SAE J1772 inclut des exigences de base pour la résilience en extérieur, en particulier pour les charges rapides de niveau 2 et CC à haute puissance, mais n'insiste pas autant sur la CEM que les normes CEI. Les conduits et les boîtiers sont conçus pour résister aux climats nord-américains typiques, avec des spécifications de résistance à la poussière et à l'humidité dans les installations exposées.
Pour les installations extérieures, la norme met l’accent sur la résistance aux UV et la protection contre l’humidité, garantissant que l’équipement peut supporter des conditions météorologiques variables sans compromettre la sécurité ou les performances.
SAE J1772 4. Règles environnementales
Facteur environnemental | Exigence | Niveaux de charge applicables |
Contrôle de la température | Nécessaire pour les chargeurs CC haute puissance | Charge rapide en courant continu |
Résistance aux UV | Obligatoire pour les installations extérieures | Tous niveaux en utilisation extérieure |
Protection contre l'humidité | Boîtiers classés IP pour l'exposition à l'humidité | Principalement pour les niveaux 2 et DC extérieurs |
Importance de la conformité à la norme SAE J1772 pour les bornes de recharge pour véhicules électriques
La conformité à la norme SAE J1772 est essentielle pour garantir la sécurité, la compatibilité et la fiabilité de la recharge des véhicules électriques. Le respect de ces normes signifie que l'infrastructure de recharge des véhicules électriques peut prendre en charge une gamme de niveaux de charge et de types de véhicules, offrant aux utilisateurs résidentiels et commerciaux une expérience de charge fiable et standardisée. La conformité à la norme J1772 aide également les fabricants à s'aligner sur les normes de sécurité nord-américaines, réduisant ainsi les risques de responsabilité et renforçant la confiance des consommateurs dans la technologie des véhicules électriques.
GB/T 20234 Exigences relatives aux bornes de recharge pour véhicules électriques
La norme GB/T 20234 comprend plusieurs normes qui régissent spécifiquement les connecteurs de charge CA et CC, les protocoles de communication, les mesures de sécurité et les spécifications techniques. Elle est conçue pour répondre aux besoins de charge uniques de la Chine et s'aligne étroitement sur la volonté du pays de proposer des solutions de transport urbain durables. Cette introduction donne un aperçu des aspects clés de la norme GB/T 20234, notamment des tableaux de données illustrant les exigences de la norme en matière de connecteurs de charge, de types de conduits, de niveaux de puissance et de protocoles de sécurité.
Principaux aspects des exigences de la norme GB/T 20234
La norme GB/T 20234 est composée de trois sections principales, chacune dédiée à des méthodes de charge spécifiques et conçue pour garantir une approche standardisée sur tous les systèmes de charge de véhicules électriques en Chine.
1. Types de connecteurs de charge et niveaux de puissance
La norme GB/T 20234 spécifie des connecteurs distincts pour la charge CA, la charge CC et la charge rapide CC, chacun étant adapté aux différentes exigences de puissance et aux différents environnements d'installation. Le tableau ci-dessous résume les principaux types de connecteurs et leurs spécifications de puissance, permettant une gamme polyvalente de vitesses de charge :
Tableau des types de connecteurs de charge et des niveaux de puissance GB/T 20234
Type de charge | Type de connecteur |
Tension |
Actuel | Puissance de sortie | Utilisation principale |
Chargement CA |
Type 1 GB/T |
220-240V |
10-32A |
Jusqu'à 7,7 kW | Résidentiel, recharge lente publique |
Chargement en courant continu |
Type 2 Go/T |
450-750V |
Jusqu'à 80A |
Jusqu'à 60 kW | Recharge publique à grande vitesse |
Charge rapide CC | Type 3 Go/T | 450-1000V | Jusqu'à 250A | Jusqu'à 250 kW | Recharge rapide sur autoroute |
Note: La charge CA est principalement utilisée dans les environnements résidentiels ou les bornes de recharge publiques à faible vitesse, tandis que la charge CC et la charge rapide CC sont destinées aux applications à haute puissance, offrant une charge rapide pour les distances de déplacement plus longues.
2. Communication avancée et surveillance SOC
La norme GB/T 20234 comprend des directives rigoureuses pour les protocoles de communication pour en temps réel Surveillance de l'état de charge (SOC) et des réglages de charge dynamiques. Grâce aux signaux pilotes de contrôle et aux protocoles pilotes de proximité, la norme GB/T permet à la borne de recharge de :
- Identifiez quand un véhicule est connecté et déterminez le courant de charge.
- Surveillez et ajustez l'état de charge (SOC) en temps réel.
- Détectez les défauts ou coupez l'alimentation en cas d'urgence.
GB/T 20234 Communication et surveillance SOC
Type de protocole | But | Fonctions |
Signal pilote de contrôle | Établit la connexion et la préparation à la charge | Détection de véhicule, démarrage/arrêt de charge |
Protocole pilote de proximité | Fournit des contrôles de sécurité supplémentaires | Détection de défaut, arrêt d'urgence |
Communication SOC | Surveille l'état de la batterie | Suivi SOC en temps réel, optimisation de la charge |
3. Exigences en matière de sécurité et de mise à la terre
Les protocoles de sécurité sont essentiels pour la norme GB/T 20234, en particulier pour les bornes de recharge rapide CC haute tension. La norme spécifie les mesures de mise à la terre, la surveillance de l'isolation et la protection thermique pour garantir que les utilisateurs sont protégés contre les risques électriques, la surchauffe et les dommages potentiels à l'équipement. Cette section est particulièrement importante pour les chargeurs haute capacité, qui nécessitent des mesures de protection avancées pour gérer des niveaux de courant et de tension importants.
GB/T 20234 Exigences de mise à la terre
Type de charge | Mesures de sécurité | Niveau de protection |
Chargement CA | Mise à la terre de base, contrôles d'isolation | Faible à modéré |
Chargement en courant continu | Protection contre les surintensités, DDR, contrôle thermique | Haut |
Charge rapide CC | Mise à la terre, surveillance avancée de l'isolement | Très haut |
Note sur les données : Des évaluations de sécurité récentes montrent que les systèmes de contrôle thermique des chargeurs rapides CC réduisent considérablement les incidents de surchauffe jusqu'à 90% lorsqu'ils sont utilisés en conjonction avec les exigences de mise à la terre GB/T, indiquant l'efficacité de ces mesures de sécurité.
4. Exigences en matière de gestion environnementale et thermique
La gestion thermique est un élément important de la norme GB/T 20234 en raison de la puissance de sortie élevée des bornes de recharge rapide CC, qui peuvent générer une chaleur importante. La norme impose des mécanismes de refroidissement pour les chargeurs dépassant des niveaux de puissance spécifiques et inclut des exigences en matière de protection de l'environnement, notamment la résistance aux UV, la protection contre l'humidité et la prévention de la pénétration de poussière pour les équipements extérieurs.
GB/T 20234 Gestion environnementale et thermique
Facteur environnemental | Exigence | Types de charge applicables |
Contrôle de la température | Nécessaire pour les bornes de recharge CC haute puissance | Charge rapide en courant continu |
Résistance aux UV | Obligatoire pour les équipements extérieurs exposés | Charge rapide CA, CC et CC |
Protection contre la poussière et l'humidité | Boîtiers IP54 ou supérieurs | Tous les types de recharge en extérieur |
Pourquoi la conformité à la norme GB/T 20234 est essentielle pour les bornes de recharge pour véhicules électriques en Chine
Le respect de la norme GB/T 20234 est essentiel pour garantir que l'infrastructure de recharge en Chine soit sûre, fiable et compatible avec un large éventail de véhicules électriques. Le respect de cette norme contribue également à réduire les risques de sécurité, à améliorer l'expérience utilisateur et à permettre une croissance plus rapide du secteur des véhicules électriques. Pour les fabricants, les installateurs et les opérateurs, la norme GB/T 20234 fournit un cadre solide pour la construction de stations qui répondent aux normes élevées de la Chine en matière de recharge de véhicules électriques, permettant ainsi :
- Compatibilité uniforme avec tous les véhicules électriques du marché chinois, garantissant un accès facile aux consommateurs.
- Sécurité renforcée grâce à une mise à la terre, une isolation et un contrôle de la température rigoureux.
- Durabilité dans divers climats, traitant de l'exposition aux UV, de l'humidité et de la pénétration de la poussière.
- Performances optimisées avec des normes pour une communication efficace, une surveillance SOC et une détection des pannes.
Exigences CHAdeMO pour les bornes de recharge pour véhicules électriques
CHAdeMO a des exigences techniques distinctes en matière de connecteurs, de tension, de niveaux de courant, de protocoles de communication et de fonctionnalités de sécurité, ce qui en fait l'une des normes pionnières dans le domaine de la charge rapide.
Exigences clés de CHAdeMO
1. Spécifications de tension, de courant et de puissance
Les spécifications de CHAdeMO permettent une charge rapide et efficace en délivrant du courant continu (CC) directement à la batterie du véhicule. La norme prenait initialement en charge une puissance maximale de 50 kW, mais les versions récentes ont considérablement étendu cette capacité, répondant ainsi aux exigences des véhicules électriques de nouvelle génération.
Spécifications de tension, de courant et de puissance pour CHAdeMO
Version | Plage de tension | Actuel | Puissance de sortie | Applications |
CHAdeMO 1.0 | 50-500 V CC | Jusqu'à 125A | Jusqu'à 50 kW | Modèles de véhicules électriques plus anciens, charge rapide modérée |
CHAdeMO 2.0 | 50-1000 V CC | Jusqu'à 400A | Jusqu'à 400 kW | Véhicules lourds, recharge rapide sur autoroute |
CHAdeMO 3.0 (ChaoJi) | 200-1500 V CC | Jusqu'à 600A | Jusqu'à 900 kW | Charge ultra-rapide, prenant en charge V2G |
Données notables : La puissance de sortie maximale actuelle de 900 kW de CHAdeMO (sous la nouvelle version du connecteur ChaoJi) le place parmi les systèmes de charge les plus rapides au monde, ce qui le rend adapté aux véhicules électriques lourds et de grande capacité comme les bus et les camions, ainsi qu'aux véhicules électriques personnels.
2. Conception et compatibilité des connecteurs
Le connecteur CHAdeMO est un connecteur CC à deux broches doté d'une interface ergonomique, garantissant la sécurité de l'utilisateur et la facilité d'utilisation. Le connecteur standard possède 5 broches, dont deux sont dédiées à l'alimentation électrique et trois sont utilisées pour la communication et les contrôles de sécurité.
La dernière version de CHAdeMO, CHAdeMO 3.0 (également appelé ChaoJi), introduit un connecteur plus petit et plus efficace, rétrocompatible avec CHAdeMO 2.0, ce qui permet de mettre à niveau facilement les stations existantes. Le connecteur ChaoJi est également compatible avec CCS, offrant flexibilité et intégration avec d'autres normes mondiales.
3. Protocoles de communication
CHAdeMO intègre un protocole de communication numérique extrêmement fiable qui permet de surveiller et de contrôler en temps réel le processus de charge. Ce protocole gère :
- Surveillance de la batterie : Mises à jour en temps réel sur l'état de charge (SOC), la santé de la batterie et la température.
- Réglage de la puissance dynamique : Optimise la distribution d'énergie en fonction de l'état de charge du véhicule, réduisant la vitesse de charge à mesure que la batterie approche de la pleine charge.
- Capacité véhicule-réseau (V2G) : CHAdeMO a été la première norme à intégrer la charge bidirectionnelle, permettant à l'énergie de circuler du véhicule vers le réseau, ce qui prend en charge la gestion de l'énergie et la stabilisation du réseau.
4. Exigences de sécurité
La sécurité est au cœur de la norme CHAdeMO, en particulier à des niveaux de puissance élevés. Les principales caractéristiques sont les suivantes :
- Mécanisme de verrouillage : Empêche le démarrage de la session de charge si le connecteur n'est pas correctement connecté, réduisant ainsi les risques de déconnexion accidentelle.
- Protection contre les surintensités et les surtensions : Assure l'arrêt de la charge si les seuils électriques sont dépassés, protégeant ainsi à la fois la batterie du VE et le chargeur.
- Gestion thermique : Implémente une surveillance en temps réel de la température pour éviter la surchauffe, en particulier lors des sessions de charge à courant élevé.
5. Le rôle de CHAdeMO dans la technologie Vehicle-to-Grid (V2G)
La capacité V2G de CHAdeMO en fait un leader de la charge bidirectionnelle, ce qui a des implications importantes pour la gestion de l'énergie et l'adoption des énergies renouvelables. Cette fonctionnalité permet aux véhicules de :
Rétablir l'électricité sur le réseau pendant les périodes de pointe de la demande, contribuant ainsi à stabiliser la disponibilité énergétique.
Soutenir les besoins énergétiques des ménages comme source d'alimentation de secours en cas de panne de courant.
La charge bidirectionnelle du protocole CHAdeMO est utilisée au Japon et est testée dans d’autres régions afin de rendre le réseau électrique plus résilient et d’optimiser l’utilisation des énergies renouvelables.
6. Normes environnementales et CEM
Les chargeurs CHAdeMO sont conçus pour fonctionner dans des conditions environnementales diverses, compte tenu de la variabilité climatique du Japon. Les exigences comprennent :
- Protection contre l’humidité, la poussière et les variations de température : Assure un fonctionnement fiable dans les environnements extérieurs et intérieurs.
- Conformité à la compatibilité électromagnétique (CEM) : Réduit les interférences avec d’autres appareils électroniques, particulièrement important dans les zones urbaines denses.
Parties distinctives des exigences des normes IEC 61851, SAE J1772 et GB/T 20234
Les normes IEC 61851, SAE J1772 et GB/T 20234 définissent toutes les exigences de sécurité et d'installation des bornes de recharge pour véhicules électriques, mais il existe quelques différences entre elles. Voici les principales différences :
Comparaison des normes IEC 61851 et SAE J1772 et GB/T 20234
Standard | Région d'intérêt | Type de connecteur | Niveaux de charge pris en charge |
Communication | Exigences particulières |
CEI 61851 | Europe et International | IEC Type 2, CCS Combo Type 2 | Modes 1 à 4, y compris V2G | Avancé, inclut la norme ISO 15118 | Compatibilité globale, CEM, modes divers, V2G |
Norme SAE J1772 | Amérique du Nord | J1772 pour AC, CCS1 pour DC | CA niveau 1, CA niveau 2, CC rapide | Signal pilote de base, protocoles plus simples | Connecteurs standardisés, haute sécurité, 80A AC Niveau 2 |
GB/T 20234 | Chine | Connecteurs propriétaires GB/T | AC, DC, ultra-rapide (jusqu'à 250 kW) | Surveillance complète du SOC en temps réel | Capacité CC élevée, normes environnementales robustes |
CHAdeMO | Japon, avec adoption dans l'UE et dans le monde | CHAdeMO (2.0), ChaoJi (3.0) | Principalement CC CC rapide et haute puissance jusqu'à 900 kW | Bus CAN, protocole numérique spécifique à CHAdeMO | Pionnier du V2G, DC haute puissance, rétrocompatible avec CCS |
4 types de conduits couramment utilisés dans les bornes de recharge pour véhicules électriques
Le système de conduits est essentiel pour protéger le câblage électrique de l'infrastructure de recharge des véhicules électriques. Différents types de conduits offrent différents niveaux de protection, de flexibilité et de rentabilité. Vous trouverez ci-dessous une liste des types de conduits les plus courants utilisés dans les bornes de recharge pour véhicules électriques.
Conduits en PVC
Conduit en PVC comme Conduite de l'annexe 40 et Conduit PVC Sch 80 Les panneaux PVC sont largement utilisés en raison de leur prix abordable, de leur facilité d'installation et de leur résistance à l'humidité et à la corrosion. Le PVC convient généralement également aux installations extérieures, à condition qu'il soit protégé de la lumière directe du soleil.
Conduit métallique rigide (RMC)
Le RMC est un conduit robuste en acier galvanisé ou en aluminium, offrant une protection robuste contre les dommages physiques et une excellente résistance au feu. Il est idéal pour les bornes de recharge publiques à fort trafic ou les zones où la sécurité est une préoccupation.
Tubes métalliques électriques (EMT)
L'EMT est un conduit léger à paroi mince fabriqué en aluminium ou en acier. Il est facile à plier et à installer, ce qui le rend idéal pour les installations intérieures ou les zones où la flexibilité est requise.
Conduit en polyéthylène haute densité (PEHD)
Le terme « conduit PEHD » désigne un conduit en polyéthylène haute densité, un type de conduit en plastique fabriqué à partir de polyéthylène haute densité, connu pour sa flexibilité, sa durabilité et sa résistance à l'environnement. Il est couramment utilisé pour protéger les câbles électriques et de données, en particulier dans les applications souterraines et extérieures.
4 conduits électriques couramment utilisés dans les bornes de recharge pour véhicules électriques
Type de conduit | Matériel | Meilleur cas d'utilisation | Avantages | Inconvénients |
PVC (Numéro 40/80) | Plastique | Souterrain, exposé avec Schedule 80 | Léger et résistant à la corrosion | Cassant au froid, tolérance limitée à la chaleur |
RMC | Métal | Espaces extérieurs exposés | Haute durabilité, résistant au feu, mise à la terre | Lourd, coûteux, exigeant en main-d'œuvre |
EMT | Métal | Lieux intérieurs ou protégés | Léger et économique pour une utilisation en intérieur | Utilisation extérieure limitée, moins résistant aux chocs |
PEHD | Plastique | Longues courses souterraines | Flexible, résistant aux chocs, résistant à la corrosion | Ne convient pas aux fortes chaleurs, résistance limitée aux UV |
Si vous êtes intéressé par la conformité au code NEC pour les conduits électriques, vous pouvez lire notre article précédent, «Conformité au code NEC pour les bornes de recharge pour véhicules électriques.‘
Conduits intelligents : améliorer la recharge des véhicules électriques grâce à une surveillance en temps réel
La demande en infrastructures de recharge pour véhicules électriques augmente, tout comme le besoin de systèmes de conduits plus avancés et plus intelligents qui vont au-delà de la simple protection des câbles. La technologie des conduits intelligents apparaît comme une innovation prometteuse pour la surveillance en temps réel, l'analyse des données et la maintenance prédictive, offrant une gamme d'avantages potentiels :
1. Surveillance et diagnostic en temps réel
Capteurs intégrés : les conduits intelligents peuvent intégrer des capteurs pour surveiller des conditions telles que la température, l'humidité et la pression à l'intérieur du conduit, offrant des données en temps réel sur l'environnement entourant le câblage électrique.
Surveillance électrique : Les capteurs peuvent détecter les fluctuations de tension, de courant et de puissance potentielle dans le câblage. Toute anomalie peut être signalée immédiatement, évitant ainsi les pannes d'équipement potentielles ou les risques pour la sécurité.
Détection de fuite et d'humidité : Moisture and leak sensors can detect water ingress in underground or exposed conduits, allowing operators to address these issues before they cause cable damage or service interruptions.
2. Data Collection and Analytics
Data Aggregation: Smart conduits can continuously collect data on environmental conditions, electrical load, and system performance. This data can be aggregated and analyzed to identify trends and patterns in power usage and system health.
Predictive Analysis: With data analytics, operators can anticipate potential issues by identifying conditions that historically precede failures, enabling proactive repairs and minimizing downtime.
Usage Optimization: Data on charging patterns and power demand can help optimize energy distribution and predict peak usage times, allowing for improved resource management and efficiency.
3. Predictive Maintenance
Failure Prediction: By continuously monitoring data points like temperature spikes, abnormal electrical loads, or conduit aging, smart conduits enable predictive maintenance. This means issues can be addressed before they escalate, which reduces maintenance costs and enhances safety.
Asset Longevity: Predictive maintenance extends the service life of cables and equipment by preventing issues like overheating, which could degrade components over time.
Économies de coûts : Early detection of wear and tear allows for timely repairs or replacements, reducing the likelihood of expensive emergency repairs and prolonged service interruptions.
4. Integration with Charging Station Management Systems
Data Sharing: Smart conduits can share real-time and historical data with EV charging station management systems, providing a comprehensive view of the station’s health and performance.
Remote Diagnostics: Integration enables remote monitoring, so station operators can troubleshoot issues without having to visit each location physically. This remote capability is especially beneficial for large networks of charging stations.
Automated Alerts: Many smart conduits can trigger automated alerts for issues like overcurrent, overheating, or moisture, allowing operators to react swiftly to minimize risks.
5. Environmental and Regulatory Compliance
Tracking Energy Consumption: Smart conduits can log energy usage, providing data that can help with regulatory compliance and reporting requirements. Accurate energy tracking supports sustainability goals and compliance with standards on energy efficiency.
Support for Data-Driven Decision Making: The insights generated by smart conduits help operators make informed decisions about capacity planning, infrastructure expansion, and maintenance scheduling.
Conclusion
International standards play a crucial role in guiding EV charging station infrastructure, with conduit systems designed to ensure safe and effective power delivery. By comparing IEC 61851, SAE J1772, and GB/T 20234, and CHAdeMO we see varying approaches to safety, conduit materials, and technical specifications based on regional priorities. When choosing a conduit for EV charging installations, factors like environmental exposure, conduit material properties, and compliance with local standards are essential for a durable, safe setup that meets the global demand for reliable EV infrastructure.
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