Os veículos elétricos a bateria (EVs) apresentaram números de vendas em rápido crescimento nos últimos anos. Existem vários motivos para considerar um VE além de economizar gasolina. O destaque, claro, é o meio ambiente. Os VE não têm emissões de escape e a investigação mostra que são responsáveis por níveis mais baixos de gases com efeito de estufa (GEE) do que a média dos automóveis novos (e antigos) a gasolina.
Os VE também estão a tornar-se uma alternativa mais acessível aos veículos convencionais – especialmente ao longo do tempo. Eles oferecem custos operacionais mais baixos e manutenção mais barata do que os bebedores de gasolina durante um período de cinco anos ou mais.
A infraestrutura de carregamento, um acessório fundamental para os VE, está em constante desenvolvimento. Infelizmente, os padrões de tomada EV não são universais e variam de acordo com a cidade e o país. Neste artigo, discutiremos vários tipos diferentes de conectores EV do lado do veículo e os compararemos. Também discutiremos por que tipos específicos de conectores são adotados em diferentes regiões.
As estações de carregamento
Um cabo de carregamento possui dois conectores – um é conectado à tomada do veículo e o outro à estação de carregamento. Os veículos elétricos carregam de forma semelhante aos telefones celulares.
Existem dois tipos de estações de carregamento para VEs. Uma delas são as estações de carregamento lento/rápido normalmente instaladas em residências e escritórios para recarga. Estas estações consomem energia CA de uma fonte de energia principal, demorando várias horas para carregar os veículos. Freqüentemente, os proprietários de veículos elétricos carregam seus veículos durante a noite usando essas estações.
O outro tipo é uma estação de carregamento rápido ou de alta velocidade instalada em locais públicos ou nas principais rodovias. Eles carregam diretamente a bateria do veículo com energia CC, geralmente em menos de meia hora. No entanto, o carregamento rápido DC não deve ser feito mais do que uma ou duas vezes por semana, pois tem um efeito prejudicial na vida útil da bateria.
O carregamento rápido é mais adequado para viagens longas, enquanto o carregamento lento/rápido durante a noite é ideal para deslocamentos diários. Existem diferentes conectores de carregamento EV para carregamento CA lento/rápido e carregamento rápido CC.
Conectores de carregamento CA
Os seguintes conectores de carregamento EV são usados para carregamento CA.
1. Conector tipo 1 (J1772/IEC60309)
2. Conector tipo 2 (Mennekes/IEC62196)
3. GB/T
O Conector tipo 1 é o conector padrão dos EUA para EVs com carregamento CA, embora você também o encontre em todo o Japão. Possui cinco pinos e não possui nenhum mecanismo de travamento. Esses conectores carregam EVs usando uma CA monofásica da rede elétrica.
As potências típicas são 3,7 e 7 kW, capazes de carregar 20 e 40 km de autonomia por hora, respectivamente. O conector é uma tomada de 15 V com frequência CA baseada na região. A tensão de saída é indicada pela cor do cabo. Para CA de 50~60 Hz, um cabo amarelo indica uma saída de 100~130V; um cabo azul indica uma saída de 200~250V; e um cabo vermelho indica uma saída de 380~480V.
A adaptação geralmente é feita em ambientes externos. O conector é à prova de intempéries de acordo com o padrão IP44.
O Conector tipo 2 é o conector padrão da UE para EVs de carregamento CA e é bastante comum na Índia. Possui sete pinos com um mecanismo de travamento embutido. Esses conectores são capazes de carregar EVs com ACs monofásicos e trifásicos.
As classificações de potência típicas para carregamento CA monofásico são 3,7 e 7 kW, capazes de carregar um alcance de 20 e 40 km por hora, respectivamente. O carregamento trifásico tem potência de 22 kW, capaz de carregar até 120 km de autonomia por hora. Dos sete pinos, três são fase de linha, dois são pinos de sinalização, um pino é terra e um é neutro.
O GB/T conector é usado principalmente na China. O conector possui sete pinos com um mecanismo de travamento embutido. Existem dois modos de carregamento – um com saída de 250 V e outro com saída de 440 V. Ambos os modos de carregamento têm uma potência máxima de 27,7 kW.
Sem plugues de três pinos, por favor
Existem razões pelas quais os típicos plugues domésticos de três pinos não são usados para carregar VEs. Por um lado, eles não podem produzir mais de 10Wh e não fornecem comunicação bidirecional. Além disso, eles não são à prova de intempéries e destinam-se apenas a ambientes internos.
Conectores de carregamento DC
Os seguintes conectores de carregamento EV são usados para carregamento rápido DC.
1. CHAdeMO
2. Sistema de Carregamento Combinado (CCS)
3. GB/T
CHAdeMO é o conector DC original desenvolvido pela concessionária japonesa Tepco e normalmente é usado apenas no Japão. Com tomada de 125A, o conector pode fornecer potências de 50 e 100 kW, capaz de carregar para autonomia de 120 e 240 km por hora, respectivamente.
A mais recente especificação do conector CHAdeMO EV 2.0 pode fornecer uma potência nominal de 400 kW. Este conector usa protocolo CAN para comunicação entre EVs e a estação de carregamento.
O Sistema de Carregamento Combinado (CCS) é o padrão de carregamento rápido da UE. É baseado no conector J1772 e inclui dois pinos adicionais, permitindo carregamento de alta velocidade em conectores J1772 fazendo um arranjo de 2 pinos Tipo 2.
Este conector pode fornecer taxas de potência de 50, 150 e 350 kW, cobrando autonomia de 120, 360 e 840 km por hora, respectivamente.
Na América do Norte, o CCS1 é o tipo de plugue padrão, enquanto na UE o CCS2 é o tipo de plugue padrão. Tanto o CCS1 quanto o CCS2 possuem a mesma arquitetura de pinos DC e protocolo de comunicação. O conector CCS utiliza PLC para comunicação entre os EVs e a estação de carregamento.
O Conector GB/T é usado principalmente na China para carregamento rápido DC. Possui uma tensão de saída de 750/1000V e uma corrente nominal de 80~250A. A potência máxima é de 250 kW.
Tesla
A Tesla possui conectores proprietários, embora tenha começado a adotar conectores CCS para carregamento DC. Os conectores CCS e CHAdeMO também estão em processo de convergência de esforços para apoiar os padrões de carregadores universais.
As regiões
Na América do Norte, o conector Tipo 1 é o tipo de plugue padrão para carregamento CA e o CCS1 para carregamento CC. No Japão, o conector Tipo 1 também é o tipo padrão para carregamento CA, enquanto o CHAdeMO é usado para carregamento CC. Na UE e na Índia, o conector Tipo 2 é o tipo de plugue padrão para carregamento CA e o CCS2 é usado para carregamento rápido CC. O GB/T é o tipo de plugue padrão na China. Na Índia, muitos fabricantes de automóveis também usam CHAdeMO e GB/T para carregamento de EVs em CC.
Um padrão universal
Existem vários motivos pelos quais existem diferentes arquiteturas de tomadas para carregamento de veículos elétricos em diferentes partes do mundo. Para o carregamento CA, as variações surgiram devido às diferentes fontes de alimentação. Para o carregamento DC, as diferenças estão relacionadas com a origem da tecnologia de carregamento. A China tem seus próprios padrões de tomada de carregamento devido a políticas estaduais.
Os fabricantes e organizações automotivas estão migrando para um padrão de tomada universal. Por exemplo, os padrões CCS e CHAdeMO estão em processo de convergência. Mas uma infraestrutura global de carregamento de veículos elétricos de tamanho único poderá nunca acontecer. O tempo vai dizer.
