2.Generalitati privind vehiculele electrice Statia de incarcare a vehiculelor electrice, numita si statie de incarcare EV, punct de incarcare sau… [631027]

2.Generalitati privind vehiculele electrice
Statia de incarcare a vehiculelor electrice, numita si statie de incarcare
EV, punct de incarcare sau statie de incarcare electrica ECS (electronic charging
station) si EVSE (electric vehicle supply equipment), este un element al unei
infrastructuri care furnizeaza energie electrica pentru reincarcarea
autovehiculelor electrice cum ar fi vehiculele cu priza electrica, inclusiv masini
electrice si hibride de tipul plug-in.
Pentru a putea fi incarcate la serviciu sau la domiciliu, unele vehicule
electrice sunt echipate cu convertizoare care se pot conecta la o priza electrica
standard sau la o priza electrica de capacitate mai mare. Altele necesita sau pot
folosi o statie de incarcare care asigura conversia electrica, monitorizarea si
functionarea in siguranta a incarcarii.
Aceste statii sunt necesare cand calatoriti pentru o incarcare mai rapida la
tensiuni si curenti mai mari decat cele aflate in zonele rezidentiale. Statiile
publice de incarcare sunt situate de obicei in parcari publice, energia fiind
furnizata de companiile de energie electrica locale sau in parcarile centrelor
comerciale.
Statiile de incarcare se claseaza in 4 mari tipuri:
1.Statiile de incarcare rezidentiale: autovehiculul se reincarca peste noapte
atunci cand propietarul il conecteaza la statia de incarcare. O statie de incarcare
la domiciliu nu are, de obicei, un sistem de masurare, utilizatorul nu se poate
autentifica si necesita un cablaj dedicat. Incarcatoarele portabile pot fi montate
pe perete, asemenea statiilor de incarcare.
2.Incarcarea in timp ce vehiculul este parcat: este o afacere comerciala
contra cost sau gratuita in parteneriat cu proprietarii parcarii. Aceasta incarcare
poate fi lenta sau rapida si incurajaza propietarii de masini electrice sa isi
incarce vehiculele in timp ce profita de facilitatiledin apropiere. Poate include
statii de parcare, parcari la mall-uri, centre mici, gari sau pentru proprii angajati
ai unei firme.
3.Incarcarea rapida la statiile de incarcare publice >40 kW , ofera o distanta
de peste 100km in doar 10-30 minute. Acestea pot fi instalate in spatii pentru
odihna, pentru a permite deplasarea pe distante mai lungi. Pot fi utilizate in mod
regulat de catre navetisti in zonele metropolitan si pentru incarcari in timp ce
sunt parcati pe perioade mai lungi sau scurte de timp. Exemple de companii care
vand incarcatoare standardizate: CHAdeMO, SAE Combined Charging System,
Tesla Superchargers.

4.Inlocuirea bateriilor sau incarcarea acestora in mai putin de 15 minute. O
tinta specificata pentru creditele CARB (California Air Resources Board) pentru
vehicule cu emisii zero este adaugarea de 200 mile in gama sa in mai putin de 15
minute. In 2014 acest lucru nu a fost posibil pentru incarcarea vehiculelor
electrice, dar se poate realiza prin schimburi de baterii sau de celule de
combustibil pentru vehiculele pe baza de hydrogen.
Capacitatea bateriei si capacitatea de a manipula o incarcare mai rapida
sunt atat de mari, cat si metodele de incarcare trebuiesc schimbate si
imbunatatite. Diferitele nevoi si solutii ale diferitilor producatori au incetinit
aparitia metodelor standard de incarcare, iar in 2015 exista o puternica
recunoastere a nevoii de standardizare.
Siguranta
Deși vehiculele și echipamentele electrice reincarcabile pot fi reincarcate
dintr-o priza de perete, o statie de incarcare este de obicei accesibila unei
varietati mai mare de vehicule si are mecanisme suplimentare de detectare a
curentului sau de deconectare a alimentarii atunci când EV nu se incarca.
Sunt doua tipuri de senzori de siguranta:
•Senzori de curent care monitorizeaza puterea consumata si mentin
conexiunea numai daca cererea se afla intr-un interval predeterminat. Senzorii
de curent folosesc conectorii standard si pot oferi cu usurinta o optiune pentru
furnizori de a monitoriza sau de a incarca energia electrica efectiv consumata.
2

•Sisteme de "senzori" fizice suplimentare (fire electrice) care furnizeaza un
semnal de reactie, asa cum este specificat de schemele SAE J1772 si IEC 62196,
care necesita accesorii speciale (cu mai multe pini).
Standarde
SAE (Society of Automotive Engineers) defineste nivelul 1 de incarcare
ca fiind o priza standard de 120 volti de curent alternativ pentru incarcarea unui
vehicul electric. Acest lucru va dura mult timp pana la incarcarea completa a
masinii, dar daca este folosita doar pentru a calatori pe distante scurte, nu este
necesara o incarcare completa sau se poate face peste noapte.
Incarcarea cu curent alternativ de 240 volti este cunoscuta sub denumirea
de nivelul 2 de incarcare. Nivelul 2 de incarcare este similar cu cel al aparatelor
de uz casnic, cum ar fi uscatoarele de haine. Incarcatoarele de nivel 2 variaza de
la incarcatoare instalate in garajele locuintelor, pana la incarcatoare publice
relativ lente. Acestea pot incarca o baterie electrica in 4-6 ore.
Incarcatoarele de nivel 2 sunt adesea plasate in parcari sau spatii publice,
astfel incat soferii sa poata incarca masina in timp ce lucreaza sau cumpara.
Incarcatoarele de acasa de nivel 2 sunt cele mai bune pentru soferii care folosesc
mai des vehiculele lor sau necesita o mai mare flexibilitate. In multe tari din
afara Americii de Nord si de Sud, aceasta este tensiunea standard a locuintelor.
Nivelul de incarcare "AC Level 3" a fost definit in editiile initiale ale SAE
J1772 la o frecventa de pana la 400 de amperi, dar a fost abandonat. Editia 7 din
J1772 (2017) afirma in anexa M: "Incarcarea AC Level 3 nu a fost niciodata
3

implementata. Urmatoarele sunt informatii istorice doar pentru referinta".
Termenul "Nivelul 3" pare sa fi fost adoptat în mod colocvial pentru a insemna
incarcarea DC "rapida", desi "Nivelul 3" nu a fost niciodata definit ca sa
însemne ca in J1772. Tabelul 17 din anexa M din J1772 (2017) enumera nivelul
AC 2 si nivelul AC 3 de la 208 la 240 VAC si incarcarea DC cu intrare 208-600
V si iesire de 0-1000 V cc.
Incarcarea DC suporta in general incarcarea de pana la 500 de volti pentru
autoturisme. Unele autovehicule noi de inalta performanta, precum si multe
camioane și autobuze EV folosesc incarcare DC cu o tensiune DC nominala de
700 V sau mai mare, dar sub varf de 1000 V. Organizatia CHAdeMO lucreaza la
standardizarea incarcatoarelor rapide. Incarcatoarele de curent continuu din
America de Nord utilizeaza de multe ori o intrare de 480 VAC care furnizeaza
62,5 kW (puterea de varf poate fi de pana la 120 kW si variaza in functie de
incarcatura).
De asemenea, sunt utilizate si intrari de 208 VAC pentru incarcator, iar
400 VAC este standard in Europa. Tesla Supercharger este cel mai prezent in
Statele Unite. Pentru Tesla Model S 75, un compresor poate adauga o autonomie
in jur de 275 km in aproximativ 30 de minute sau o inarcare completa in
aproximativ 75 de minute. In aprilie 2018, Tesla raporteaza ca au 1210 de statii
de incarcare si isi extind in continuu reteaua.
O alta organizatie de standardizare, The International Electrotechnical
Commission, defineste incarcarea in 4 moduri (IEC 62196).
•Modul 1 – incarcarea lenta de la o priza electrica obisnuita (cu una sau trei
faze)
•Modul 2 – incarcarea lenta de la o priza obisnuita, dar cu un anumit sistem
de protectie specific pentru EV (exemplu: sistemele Park & Charge sau
PARVE)
•Modul 3 – incarcare lenta sau rapida utilizand o priza specifica EV
multipin cu functii de control si protectie (de exemplu, SAE J1772 si IEC
62196)
•Modul 4 – incarcare rapida utilizand o tehnologie speciala de incarcare,
cum ar fi CHAdeMO
Exista trei cazuri de conexiune:
•Cazul A : orice incarcator conectat la reteaua de alimentare (de obicei,
cablul de alimentare este atasat la incarcator) asociat de obicei cu modurile 1 sau
2.
4

•Cazul B : este un incarcator la bordul vehiculului, cu un cablu de
alimentare care poate fi detasat atat de alimentare, cat si de vehicul; de obicei
modul 3.
•Cazul C : este o statie de incarcare dedicata cu alimentare DC la vehicul.
Cablul de alimentare poate fi atasat permanent la statia de incarcare, cum ar fi in
modul 4.
Exista patru tipuri de fise:
•Tipul 1 – cuplaj monofazat pentru vehicule – reflectand specificatiile SAE
J1772 / 2009 ale masinii
•Tipul 2 – cuplaj pentru vehicule monofazat si trifazat – care reflecta
specificatiile prizei VDE-AR-E 2623-2-2
•Tipul 3 – un cuplaj pentru autovehicule monofazat si trifazat echipat cu
obloane de siguranta – reflectand propunerea EV Plug Alliance
•Tipul 4 – cuplaj rapid de incarcare – pentru sistemele speciale cum ar fi
CHAdeMO
Modul 1: Priza interna si cablu prelungitor
Vehiculul este conectat la reteaua electrica prin intermediul unor prize de
curent standard prezente in locuinte, care, in functie de tara, sunt de obicei
evaluate la aproximativ 10 A. Pentru a folosi modul 1, instalatia electrica trebuie
sa respecte reglementarile de siguranta si trebuie sa aiba un sistem de
impamantare , un intrerupator de circuit pentru a proteja impotriva suprasarcinii
si o protectie impotriva scurgerilor de la sol.
Prizele au dispozitive de blocare pentru a preveni contactele accidentale.
Prima limitare este puterea disponibila, pentru a evita riscurile de:
•Incalzirea prizei si a cablurilor dupa o utilizare intensa timp de mai multe
ore, la sau in apropierea puterii maxime (care variaza de la 8 la 20 A in functie
de tara).
•Incendiul sau riscul de vatamare corporala, daca instalatia electrica este
depasita sau daca anumite dispozitive de protectie sunt absente.
Cea de-a doua limitare este legata de modul in care instalatia electrica a fost
proiectata si montata.
5

Deoarece soclul de incarcare imparte alimentarea de la tabloul de
distributie cu alte prize (fara circuit dedicat) daca suma consumurilor depaseste
limita de protectie (in general 16 A), intreruptorul se va opri, oprind incarcarea.
Modul 2: Priza interna si cablu cu dispozitiv de protective
Vehiculul este conectat la reteaua electrica principala prin prize de uz
casnic. Incarcarea se face printr-o retea monofazata sau trifazata si prin
instalarea unui cablu de impamantare. Un dispozitiv de protectie este incorporat
in cablu. Aceasta solutie este mai scumpa decat Modul 1 datorita specificitatii
cablului.
Modul 3: Soclu specific pe un circuit dedicate
Autovehiculul este conectat direct la reteaua electrica prin intermediul
unei prize si a unui conector speciale si a unui circuit dedicat. O functie de
6

control si de protectie este, de asemenea, instalata permanent in instalatie.
Acesta este singurul mod de incarcare care respecta standardele aplicabile care
reglementeaza instalatiile electrice. De asemenea, permite evacuarea
incarcaturilor astfel incat aparatele electrice de uz casnic sa poata fi actionate in
timpul incarcarii autovehiculului sau, dimpotriva, sa optimizeze timpul de
incarcare al vehiculului electric.
Modul 4: Conectare curent continuu (DC) pentru incarcare rapida
Vehiculul electric este conectat la reteaua electrica principala printr-un
incarcator extern. Functiile de control si protectie si cablul de incarcare a
autovehiculului sunt instalate permanent in instalatie.
Timpul de incarcare
Timpul de incarcare depinde de capacitatea bateriei si de puterea de
incarcare. In termeni simpli, timpul de Incarcare depinde de nivelul de incarcare,
iar nivelul de incarcare depinde de manipularea tensiunii bateriilor si a
electronicii incarcatorului din masina. SAE defineste nivelul 1 (gospodarie 120
7

VAC) ca fiind cel mai lent, nivelul 2 (gospodarie modernizata 240 VAC) la
mijloc si nivelul 3 (supraincarcare, 480 VDC sau mai mare) ca fiind cel mai
rapid. Nivelul de incarcare de la nivelul 3 poate fi la fel de rapid ca 30 de minute
pentru o incarcare de 80%. Timpul de incarcare poate fi calculat utilizând
urmatoarea formula: Timp de incarcare [h] = Capacitate baterie [kWh] / Putere
de incarcare [kW] .
Capacitatea bateriei unui vehicul electric este de aproximativ 20 kWh,
asigurand o autonomie electrica de aproximativ 160 de km. Tesla si-a lansat
initial modelul cu 40 kWh, 60 kWh si 85 kWh, acesta având un interval estimat
de aproximativ 480 km; incepand din ianuarie 2018 au doua modele, de 75 kWh
si 100 kWh. Vehiculele hibride de tipul “plug in” au o capacitate de aproximativ
3 pana la 5 kWh, pentru o autonomie electrica de 20-40 kilometri, insa motorul
pe benzina asigura intreaga autonomie a vehiculelor standard.
Intrucat autonomia electrica este limitata, vehiculul electric trebuie
Incarcat, in medie, la fiecare doua sau trei zile. In practica, soferii isi conecteaza
in fiecare noapte vehiculul, incepand astfel fiecare zi cu o incarcare completa.
Pentru incarcarea normala (pana la 7,4 kW), producatorii de masini au
construit un incarcator de baterii in masina. Un cablu de incarcare este utilizat
pentru conectarea la reteaua electrica pentru alimentarea cu curent alternativ de
230 volti. Pentru o incarcare mai rapida (22 kW, chiar si 43 kW si mai mult),
producatorii au ales doua solutii:
•Utilizati incarcatorul incorporat al autovehiculului, proiectat pentru a
incarca intre 3 si 43 kW la 230 V monofazat sau 400 V trifazat.
•Utilizati un incarcator extern care converteste curentul alternativ in curent
continuu si incarca vehiculul la o putere de 50 kW (de exemplu Nissan Leaf) sau
mai mult (de exemplu 120-135 kW Tesla Model S).
Incarcarea unui vehicul electric la fel de simpla ca si conectarea unui aparat
electric normal, cu toate acestea, pentru a se asigura ca aceasta operatiune are
loc in siguranta, sistemul de incarcare trebuie sa efectueze mai multe functii de
siguranta si sa comunice cu vehiculul in timpul conectarii si al incarcarii.
8

Locatii
Statiile de incarcare pot fi gasite si vor fi necesare in cazul parcarii pe
strada, in parcari pentru taxi, in locuri de parcare (in locuri de munca, hoteluri,
aeroporturi, centre comerciale, magazine de lux, restaurante fast food, cafenele
etc.) precum si in locurile de munca, in caile de acces si in garajele de acasa.
Statiile de alimentare existente pot include si statii de incarcare. Incepând
cu anul 2017, statiile de incarcare au fost criticate pentru ca sunt inaccesibile,
greu de gasit, nefuncționale si lente, reducand astfel expansiunea vehiculelor
electrice. In acelasi timp, mai multe statii de benzina au adaugat statii de
incarcare EV pentru a satisface cererea tot mai mare in randul soferilor EV.
La nivel mondial, hotelurile adopta o politica de a le oferi oaspetilor cu
masini electrice statii de incarcare. Aplicatia EV Hotels pentru iPhone si iPad
este disponibila pentru a descoperi acest numar tot mai mare de hoteluri.
SAE J1772
SAE J1772 (IEC Tipul 1) este un standard nord-american pentru
conectorii electrici pentru autovehiculele electrice mentinut de SAE
International si are titlul oficial "SAE Surface Vehicle Recommended Practice
J1772, SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler". Acesta acopera
cerintele fizice, electrice, de comunicatii si performante generale pentru sistemul
electric de incarcare a conductorului electric si cuplajul.
Intentia este de a defini o arhitectura comuna a sistemelor electrice de
incarcare a vehiculelor electrice, inclusiv cerintele operationale si cerintele
functionale si dimensionale pentru conectorul de intrare si imbinare a
vehiculului.
Regulamentul CARB din 2001 a impus utilizarea SAE J1772-2001
incepand cu anul 2006. Cerintele ulterioare au cerut utilizarea unor curenti mai
9

mari decat conectorul Avcon. Acest proces a condus la propunerea unui nou
design, un conector rotund proiectat de Yazaki, care permite o livrare de putere
mai mare de pana la 19.2 kW livrata prin intermediul unei singure faze de 120-
240 V AC la o putere de pana la 80 de amperi. In 2008, CARB a publicat un
proiect de modificare a titlului 13 sectiunea 1962.2 care a mandatat utilizarea
standardului SAE J1772, incepand cu modelul anului 2010, acesta fiind aprobat
in 2012.
Conectorul Yazaki care a fost construit conform standardului SAE J1772
a incheiat cu succes certificarea UL (Underwriters Laboratories). Specificatia
standard a fost ulterior votata de comisia SAE in iulie 2009. La 14 ianuarie
2010, SAE J1772 REV 2009 a fost adoptat de Consiliul SAE pentru
autovehicule. Companiile care participa sau sustin standardul revizuit din 2009
includ Smart, Chrysler, GM, Ford, Toyota, Honda, Nissan si Tesla.
Specificatia conectorului SAE J1772-2009 a fost adaugata la standardul
international IEC 62196-2 si votat in mai 2011 cu specificatiile finale.
Conectorul SAE J1772 este considerat o implementare "tip 1" care furnizeaza un
conector cu o singură fază.
SAE J1772-2009 a fost adoptata de producatorii de autovehicule pentru
vehiculele electrice dupa anul 2000, cum ar fi cea de-a treia generatie a
modelului Chevrolet Volt si a modelului Nissan Leaf. Conectorul a devenit un
echipament standard pe piața din S.U.A. datorita disponibilitatii statiilor de
incarcare cu acel tip de conectare in reteaua electrica a vehiculelor electrice (cu
ajutorul unor finantari precum programele de acordare a programului
ChargePoint America de la prevederile American Recovery and Reinvestment
Act).
Versiunile europene au fost echipate cu conectorul SAE J1772-2009, pana
cand industria automobilelor a stabilit ca IEC Tip 2 sa fie conectorul standard de
intrare – deoarece toti conectorii IEC folosesc acelasi protocol de semnale cu
SAE J1772, producatorii de autovehicule vand masini fie cu orificiu de intrare
SAE J1772-2009, fie cu IEC Tip 2 in functie de piata. Exista, de asemenea,
adaptoare care pot converti J1772-2009 la IEC Tip 2 si invers. Singura diferenta
este ca majoritatea versiunilor europene au un incarcator la bord care poate
beneficia de o alimentare electrica trifazata cu limite de tensiune si curent mai
mari, chiar si pentru acelasi model de vehicul electric de baza (cum ar fi
Chevrolet Volt / Opel Ampera).
Sistemul de incarcare combinat (Combined Charging System – CCS)
10

SAE dezvolta un sistem de incarcare combinat cu o varianta de cuplare
combinata a conectorului J1772-2009 cu pini suplimentari pentru a acoperi
incarcarea rapida DC la 200-450 volti DC si pana la 90 kW. Aceasta va utiliza,
de asemenea, tehnologia de comunicații Power-line pentru a comunica intre
vehicul, incarcatorul extern si retea. Sapte producatori de automobile (Audi,
BMW, Daimler, Ford, General Motors, Hyundai, Porsche, Volvo si
Volkswagen) au convenit sa introduca "sistemul combinat de incarcare" la
mijocul anului 2012. Primele vehicule care utilizeaza conectorul CCS au fost
BMW i3 lansat la sfarsitul anului 2013, iar modelul Chevrolet Spark EV lansat
in 2014.
Conectorul
Conectorul J1772-2009 este proiectat pentru sisteme electrice monofazate cu
120 V sau 240 V, cum ar fi cele utilizate in America de Nord si Japonia.
Conectorul cu diametrul de 43 milimetri are cinci pini, cu trei dimensiuni
diferite ale pinilor (începând cu cea mai mare):
Linia AC 1 si linia 2
Pinul de impamantare sau masa
Pinii pentru detectarea proximitatii si pilotul de control
11

Comitetul SAE J1772 a propus, de asemenea, un conector DC bazat pe
forma conectorului SAE J1772-2009 cu pini suplimentari DC si impamantare
pentru a sustine incarcarea la 200-450 V DC si 80 A (36 kW) pentru DC Nivelul
1 si pana la 200 A (90 kW) pentru DC Nivelul 2, dupa evaluarea conectorului
J1772-2009 fata de alte modele, inclusiv conectorul JARI / TEPCO folosit
pentru o incarcare rapida DC de CHAdeMO.
Nivelurile de incarcare SAE DC Nivel 3 nu au fost determinate, dar
standardul, asa cum exista inca din 2009, are potentialul de incarcare la 200-600
V DC la un maxim de 400 A (240 kW).
Standardul J1772 include mai multe niveluri de protectie impotriva
socurilor, asigurand siguranta incarcarii chiar si in conditii umede. Din punct de
vedere fizic, pinii de conectare sunt izolati in interiorul conectorului atunci cand
acesta este conectat, asigurând astfel ca nu exista nici un acces fizic la acesti
pini. Atunci cand nu sunt imbinate, conectorii J1772 nu au tensiuni de
alimentare la pinii, iar puterea de incarcare nu exista pana cand nu este
comandata de autovehicul.
Daca stecherul se afla in portul de incarcare al autovehiculului si
incarca si este scos, pilotul de comanda si pinul de detectare a proximitatii se vor
deconecta primii, determinand deschiderea releului de alimentare din statia de
incarcare, taind tot fluxul de curent catre conectorul J1772. Acest lucru previne
orice arc electric intre pinii de putere, prelungind durata lor de viata. Pinul de
detectare a proximitatii este, de asemenea, conectat la un intrerupator care este
declansat la apasarea butonului de deconectare fizica la scoaterea conectorului
din vehicul. Acest lucru determina o modificare a rezistentei pinului de
proximitate care comanda incarcatorul de la bordul vehiculului sa opreasca
imediat curentul. Vehiculul poate elibera apoi pilotul de comanda, ceea ce va
determina eliberarea releului de alimentare. In plus, pinul pilot de control si
pinul de proximitate sunt montati la o adancime superficiala in conctorul J1772,
astfel incat acestia se vor deconecta primii de asemenea provocand deschiderea
releului de putere inainte ca intre pinii conductori de curent sa se poata forma un
arc electric.
Semnalul
Schema de semnal a fost proiectata astfel incat:
•echipamentul de alimentare indica prezenaa unei puteri AC de
intrare
12

•vehiculul detecteaza stecherul prin intermediul unui circuit de
proximitate (astfel vehiculul poate preveni pornirea si deplasarea in timp ce este
conectat) si poate detecta cand se apasa zavorul pentru deconectarea
conectorului.
•functiile pilot de control:
1.echipamentul de alimentare detecteaza vehiculul electric de tipul
plug-in (PEV)
2.echipamentul de alimentare indica vehicului disponibilitatea de a
furniza energie
3.sunt determinate cerintele privind ventilatia PEV
4.echipamentul de alimentare furnizeaza curent vehicului electric
•PEV comanda fluxul de energie
•echipamentul de alimentare si PEV monitorizeaza constant
continuitatea procesului de incarcare
•incarcarea continua fiind determinata de PEV
•incarcarea poate fi intrerupta prin deconectarea stecherului de la
autovehicul
Statia de incarcare alimenteaza cu 12 V Pilotul de control (CP) si Pilotul
de proximitate (Plug Present: PP) masurand diferentele de tensiune. Acest
sistem nu necesita circuite integrate, care ar fi necesare pentru alte sisteme de
incarcare, facand SAE J1772 robust si oprabil intr-un interval de temperature de
la -40 ° C pana la +85 ° C.
Pilot de control
Statia de incarcare trimite o unda patrata de 1 kHz pe pilotul de comanda
care este conectat la impamantarea protejata de pe partea vehiculului cu ajutorul
unui rezistor si al unei diode (intervalul de tensiune ± 12,0 – ± 0,4 V). Daca
circuitul CP-PP este deschis, firele de alimentare ale statiilor de incarcare
publice sunt intotdeauna mortale, deci standardul permite un curent de incarcare
ca in modul 1 de maxim 16 A. Daca circuitul este inchis statia de incarcare poate
testa impamantarea pentru a fi functionala.
Vehiculul poate solicita o starea de incarcare prin setarea unui resistor;
folosind 2.7 kΩ este anuntat un vehicul compatibil modului 3 (vehicul detectat)
care nu necesita incarcare. Trecand la 880 Ω, autovehiculul este gata de
incarcare si la trecerea la 240 Ω vehiculul solicita incarcare si ventilatie, caz in
13

care energia de incarcare este furnizata numai daca zona este ventilata (adica in
aer liber).
Exemple de circuite pilot de control din SAE J1772: 2001 arata ca bucla
de curent CP-PE este conectata permanent pe partea vehiculului printr-un
rezistor de 2.74 kΩ, ceea ce face ca tensiunea sa scada de la +12 V la +9 V
atunci cand cablul este conectat la statia de incarcare.
Incarcarea este activata de catre vehicul prin adaugarea unui rezistor in
paralel de 1,3 kΩ, ceea ce duce la o scadere de tensiune la +6 V sau prin
adaugarea in paralel a unui rezistor de 270 Ω pentru ventilatia necesara, ceea ce
duce la o scadere de tensiune la +3 V. Prin urmare, statia de incarcare poate
reactiona verificand doar tensiunea prezenta pe bucla CP-PE.
14

3.Proiectarea unei stații de încărcare pentru vehicule
electrice
3.1.Standardul SAE J1772
Stațiile de încărcare a acumulatorilor ce echipează vehiculele electrice au
rolul de a furniza subsistemului de încărcare de pe acestea, energia electrică cu
un set de parametri standard: tensiune, curent, putere.
Conectarea vehiculelor electrice cu stațiile de încărcare este reglementată
de standardul SAE J1772.
Acest standard cuprinde elementele legate de conectarea, încărcare și
deconectarea dintre vehiculele electrice și stații.
Fig.3.1 Conectorul stațiilor de încărcat vehicule electrice
Pinii conectorului sunt:
Pinii de transport a tensiunii electrice (sistem monofazat (fază și nul) sau
trifazat): L1,L2,L3,N;
Proximity detection (PP) – pin prin care mașina știe că este conectată la
stația de încărcare și inhibă posibilitatea de mișcare;
Control pilot (CP) – pinul de comunicație dintre stație și mașină.
Protective Earth – pin de masă.
15

Între CP și PE conectorul are o rezistență care va comunica mașinii starea de
conectare la stație, dar și curentul suportat de cablul de încărcare al stației:
Tabel 3.1 Valorile rezistențelor din conector
Pinul PP este un pin pe care stația până la conectare va furniza o tensiune
constantă de 12V.
Conectarea dintre stația de încărcare și mașină este redată de figura de mai jos.
Fig.3.2 Schema de principiu al conectării vehiculului electric la stația de
încărcare
În momentul conectării mașinii această tensiune va varia la valoarea de
9V. Astfel, si mașina și stația vor ști că au fost conectate. În acest moment stația
va emite pe acest pin un semnal PWM ±12V cu frecvența de 1KHz.
Mașina va introduce în paralel cu R3 pe R2 variind astfel tensiunea de pe
pinul CP la valoarea de 6V. Stația va ști că mașina e gata de încărcare și va
conecta liniile de putere.
16

În cazul în care mașina va solicita încărcare cu ventilație, va modifica încă
o dată această tensiune în jurul valorii de 3V. Stația va decide dacă poate
continua încărcarea.
Când mașina decide oprirea încărcării, va deconecta rezistența cuplată de
K1. Stația va înțelege că trebuie să deconecteze liniile de putere.
Stările prin care trece o stație sunt redate de tabelul următor.
Tabel 3.2 Stările liniei Control Pilot
Semnalul PWM emis de stație va comunica mașinii prin factorul de
umplere puterea stației.
Tabel 3.3 Corespondența dintre factorul de umplere al semnalului pilot si
valoarea maximă a curentului de încărcare
Protocolul de funcționare a componentei de signaling dintre mașină și
stație a fost verificat prin simulare în mediul Proteus prin schema din figura 3.3.
17

Fig.3.3 Simularea semnalului pilot in Proteus
18