هر آنچه در ادامه مطالعه خواهید کرد:

پروتکل CHAdeMO درگاه شارژر خودروبرقی

هنگامی که کاربر تصمیم گرفت فرآیند شارژ را شروع کند و پس از برقراری اتصالات لازم و فشار دادن دکمه Start، CAN، ارتباط آغاز می شود. در حال حاضر، تست عایق انجام شده است. اگر تست عایق قبول شود، هادی های K1 و K2 بسته می شوند. با کمک پروتکل ارتباطی CAN، فرآیند شارژ با توجه به مشکلاتی که سیستم با آن مواجه می شود شروع و متوقف می شود. پس از اتمام فرآیند شارژ، هادی های K1 و K2 باز می شوند و کانکتور باز می شود. با فرآیند باز کردن قفل، پروتکل CHAdeMO به پایان می رسد. اتصال دهنده های پروتکل CHAdeMO توسط موسسه تحقیقات خودرو ژاپن (JARI) طراحی شده است.

مطالعه بیشتر : درگاه شارژر خودرو برقی

شکل بالا کانکتوری را نشان می دهد که در پروتکل CHAdeMO استفاده شده است. رابط شارژر گرد شکل و ۷۰ میلی متر قطر دارد. در مورد شارژ معمولی AC، خودروهای سازگار با CHAdeMO از کانکتور نوع ۱ یا نوع ۲ (IEC62196-2) بسته به استانداردهای محلی استفاده می کنند. ورودی های AC و DC را می توان به طور مستقل در کناره ها یا جلوی خودروها قرار داد. تمایز طراحی هندسی رابط اتصال زمانی که سطح توان بالاتری مورد نیاز است، در صنعت تجهیزات الکتریکی رایج است. استفاده از یک کانکتور تکی با ترکیب شارژ معمولی AC و شارژ سریع DC می‌تواند به هندسه کوچک‌تری در سمت خودرو منجر شود، اما ممکن است به معنای فشرده بودن کانکتور در اختیار مشتریان نباشد. استقلال بین ورودی های AC و DC CHAdeMO دارای مزیت واضحی است که امکان طراحی خودرو انعطاف پذیر را به ویژه با توجه به فناوری شارژ بی سیم AC در آینده فراهم می کند. قطر خارجی ۹ میلی متر و قطر خارجی ترمینال سیگنال ۱.۹ میلی متر است.

کانکتور JARI که در پروتکل CHAdeMO استفاده می شود دارای ۱۰ پین است. رابط کانکتور مطابق شکل زیر است.

در کانکتور طراحی شده JARI که برای پروتکل CHAdeMo استفاده می شود، پین های ۱،۲،۴،۷ و ۱۰ به خطوط کنترل متصل می شوند. پین های ۲ و ۱۰ به ترتیب به سیگنال توالی شارژ ۱ و ۲ متصل می شوند. پین ۷ به تشخیص نزدیکی رابط متصل است و پایه ۴ سیگنال کنترل مجوز شارژ خودرو را حمل می کند. پین ۱ به سیم اتصال به زمین متصل است. پین های ۸ و ۹ توسط گذرگاه ارتباطی CAN استفاده می شوند. پایه ۸ به خط CAN-H و پایه ۹ به خط CAN-L متصل می شود. پایه ۶ و پایه ۵ به خطوط برق متصل می شوند. پایه ۶ به ترمینال مثبت منبع تغذیه وصل می شود در حالی که پایه ۵ به ترمینال منفی منبع تغذیه متصل می شود. اندازه پاور پاور از خطوط کنترل و خطوط ارتباطی بزرگتر است.

پایه های برق DC 8.5 میلی متر قطر دارند در حالی که پایه های زمین ۲.۵ میلی متر و پایه های خطوط ارتباطی ۱.۵ میلی متر قطر دارند. همچنین در مورد اندازه کابل هایی که برای اتصال به کانکتور JARI استفاده شده برای پروتکل CHAdeMO استفاده می شود، تفاوت یکسانی وجود دارد.اندازه کابل های متصل به پایه های برق ۵۰ میلی متر مربع و پایه های سیستم ارتباطی ۰.۷۵ میلی متر مربع و اندازه کابل های استفاده شده برای سیگنال های کنترل ۲.۵ میلی متر مربع است.

طرح معمولی شارژر سریع Dc بر اساس پروتکل CHAdeMo مطابق تصویر زیر است.

همانطور که در تصویر بالا مشاهده می شود، شبکه متصل به ترانسفورماتور را نشان می دهد تا ولتاژ خروجی را تغییر دهد و به دنبال آن فیوزها به دلایل ایمنی و چوک های برق اختیاری برای تغییر قدرت اتصال کوتاه اتصال ایجاد می شود. در اینجا شارژر سریع DC (DCQC) متصل است که اغلب از یک یکسو کننده و به دنبال آن یک تبدیل dc/dc تشکیل شده است. برای اجازه دادن به فرآیند شارژ برای شروع، پروتکل CHAdeMO برای مثال نیاز به اندازه گیری ولتاژ شمارنده دارد که توسط منبع ولتاژ داده می شود.

هنگامی که شارژ DCQC فعال است، دیود اعمال شده از جریان برق به منبع ولتاژ جلوگیری می کند. پاور سینک با مقاومت متغیر Rload داده می شود. علاوه بر این، ارتباط با DCQC باید برقرار شود. این با استانداردهای داده شده متفاوت است و به عنوان مثال به عنوان ارتباط خط برق یا ارتباط CAN تحقق می یابد. در اینجا کنترلر مسئولیت ارتباط را بر عهده دارد و بسته به نوع شارژر ارتباط را محقق می کند. اطلاعات دقیق ارتباط و همچنین مقادیر اندازه گیری شده را می توان با رایانه ضبط و تجزیه و تحلیل کرد. توان خروجی مورد نیاز را می توان با تغییر مقاومت و تقاضای جریان یا ولتاژ ارسالی بدست آورد.

پروتکل CHAdeMo از ویژگی های ایمنی زیادی برای محافظت از کاربر در برابر هر نوع آسیب استفاده می کند. هر یک از اجزایی که استفاده می شود وظایف خاص خود را دارد. فیلتر AC مورد استفاده در مدار به حذف اعوجاج هارمونیک بالاتر کمک می کند تا از هرگونه اثر نامطلوب از شبکه توزیع محافظت کند. تصحیح کننده ضریب توان (PFC) برای افزایش راندمان تبدیل استفاده می شود. ترانسفورماتور ایزولاسیون تجهیزات بسیار مهمی است که در مدار استفاده می شود. ترانسفورماتور ایزوله به جداسازی مدار باتری از شبکه برای ایمنی اپراتور کمک می کند. فیلتر LC برای محافظت از سیستم باتری، نویز امواج ناشی از جریان خروجی را کاهش می دهد.

پروتکل CHAdeMo همچنین دارای یک قطع کننده سریع زمینی است تا در صورت بروز هر گونه عیب در سیستم از اپراتور در برابر شوک الکتریکی کشنده محافظت کند. یک دستگاه نظارت بر جریان نشتی در سمت DC و همچنین سمت AC نصب شده است و به محض تشخیص جریان نشتی، برق ورودی شارژر را قطع می کند. حفاظت از شوک الکتریکی در منطقه DC-2 مندرج در IEC60479-1 با ترکیب نظارت بر جریان نشتی و قطع خودکار فوری انجام شد. ارتباط آنالوگ باعث می شود طراحی ایمن از کار بیفتد. EV و شارژر به طور مضاعف مراقب شرایط شارژ هستند. و تست Isolation از اتصال کوتاه سهوی جلوگیری می کند. یکی از ویژگی های بسیار مهم استفاده شده در پروتکل ترانسفورماتور ایزوله است که از هر نوع شوک الکتریکی جلوگیری می کند.

همانطور که در شکل زیر مشاهده می شود، RCD (1) [دستگاه جریان باقیمانده] بین شبکه و ELB [نشت کننده زمین] شارژر نظارت می کند. نشتی شکن ارت شارژر ELB شارژر و سمت اولیه ترانسفورماتور را کنترل می کند. آشکارساز خطای زمین (③) مانیتورهای شارژر بین سمت ثانویه ترانسفورماتور و وسیله نقلیه. وجود ترانسفورماتور ایزوله به مبدل مورد استفاده نیز بستگی دارد.

هنگام بحث در مورد شارژ سریع DC، یک سوال که اغلب به ذهن خطور می کند، تأثیر آن بر باتری است. آیا سیستم شارژ سریع DC عمر باتری را کاهش می دهد؟

علت اصلی تخریب باتری، دمای بالا و ولتاژ بیش از حد است. از این رو بسته به نوع باتری، دما و ولتاژ باید محدود باشد. پروتکل CHAdeMo دارای یک سیستم مدیریت باتری (BMS) است که دما و ولتاژ را در زمان واقعی تماشا می کند. برخی از پارامترهای مشاهده شده BMS عبارتند از ولتاژ کل باتری، ولتاژ سلول، دمای باتری و جریان ورودی.

در پروتکل CHAdeMO فرآیند شارژ توسط وسیله نقلیه الکتریکی (EV) کنترل می شود. واحد کامپیوتر در EV سرعت شارژ را بر اساس مشاهده BMS تعیین می کند. سیگنال جریان شارژ با استفاده از گذرگاه CAN به شارژر ارسال می شود. سپس شارژر جریان DC را پس از درخواست EV  تامین می کند. از آنجایی که شارژر سریع CHAdeMO می تواند سرعت شارژ را بر اساس ویژگی ها و شرایط هر باتری تغییر دهد، آسیب هایی که می تواند به باتری وارد شود بسیار کمتر است. اگر سرعت شارژ به خوبی کنترل شود، هیچ تاثیر منفی روی باتری نخواهد داشت. باتری های پیشرفته ای که می توانند انرژی بیشتری جذب کنند، با سرعت بسیار بالاتری تغذیه می شوند.

جهت مطالعه بیشتر در خصوص خودرو برقی فقط کافیه کلیک کنید.