Кабели и куплунги за зарядни станции за електромобили

ЕлектроенергетикаСп. Енерджи ревю - брой 3, 2020 • 14.05.2020

Повечето производители на зарядни кабели за електрически превозни средства предлагат както кабели с малко напречно сечение за променливотоково зареждане, така и такива с големи диаметри (прави или спирално навити) за постояннотоково зареждане. Важни характеристики, които кабелите за зарядни станции за електромобили трябва да притежават, са висока издръжливост на условията на околната среда, устойчивост на различни химикали и температурни натоварвания. В повечето случаи за целта се използват безхалогенни кабели, които не поддържат горенето. Преди пускането им на пазара параметрите на кабелите се тестват в лаборатории в съответствие с приетите стандарти в областта.

Кабелите за променливотоково зареждане на електромобили обикновено са многожилни, с два куплунга, прикрепени към двата им края. Кабелите за постояннотоково зареждане също са многожилни, но единият им край е фиксиран към зарядната станция, а другият е свързан към куплунг за осъществяване на контакта с електрическото превозно средство.

Изборът на дължина на кабела зависи изцяло от конкретното приложение. При нужда от заобикаляне на различни препятствия между зарядната станция и електромобила може да е необходим кабел с дължина между 15 и 20 м. За по-къси разстояния обикновено се избират зарядни кабели с дължина от 3 до 5 м. Трябва да се има предвид обаче, че един 20-метров кабел за зареждане на електрическо превозно средство може да тежи близо 12 кг, което значително затруднява пренасянето и боравенето с него. За някои ползватели на електромобили, които не разполагат с гараж за монтирането на зарядна станция за домашно ползване например, използването на удължаващи кабели за достигане до най-близкия контакт е единственото решение. Някои производители препоръчват да не се ползват удължители, тъй като често диаметърът им не е достатъчно голям, за да издържат на относително високите токове при зареждане в домакинствата. В случай че все пак се използва удължител, диаметърът му трябва да е минимум 1,5 мм, за да се избегне рискът от прегряване и стигането до катастрофални последствия. Кабелът трябва да бъде развит изцяло.

 

Пазарни тенденции

Глобалният пазар на зарядни кабели за електромобили ще нараства с годишен темп на растеж (CAGR) от 31,8%, достигайки стойност от 1,808 млрд. щатски долара до 2027 г. от приблизително 198 млн. щатски долара през 2019 г., сочи проучване на Markets and Markets. Движеща сила за ръста на пазара ще бъдат фактори като нарастващото използване на електрически превозни средства, бързото разработване на захранващо оборудване за електромобили и повишаващото се търсене на бързозарядни кабели.

Очаква се най-голям пазарен дял за разглеждания период да има сегментът за кабели за променливотоково зареждане, което се прилага при зарядни станции за домашно и обществено ползване. Този тип зареждане предлага ниска изходна мощност и малък размер на инсталационните разходи. Монтираните на стена зарядни устройства за електромобили се предпочитат пред инсталираните на пода, тъй като се спестяват средства за подземно електрифициране. Зарядните станции за монтаж на стена са най-подходящи за жилищни сгради. Кабелите за променливотоково зареждане могат да бъдат за еднофазни или трифазни приложения в зависимост от изискванията за тока и мощността.

Според експертите от Markets and Markets най-висок ръст на пазара за зарядни кабели за електромобили за разглеждания период ще отбележи регионът на Северна Америка, следван от Европа и Азиатско-тихоокеанския регион. Различни проекти за увеличаване на броя публично достъпни зарядни станции, инициирани от правителствата в САЩ и Канада, ще са определящият фактор за ръста в региона. Движеща сила ще бъдат и фактори като нарастващото инсталиране на усъвършенствани зарядни станции и присъствието на водещи компании в индустриалния сектор за производство на захранващо оборудване за електрически превозни средства.

Най-голям пазарен дял за прогнозния период анализаторите отреждат за Азиатско-тихоокеанския регион. Правителствата в Китай и Индия вече осъзнават потенциала на глобалния пазар на захранващо оборудване за електрически превозни средства и предприемат редица инициативи за привличането на водещи производители на зарядни станции на местните пазари. Отново движещ фактор за пазара на зарядни кабели за електромобили в региона се очаква да бъде непрекъснато разрастващата се зарядна инфраструктура.

 

Стандартизация

През 2017 г. Европейският комитет за стандартизация в електротехниката (CENELEC) публикува стандарт EN 50620 “Електрически кабели. Кабели за зареждане на електрически превозни средства”. Този стандарт определя проектирането, размерите и изискванията към изпитването на безхалогенни кабели с екструдирана изолация и обвивка, с обявени стойности на напрежението до 450/750 V включително, за гъвкави приложения при тежки условия за захранващия източник между точката на електрозахранването и зарядната станция или превозното средство. Документът разглежда кабелите за зареждане на електромобили, предназначени за електрозахранване и, ако е необходимо, за комуникация. Кабелите за зареждане са приложими за режими на зареждане от 1 до 3 в съответствие с IEC 61851-1.

Кабелите с обявено напрежение 300/500 V са разрешени само за режим на зареждане 1 съгласно IEC 61851-1. Максималната работна температура на токопроводимите жила на кабелите в стандарт EN 50620 е 90°C. Според документа кабелите могат да бъдат: неделима част от превозното средство (случай А на IEC 61851); разглобяем кабелен комплект със съединител за превозно средство и свързване на променливотоково захранване към електрически контакт (случай B на IEC 61851-1); с постоянно закрепване към неподвижна точка за зареждане (случай C на IEC 61851-1). Стандартът описва кабели, чиято надеждност и безопасност е осигурена, когато те са инсталирани и/или използвани в съответствие с указанията на EN 50565-1 и приложение B. Второ издание на стандарта е публикувано през 2019 г.

 

Охлаждане на кабелите

Високомощностното зареждане, което се използва в бързозарядните системи за електромобили, позволява възстановяване на капацитета на батерията на превозното средство в рамките само на няколко минути, гарантирайки пробег от няколкостотин километра. Силният заряден ток, който се използва при тази технология, генерира големи количества топлина, което налага необходимостта от ефективно охлаждане на станцията и най-вече на кабела. Това е поради факта, че напречното сечение на кабелите е ограничено с цел да се осигури нормално манипулиране и да се предотврати прекомерното му втвърдяване. Заради това ефективното охлаждане на зарядните кабели е от изключително голямо значение.

Огромните спестявания на време, които могат да бъдат реализирани благодарение на охлаждането на бързозарядните системи, са ключов фактор за гарантиране на възприемането на технологията сред ползвателите на електромобили. Друг важен аспект е, че една надеждна охлаждаща система дава възможност да не се компрометира безопасността на зарядната станция.

На пазара се предлага широка гама от модули за активно и пасивно охлаждане, които са компактни и лесни за интегриране в зарядните станции. Модулите за пасивно охлаждане използват въздуха от заобикалящата среда, докато модулите за активно охлаждане включват хладилен компресор. При модулите за активно охлаждане желаната температура на кабела и куплунга се постига чрез постоянна, регулируема циркулация на охлаждащата среда. Проучвания показват, че в случай на охлаждане с течност теглото на кабела може да се намали с 40%. Температурите могат да се поддържат максимално ниски и чрез използването на куплунги, които се охлаждат вътрешно и в повечето случаи са оборудвани със сензори за течове, гарантиращи високо ниво на безопасност.

 


Top