Cabo de carregamento CC de alta potência

Um carregador de parede doméstico e um carregador rápido de estrada podem parecer a mesma coisa a poucos passos de distância – uma tomada na ponta de um cabo preto. Por dentro, porém, desempenham funções muito diferentes. O conector de um carregador de parede CA de 7 kW tem uma função completamente distinta do conector de uma estação CC de 300 kW. A diferença entre o carregamento CA e CC não se resume apenas ao tempo necessário para carregar uma bateria. Ela determina a posição dos componentes eletrônicos de potência no sistema, a quantidade de corrente que passa pelos contatos, a temperatura que os componentes atingem e a espessura e rigidez necessárias para o cabo. Se você precisa relembrar o que os diferentes níveis de carregamento significam no dia a dia, este guia é para você. Visão geral dos níveis de carregamento de veículos elétricosÉ um bom ponto de partida.  Onde os conversores CA e CC se posicionam entre a rede elétrica e a bateria.Em um carregador CA, a rede elétrica fornece corrente alternada (CA) e o carro realiza o trabalho elétrico mais pesado. O carregador de parede ou tomada fornece energia CA, enquanto o carregador de bordo (OBC) dentro do veículo a converte em corrente contínua (CC) para a bateria. A potência é limitada pela capacidade do OBC, normalmente entre 3,7 e 22 kW para veículos leves. Nessa configuração, o conector e o cabo recebem corrente moderada e geram pouco calor, pois as partes mais complexas e que geram mais calor ficam dentro do carro. Em um carregador rápido de corrente contínua (CC), o trabalho pesado é transferido para fora do veículo. O gabinete converte a corrente alternada (CA) da rede elétrica em corrente contínua de alta tensão e envia essa corrente contínua através do conector e do cabo diretamente para o barramento da bateria. A potência pode facilmente ficar na faixa de 50 a 400 kW ou mais, portanto, os contatos e condutores principais transportam correntes muito mais altas e permanecem mais tempo próximos de seus limites térmicos. Em termos práticos: a corrente alternada (CA) concentra o trabalho mais pesado dentro do carro, enquanto a corrente contínua (CC) transfere essa tensão para o plugue e o cabo.  CA vs CCCA: potência limitada pelo computador de bordo do veículo, corrente mais baixa no cabo, menor carga térmica no conector.CC: potência limitada pela estação e pela bateria, alta corrente no cabo, muito mais calor para gerenciar no conector.O mesmo veículo pode funcionar bem com uma tomada CA e ser muito exigente com um conector CC de carregamento rápido.  Como a corrente alternada (CA) e a corrente contínua (CC) afetam os componentes internos dos conectores.Tensão e corrente mais elevadas não alteram apenas a especificação na etiqueta. Elas obrigam o projetista do conector a fazer escolhas diferentes em termos de isolamento, geometria de contato e disposição dos pinos. Níveis de potência, isolamento e projeto de contatoO carregamento CA de baixa potência geralmente opera com tensões comuns da rede elétrica. Os sistemas CC de carregamento rápido utilizam plataformas de baterias de alta tensão, como 400 V ou 800 V. À medida que a tensão aumenta, o conector precisa oferecer mais espaço para essas tensões. As distâncias de fuga e isolamento dentro da carcaça aumentam, os materiais isolantes precisam ter melhor desempenho e a geometria interna deve evitar bordas afiadas e acúmulos de sujeira que possam enfraquecer o isolamento com o tempo.O perfil atual também muda bastante. Em aplicações de corrente alternada (CA) domésticas e comerciais, os conectores tendem a suportar dezenas de amperes por fase. Em um conector rápido de corrente contínua (CC), cada contato principal pode ser solicitado a lidar com várias centenas de amperes. Isso leva os projetistas a optarem por superfícies de contato maiores nos pinos de alimentação CC e um controle muito mais preciso da resistência de contato. Os sistemas de mola e lâmina precisam manter a força de contato constante ao longo de milhares de ciclos de acoplamento, pois um pequeno aumento na resistência em alta corrente pode se transformar rapidamente em calor. Na prática, os projetistas de conectores se concentram em três coisas:A tensão influencia a distância de fuga, o espaçamento e os materiais de isolamento.A corrente influencia a área de contato, a qualidade do revestimento e o design da mola.O ciclo de trabalho (a frequência com que é utilizado) determina a margem de segurança incluída em todos os itens acima. Layout e funções dos pinosOs conectores AC e DC combinam pinos de alimentação e sinal, mas em proporções diferentes.Um conector CA para uso doméstico ou no local de trabalho geralmente possui um ou três condutores de fase, um neutro, um terra de proteção e um pequeno conjunto de pinos de controle para sinalização piloto e detecção de proximidade. Ele tem inteligência suficiente para definir os parâmetros básicos de carregamento e garantir que o plugue esteja encaixado corretamente antes que a energia comece a fluir.Um conector rápido CC ainda possui aterramento de proteção, mas a corrente principal agora passa por pinos CC+ e CC– de grande porte, em vez de linhas e neutro. Ao redor desses pinos grandes, encontra-se um conjunto mais robusto de contatos de baixa tensão. Os sinais piloto e de proximidade ainda estão presentes, mas a alta potência CC geralmente inclui linhas de comunicação e, em muitos projetos, sensores de temperatura dedicados para monitorar as partes mais quentes do conector. Vistos lado a lado:Os conectores CA possuem pinos de alimentação modestos e um par de controle simples.Os conectores rápidos DC possuem pinos de alimentação muito grandes rodeados por mais pinos de sinal e de detecção.Com o aumento da potência, tanto o tamanho dos pinos principais quanto o número de pinos de sinal tendem a aumentar.  Arquiteturas de conectores para CA e CCDiferentes padrões resolvem a questão "CA + CC" com diferentes estratégias mecânicas. Um grupo de sistemas utiliza apenas conectores CA. São as entradas que você vê em carros que aceitam carregamento CA em casa, no trabalho e em pontos de recarga. Os gabinetes são compactos, as alças são leves e o layout interno é simples. O design é otimizado para uso diário confortável e longa vida útil com consumo moderado de energia. Os designs do tipo "combo" seguem um caminho diferente. Eles combinam uma interface CA com pinos de alimentação CC adicionais em uma única entrada do veículo, de modo que uma única tomada no carro aceita plugues CA e CC. Isso reduz o número de aberturas que precisam ser feitas na carroceria e oferece aos motoristas um ponto de referência claro ao se aproximarem com um cabo. O preço a se pagar é uma entrada maior e mais complexa, além de um projeto térmico mais rigoroso ao redor dos pinos CC. Outras arquiteturas evitam entradas combinadas. Alguns padrões mantêm a corrente alternada (CA) e a corrente contínua (CC) completamente separadas, para que cada uma possa ser otimizada para sua função específica: os conectores CA permanecem pequenos e leves, enquanto os conectores CC podem ser tão grandes e robustos quanto necessário. As famílias de conectores compactos mais recentes seguem na direção oposta e tentam transportar CA e CC através de um único invólucro pequeno. Isso economiza espaço e simplifica a interface, mas aumenta o nível de exigência em relação à reutilização de pinos, ao projeto de isolamento e à estratégia de resfriamento.  Cabos e calor: por que a corrente contínua parece e se comporta de forma diferente?Dimensões, peso e manuseio do condutorTransportar alguns quilowatts de corrente alternada para um carro durante a noite não exige seções transversais de cobre enormes. Os condutores podem ter dimensões moderadas, o que mantém o cabo leve o suficiente para ser levantado com facilidade e flexível o bastante para ser enrolado ordenadamente em um canto da garagem. Transportar centenas de quilowatts de corrente contínua em uma parada curta é um problema diferente. Para manter as perdas resistivas e o aumento de temperatura sob controle, os condutores precisam de muito mais cobre. Mais cobre significa mais massa, e essa massa torna o cabo mais pesado e rígido. Essa rigidez extra se manifesta sempre que alguém tenta dobrar o cabo em uma vaga de estacionamento apertada ou sobre um meio-fio, e o peso extra aparece nos pontos de alívio de tensão onde o cabo entra na maçaneta ou no gabinete. Na prática:Maior potência CC → núcleos de cobre mais grossos → cabo mais pesado e rígido.Cabos mais grossos → maior carga nos alívios de tensão e terminações.Os cabos de corrente alternada (CA) podem ser ajustados para maior conforto; os cabos de corrente contínua (CC) partem dos limites térmicos e trabalham de trás para frente. Os cabos de carregamento CA são projetados para o uso diário. Eles devem ser manuseados com uma mão, passados ​​entre carros em uma garagem apertada e enrolados sem dificuldade quando o carro terminar de carregar. Os cabos de carregamento rápido CC precisam de um equilíbrio mais complexo. Devem suportar correntes muito altas, mas ainda assim ter flexibilidade suficiente para que motoristas de diferentes estaturas e forças consigam posicionar o conector sem a sensação de estarem lidando com equipamentos industriais. O raio de curvatura mínimo é escolhido para proteger os condutores e o isolamento, mas também precisa ser compatível com a configuração real dos pontos de recarga.  Revestimento externo, durabilidade e cabos com refrigeração líquida.Locais públicos são agressivos para os cabos. Luz solar, chuva, poeira e sujeira da rua são comuns. Além disso, os cabos são derrubados no concreto, arrastados sobre bordas afiadas e, às vezes, comprimidos ou atropelados por veículos. Para resistir a esse tipo de tratamento por anos, os cabos de corrente contínua (CC) tendem a usar revestimentos externos mais espessos e resistentes. Os alívios de tensão são reforçados e as terminações são construídas para absorver torções e puxões sem transferir toda essa tensão diretamente para os condutores. Os cabos domésticos ficam expostos a um ambiente mais ameno, mas ainda precisam suportar abrasão, sujeira e variações de temperatura sazonais durante a vida útil do carregador. Portanto, seus revestimentos podem priorizar a flexibilidade e a aparência, desde que a robustez básica seja garantida. Em altas potências CC, adicionar cobre e depender do resfriamento natural acaba se tornando impraticável. O cabo teria que ser tão grosso e pesado que muitos usuários mal conseguiriam movê-lo, e suportes fixos se tornariam obrigatórios em cada compartimento. Cabos CC com resfriamento líquido resolvem esse problema adicionando um circuito de resfriamento próximo aos condutores de energia. O líquido refrigerante circula próximo aos núcleos, dissipando o calor para que o mesmo diâmetro externo possa conduzir mais corrente sem um aumento descontrolado de temperatura. A desvantagem é o trabalho extra de projeto: o circuito de resfriamento precisa permanecer selado e confiável por muitos anos, vazamentos podem precisar ser detectados e monitorados, e mangueiras e sensores devem ser instalados de forma a manter a flexibilidade necessária para o uso do conjunto. É por isso que um cabo de corrente alternada pode ser fino e flexível, enquanto cabos de corrente contínua de altíssima potência tendem a ser mais grossos, com mais camadas e, em alguns casos, apresentar interfaces de refrigeração visíveis.  Como escolher conectores e cabos para o seu siteDiferentes locais de carregamento priorizam fatores como potência, conforto, durabilidade e custo de maneiras distintas. Um pequeno carregador de parede residencial e uma garagem de ônibus podem ser ambos considerados "projetos de carregamento de veículos elétricos", mas se enquadram em categorias de design muito diferentes.AplicativoPrioridade de energiaManuseio/confortoFoco na durabilidadeCaracterísticas típicas de conectores/cabosAr condicionado residencialBaixo a médioMuito altoVida útil média a longa em ambientes amenos.Tomadas compactas, cabos finos e flexíveis.Ar condicionado de destino/local de trabalhoMédioAltoMédio a altoCarcaças ligeiramente mais resistentes, feedback claro da travaCarregamento rápido público DCMuito altoMédioMuito alto, abuso ao ar livreConectores maiores, cabos grossos ou refrigerados a líquido, robustosDepósitos/pátios da frotaAlto a muito altoMédioMuito alto, muitos plug-ins por diaConectores robustos, cabos de alta resistência, fácil manutenção.Em geral, os sites de ar condicionado residencial consideram a potência como uma prioridade baixa a média, devido ao longo tempo de permanência do aparelho durante a noite. O conforto ao manusear o aparelho é muito importante, e a durabilidade se refere à capacidade de resistir por anos em um ambiente ameno, em vez de suportar uso intenso constante.  Motoristas que estão indecisos entre o Nível 1 e o Nível 2 em casa podem usar nosso serviço. Guia de carregamento doméstico Nível 1 vs Nível 2Para ver como essas opções de hardware se comportam no uso diário. A vida útil do ar condicionado em ambientes de destino e de trabalho está em um nível superior: mais usuários, mais eventos de conexão, maior demanda por gabinetes robustos e travas confiáveis. O carregamento rápido público em corrente contínua (CC) coloca a potência no topo da lista de prioridades. O conforto de manuseio ainda é relevante, mas naturalmente limitado pelo tamanho e peso. A durabilidade passa a ser uma prioridade altíssima, pois o equipamento precisa operar ao ar livre, ser utilizado por diversos usuários e tolerar o uso indevido ocasional. Depósitos de frotas e pátios comerciais ficam entre os pontos de carregamento público em CC e os locais de trabalho. A potência varia de alta a muito alta, e os conectores podem ser conectados e desconectados diversas vezes ao dia, em vários turnos. A estabilidade do contato, a robustez mecânica e a facilidade de manutenção são tão importantes quanto a potência nominal. Para obter uma visão completa de como as frotas combinam diferentes níveis de carregamento em depósitos, residências e locais públicos, consulte nosso [link para o documento/documento ... Guia sobre o nível de carregamento que as frotas de veículos elétricos realmente precisam.. Três perguntas simples geralmente indicam a linha correta na tabela:Por quanto tempo cada veículo permanece estacionado aqui?Quantas vezes por dia alguém vai ligar e desligar um aparelho da tomada?Quão agressivo é o ambiente para cabos e conectores ao longo de dez anos?  Perspectiva da abelha operáriaTransformar esses princípios em projetos reais significa tratar a escolha de conectores e cabos como parte integrante do projeto de energia e do local, e não como um mero detalhe estético. O mesmo nível de carregamento pode exigir hardware muito diferente, dependendo do ambiente e do ciclo de trabalho. Para uso doméstico, no local de trabalho e em depósitos com corrente alternada (CA), a Workersbee desenvolve conectores CA e cabos de carregamento projetados para um manuseio diário confortável e confiabilidade a longo prazo, em conformidade com os padrões regionais. O foco está no comportamento previsível e em uma experiência agradável para o usuário dentro das faixas típicas de potência CA. Para carregamento rápido em corrente contínua (CC) em locais públicos e depósitos de alta utilização, a Workersbee oferece: Conectores de carregamento rápido DC e cabos projetados para alta capacidade de corrente, resistência de contato controlada e desempenho mecânico robusto, com opções preparadas para resfriamento avançado, onde os requisitos do projeto exigem maior potência e margens térmicas mais restritas.