Разработанная в тесном сотрудничестве с ведущими мировыми производителями автомобилей, линейка Power.S3 гарантирует безопасность, долговечность, надежность, легкость и компактность — все это важнейшие критерии для применения в электромобилях и гибридных автомобилях. Новые продукты FCI также отличаются конкурентоспособной ценой, что крайне важно для автомобилей с низким или нулевым уровнем выбросов. Линейка Power.S3 включает в себя зарядные розетки 16/32 А и высоковольтные разъемы 400/600 В для токов до 230 А, специально разработанные для нового поколения гибридных и электромобилей, работающих на перезаряжаемых батареях.
Рынок электромобилей/гибридных электромобилей обретает форму.
Рост цен на нефть, экологические проблемы, а также ряд государственных регулирований и стимулов способствуют дальнейшему росту рынка электромобилей и гибридных автомобилей. Крупные производители автомобильного оборудования уже выпускают модели с низким уровнем выбросов или планируют сделать это в ближайшем будущем. Кроме того, несколько крупных компаний начнут массовое производство готовых электромобилей в течение следующих двух лет.
Несмотря на то, что разработка автомобилей с низким или нулевым уровнем выбросов имеет огромное значение, до сих пор неясно, как быстро потребители примут эту новую технологию. По прогнозам, к 2015/20 году такие автомобили будут занимать от 1% до 10% мирового автомобильного рынка. Однако даже при нижней границе этого диапазона, эти автомобили представляют собой значительный новый сегмент рынка, сопряженный с уникальными проблемами и возможностями для всех, кто участвует в их проектировании и производстве.
Несмотря на стремление крупных производителей автомобилей к созданию транспортных средств с низким или нулевым уровнем выбросов, продолжаются дискуссии о конкретных технологиях, которые должны быть внедрены в электромобили и гибридные автомобили. Производители по всему миру выбирают разные пути развития. Таким образом, в ближайшие два-три года у потребителей будет еще более широкий выбор вариантов электромобилей и гибридных автомобилей. В их число войдут различные гибриды, включая мягкие гибриды (в которых обычный двигатель автоматически отключается при остановке автомобиля и перезапускается при запуске), гибриды с низким уровнем выбросов (например, Toyota Prius), полноценные гибриды (в которых автомобиль может приводиться в движение как электродвигателем, так и обычным двигателем внутреннего сгорания) и подключаемые гибриды (то есть полноценные гибриды, в которых батарея также может заряжаться независимо от зарядной станции). Скоро выходящая модель Chevrolet Volt предлагает несколько иную перспективу, поскольку она оснащена батареей с запасом хода 65 км, дополненной классическим двигателем внутреннего сгорания с большим запасом хода.
Планы по крупномасштабному производству электромобилей (работающих исключительно на перезаряжаемых батареях) также находятся на продвинутой стадии. Среди моделей, запланированных к выпуску, — новый Renault/Nissan, ожидаемый в 2011 году, с запасом хода на одной зарядке в 160 км.
Помимо характеристик самих автомобилей, форма рынка электромобилей/гигантских автомобилей также зависит от технологических усовершенствований батарей с точки зрения веса, стоимости и энергоэффективности, а также от скорости и развития инфраструктуры зарядки батарей. Действительно, хотя электромобили, вероятно, будут использоваться в качестве вторых автомобилей для относительно коротких поездок, опасения по поводу запаса хода остаются ограничивающим фактором для моделей электромобилей. Эта проблема будет полностью решена только тогда, когда у потребителей появится легкий доступ к станциям быстрой зарядки. Представьте себе беспокойство водителя, у которого в обычном автомобиле осталось всего 8 литров топлива, что эквивалентно запасу хода электромобиля…
Перед нами стоит задача решения новых задач, связанных с межсетевым взаимодействием и зарядными станциями.
Одним из общих факторов, определяющих различные концепции электромобилей и гибридных автомобилей, является использование больших литиевых батарей с рабочим напряжением от 400 до 600 В, что в двадцать раз выше, чем у стандартных свинцово-кислотных батарей 12/14 В, используемых в традиционных автомобилях. Это увеличение напряжения потребовало разработки широкого спектра специализированных решений для подключения и организации зарядных станций.
Новые системы соединения и зарядные станции должны решать ряд критически важных задач. Безопасность имеет первостепенное значение, учитывая рабочее напряжение от 400 до 600 В и ток от 50 до 300 А и выше. Пользователям неизбежно потребуется часто обращаться к двигателю для подзарядки или замены батареи, поэтому необходимы надежные меры безопасности для предотвращения поражения электрическим током. Такие уровни мощности также создают значительную проблему: электромагнитные помехи, а также риск возникновения дугового разряда при подключении и отключении разъемов. Это может привести к повреждению не только пользователей, но и клемм, электрических устройств или любых компонентов системы соединения.
Наличие большой литий-ионной батареи увеличивает риск возгорания, в то время как вес и энергоэффективность остаются главными приоритетами. Действительно, увеличение запаса хода электромобиля и автономности его батареи должно сопровождаться снижением веса всех компонентов. Забота об экономии средств также имеет важное значение, поскольку новое поколение электромобилей в первую очередь ориентировано на массовый рынок. Одна только батарея может стоить несколько тысяч евро, что усиливает давление и стимул к снижению производственных затрат во всех остальных частях автомобиля.
Совместный подход к разработке соединительных и зарядных разъемов:
компания FCI обладает идеальными возможностями для создания новых соединительных и зарядных разъемов для рынка электромобилей и высоковольтных автомобилей. Компания имеет обширные знания в области технологий межсоединений и специфических требований автомобильного рынка. Кроме того, FCI обладает многолетним опытом проектирования и производства новых решений в сотрудничестве с ведущими производителями автомобильного оборудования. Это особенно важно для рынка электромобилей и высоковольтных автомобилей, где полагаться на устоявшиеся правила нецелесообразно. Поэтому успех связан с подлинно совместным подходом. После нескольких лет тесного сотрудничества с крупными автопроизводителями компания теперь может предложить в серийном производстве проверенную линейку решений под названием Power.S3, состоящую из зарядных разъемов и высоковольтных соединителей: высокопроизводительных клемм и инновационных низкопрофильных корпусов.
Зарядные розетки Power.S3 16/32 А.
Хотя микро- и низкоэмиссионные гибридные автомобили уже представлены на рынке, следующим этапом развития рынка автомобилей с низким и нулевым уровнем выбросов станет запуск электромобилей и подключаемых гибридов. Для удовлетворения потребности в новых решениях для зарядки этих транспортных средств компания FCI сотрудничает с REMA, производителем, специализирующимся на розетках и вилках для электрических погрузчиков. Первым продуктом, выпущенным в результате этого сотрудничества, стала однофазная зарядная розетка и вилка 16/32 А, полностью соответствующая международным стандартам SAE J1772 и IEC62192-1 для «медленной зарядки» электромобилей/гигантских автомобилей. Эти продукты позволят зарядить литий-ионный аккумулятор автомобиля за четыре-восемь часов, как на общественной зарядной станции, так и дома.
Благодаря опыту REMA в области высоковольтной зарядки аккумуляторов и знаниям FCI о рынке автомобильных соединений, продукты обладают рядом уникальных и инновационных функций. В частности, эти изделия включают многолучевые клеммы типа «мама», оснащенные калиброванной пружиной для более точного контроля усилий соединения и разъединения, что позволяет выполнять тысячи циклов соединения/разъединения. Разработанные изделия обеспечивают защиту IP67 от попадания пыли и воды, отвечая высоким требованиям безопасности и изоляции, а также имеют новую защиту от замерзания и специальные каналы для отвода жидкости и пыли. Особое внимание уделено эргономике для обеспечения комфорта и удобства использования.
Для того чтобы потребители приняли полностью электрические автомобили и подключаемые гибриды, также потребуется возможность «быстрой зарядки», позволяющая полностью зарядить аккумулятор всего за несколько минут с помощью специализированных зарядных станций. FCI и REMA в настоящее время завершают разработку быстрозарядной розетки 16/63 А. Эта розетка разработана в соответствии со стандартом IEC 62196-2-2 (хотя ее конструкция еще находится на стадии доработки). Возможность работы в однофазном, двухфазном или трехфазном режиме обеспечивает интегрированную защиту, а также идентичную циклическую производительность с устройством 16/32 А.
Power.S3 – Полный ассортимент клемм.
Ассортимент клемм FCI отражает широкий спектр применений, характерных для проектирования электромобилей и гибридных автомобилей. Клемма Apex-280 была специально разработана для удовлетворения требований к току 35 А в таких подсистемах, как системы кондиционирования воздуха, отопления и подключения зарядных устройств автомобилей, а клемма RCS-800 обеспечивает, например, подключение сильноточных и высоковольтных DC/DC-соединений для батареи, распределительной коробки и инвертора. Модель Apex-950 занимает промежуточное положение между двумя упомянутыми выше продуктами и обеспечивает максимально допустимый ток до 150 А.
Apex-280: прямоугольный штекер 2,8 мм, 35 А при 70ºC (кабель 4 мм²)
Apex-950: прямоугольный штекер 9,5 мм, 150 А при 70ºC (кабель 35 мм²)
RCS-800: круглый штекер 8 мм, 230 А при 70ºC (кабель 50 мм²)
В этой линейке представлены заметные инновации, такие как клеммы RCS-800, которые предлагают новую концепцию круглых штекеров 8 мм, позволяющую более эффективно использовать пространство, чем аналогичные квадратные клеммы. Эти клеммы также имеют большое количество контактных точек и могут работать при токе до 230 А и более, в зависимости от точных требований заказчика. Специальное покрытие защищает изделие от повреждений, вызванных электрическими дугами, а пластиковый колпачок обеспечивает степень защиты IP2-x, предотвращая тем самым риск поражения электрическим током.
Power.S3 – Инновационные решения для корпусов.
Для межсоединительных кабелей APEX-280 и RCS-800 компания FCI также разработала инновационные решения для корпусов. Наиболее революционными аспектами являются запатентованное регулировочное устройство, которое отключает питание сразу после отсоединения разъема, и уникальный двухступенчатый процесс отсоединения, обеспечивающий достаточное время для активации регулировочного устройства. Таким образом, отсоединение невозможно при включенном питании: пользователь должен выполнить два независимых движения, и у него есть пятисекундный промежуток между отключением питания и извлечением разъема. Эти инновационные устройства безопасности дополняют многие другие функции. Клеммы заключены в защитную пластиковую сетку, предотвращающую физический контакт, а система осевого соединения ErgoMate от FCI обеспечивает более низкопрофильное решение, значительно снижающее усилия при соединении. После подключения необходимо активировать устройство безопасности положения разъема для обеспечения полностью надежного соединения. Кроме того, уровни экранирования (80 дБ) и водонепроницаемости высоки, а компактная конструкция отличается исключительно низким профилем.
Разработка по индивидуальному заказу остается нормой.
Рынок электромобилей и гибридных автомобилей остается изменчивым и быстро развивается. Все стороны, участвующие в проектировании и производстве этих новых транспортных средств, находятся на решающем этапе и еще многое должны узнать о поведении своей продукции в реальных условиях. FCI продолжает активно участвовать в разработке новых продуктов. В дополнение к упомянутым выше разъемам для быстрой зарядки, новые продукты включают в себя:
- двухсторонний/90° разъем. Учитывая толщину кабелей, обычно используемых в электромобилях и гибридных автомобилях, этот тип разъема часто предпочтительнее, чем изгибание кабелей;
- двухсторонний тестовый штекер со встроенным выключателем изоляции, который позволяет вручную отключать зарядное устройство от батареи для обслуживания, ремонта или в экстренных случаях.
С запуском линейки Power.S3 компания FCI зарекомендовала себя как мировой лидер, предлагая комплексный портфель готовых к производству и экономически эффективных решений для рынка электромобилей и гибридных автомобилей. Однако в ближайшем будущем рынок будет также характеризоваться потребностью в индивидуальной разработке. Поскольку у каждого автопроизводителя своя стратегия, готовность FCI сотрудничать с клиентами для создания коммерчески жизнеспособных, индивидуальных решений является еще одним ключевым конкурентным преимуществом в этом быстро развивающемся технологическом секторе. В этой области определяющими факторами успеха являются клиентоориентированность, возможности управления проектами и, конечно же, техническая экспертиза в сочетании с инструментами прогнозирования. Эти инструменты и методология позволяют FCI и ее партнерам проектировать высокопроизводительные разъемы и прогнозировать на этапе проектирования уровень их производительности. В этих высокоинновационных технологических областях прогнозирование производительности имеет первостепенное значение для разработчиков электромобилей и гибридных автомобилей.
Автор
ФКИ
