คู่มือที่ครอบคลุมเกี่ยวกับสายชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์

เมื่อเผชิญกับปัญหาด้านพลังงาน สภาพภูมิอากาศ และสิ่งแวดล้อมที่รุนแรงมากขึ้นเรื่อยๆ การพัฒนารถยนต์ไฟฟ้าจึงค่อยๆ กลายเป็นฉันทามติทั่วโลก รถยนต์ไฟฟ้าที่มีชื่อเสียงระดับนานาชาติที่มาจาก 10 อันดับ โรงงานผลิตรถยนต์ไฟฟ้าระดับโลก ด้วยการขยายตัวอย่างค่อยเป็นค่อยไปของตลาดรถยนต์ไฟฟ้า ไม่เพียงแต่ความต้องการแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าเท่านั้นที่เพิ่มมากขึ้นเท่านั้น

ดังนั้นการพัฒนาสายชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้ารูปแบบใหม่จึงกลายเป็นปัญหาเร่งด่วนที่ต้องแก้ไขในอุตสาหกรรมเคเบิล บทความนี้จะแนะนำรายละเอียดข้อกำหนดการใช้งาน มาตรฐาน โครงสร้าง วัสดุ ฯลฯ ของสายชาร์จ

ข้อกำหนดในการใช้สายชาร์จแบตรถยนต์

สายชาร์ระบบรถยนต์ไฟฟ้าใช้สำหรับชาร์จการเชื่อมต่อระหว่างรถยนต์ไฟฟ้าและแหล่งพลังงานซึ่งเป็นหนึ่งในอุปกรณ์สำคัญในระบบการชาร์จแบบนำไฟฟ้าของรถยนต์ไฟฟ้า ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ดังกล่าวจะส่งผลโดยตรงต่อการทำงานของระบบไฟฟ้าที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ รถยนต์

• ในแง่ของฟังก์ชัน สายชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าเป็นตัวพาที่เชื่อมต่อระหว่างรถยนต์ไฟฟ้ากับกองชาร์จเพื่อส่งพลังงานไฟฟ้า เทคโนโลยีการชาร์จสมัยใหม่มีข้อกำหนดที่สูงกว่าสำหรับกระบวนการชาร์จ ซึ่งไม่เพียงต้องการการส่งข้อมูลระหว่างรถยนต์ไฟฟ้าและกองชาร์จเท่านั้น แต่ยังต้องควบคุมการดำเนินการชาร์จอย่างเหมาะสมด้วย
• ประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยของรถยนต์ไฟฟ้าเป็นจุดสนใจในอุตสาหกรรมมาโดยตลอด และความปลอดภัยก็ได้รับการยกย่องอย่างสูง นอกจากคุณสมบัติการเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยมแล้ว สายชาร์จแบตรถยนต์ไฟฟ้ายังควรมีความต้านทานการเสื่อมสภาพและทนความร้อนสูง นอกจากนี้ ควรมีคุณสมบัติควันต่ำและหน่วงไฟที่ดีเพื่อลดการบาดเจ็บและอุบัติเหตุที่อาจเกิดขึ้น
• โดยทั่วไปแล้ว สายชาร์จรถยนต์ไฟฟ้ามีโหมดการใช้งานสองโหมด: สายหนึ่งวางไว้บนรถและใช้ในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันในขณะที่ใช้รถ อีกอันวางอยู่บนเสาชาร์จในทางหลวง ห้างสรรพสินค้า ลานจอดรถ โรงแรม อู่ซ่อมรถ และสถานที่อื่นๆ

มาตรฐานอ้างอิงสำหรับสายชาร์จ

สายเคเบิลสำหรับระบบชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าเป็นสายเคเบิลชนิดใหม่ที่เกิดขึ้นกับรถยนต์ไฟฟ้า ข้อกำหนดการใช้งานแตกต่างจากสายไฟและสายเคเบิลแบบเดิม ประเทศที่ก้าวหน้าในโลกกำลังดำเนินการวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์นี้อย่างแข็งขัน และจีนก็ค่อยๆ พัฒนาไปด้วย ตั้งแต่ปี 2553 ดำเนินการพัฒนาผลิตภัณฑ์ดังกล่าว ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์สายชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้ามีผลกระทบโดยตรงต่อว่ารถยนต์ไฟฟ้าสามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้หรือไม่

อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันไม่มีมาตรฐาน 1S0/IEC ที่สอดคล้องกันสำหรับผลิตภัณฑ์สายชาร์จในโลกและมาตรฐานระดับชาติก็ขาดหายไปชั่วคราว แม้ว่าบริษัทเคเบิลบางแห่งจะเขียนมาตรฐานองค์กรหรือมาตรฐานพันธมิตรที่เกี่ยวข้องไว้แล้ว แต่มาตรฐานเหล่านี้ก็ไม่สามารถครอบคลุมด้านกลไกของสายชาร์จได้ครบถ้วน ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพทางไฟฟ้า การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม ความปลอดภัย และข้อกำหนดอายุการใช้งาน

ผู้บริโภคและแผนกตรวจสอบคุณภาพไม่สามารถประเมินระดับคุณภาพที่แท้จริงของผลิตภัณฑ์สายชาร์จได้อย่างครอบคลุม ไม่ต้องพูดถึงการลดความเสี่ยงด้านคุณภาพและความปลอดภัยที่อาจเกิดขึ้น

ปัจจุบันผลิตภัณฑ์สายชาร์จระหว่างประเทศส่วนใหญ่ผลิตขึ้นโดยใช้ HD22 จากสหรัฐอเมริกาและยุโรป จีนใช้ IEC 60227 หรือ IEC 60245 หรือมาตรฐานแห่งชาติ GB/T 5023 และ GB/T 5013 ที่ออกโดย International Electrotechnical Commission เป็นข้อมูลอ้างอิง

โครงสร้างของสายชาร์จ

เทคโนโลยีรถยนต์ไฟฟ้ายังสะท้อนให้เห็นในวิธีการชาร์จอีกด้วย มีสองวิธีหลักในการชาร์จแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้า: การชาร์จแบบธรรมดาและการชาร์จแบบเร็ว การชาร์จปกติส่วนใหญ่จะเป็นการชาร์จแบบ AC ซึ่งสามารถใช้แรงดันไฟฟ้า 220V หรือ 380V และการชาร์จแบบเร็วเป็นแบบ DC ส่วนใหญ่ ดังนั้นสายชาร์จที่เข้ากันจึงแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ สายชาร์จ AC และสายชาร์จ DC

สายชาร์จ AC เป็นสายชาร์จแบบ 3 เฟสทั่วไป เนื่องจากการโต้ตอบของเทคโนโลยีการชาร์จ สายชาร์จไม่เพียงแต่จะต้องทำหน้าที่ส่งพลังงานไฟฟ้าไปยังรถยนต์ไฟฟ้าให้สมบูรณ์เท่านั้น แต่ยังต้องส่งข้อมูลแรงดันไฟฟ้าของยานพาหนะ การควบคุมสายชาร์จ การตรวจจับฉนวนด้วย และฟังก์ชันข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์และการชาร์จอื่นๆ เช่น การควบคุมการเคลื่อนไหวและฟังก์ชันอื่นๆ เป็นสายเคเบิลที่ครอบคลุมซึ่งรวมการส่งพลังงานและการส่งผ่านข้อมูลเข้าด้วยกัน จะเห็นได้ว่าเมื่อเทียบกับโครงสร้างของกระแสไฟชาร์จ AC สายชาร์จ DC มีแกนสายสื่อสารการชาร์จเพิ่มเติมคู่หนึ่งซึ่งเป็นสายเคเบิลที่ครอบคลุมด้วย

ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับการเลือกวัสดุสายชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์

มาตรฐานแห่งชาติของจีนกำหนดไว้อย่างชัดเจนว่าอุณหภูมิโดยรอบของอุปกรณ์เชื่อมต่อการชาร์จคือ -30 ~ +50°C ซึ่งหมายความว่าสายชาร์จจะต้องมีความต้านทานต่อความเย็นที่ดี ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น การใช้งานจริง สายชาร์จจะต้องมีความต้านทานความร้อนสูง ทนทานต่อการเสื่อมสภาพ หน่วงไฟควันต่ำได้ดี มีความนุ่ม ยืดหยุ่น และมีคุณสมบัติทางกล

ปัจจุบันวัตถุดิบในตลาดส่วนใหญ่ ได้แก่ โพลียูรีเทน ยางซิลิโคน ยางเอทิลีนโพรพิลีน ยางโพลีเอทิลีนคลอรีน ฯลฯ เป็นวัสดุฉนวนและเปลือก การวิเคราะห์ประสิทธิภาพของวัสดุหลายชนิดมีดังนี้

• วัสดุโพลียูรีเทน: มีความแข็งแรงและทนต่อการสึกหรอได้ดีที่สุด แต่ยังค่อนข้างแข็งและมีความยืดหยุ่นต่ำ
• วัสดุยางซิลิโคน: ทนทานต่อความเย็นและความร้อนได้ดีมาก สามารถใช้งานได้นานในช่วงอุณหภูมิ -50~+25℃และยังคงรักษาความยืดหยุ่นของยาง มีฉนวนไฟฟ้าที่ดี ทนต่อความเมื่อยล้า และต้านทานโอโซน มีคุณสมบัติดี ทนแรงกระแทก สามารถใช้ตากแดดเป็นเวลานานได้แต่แรงดึงไม่ดี การยืดตัวไม่เพียงพอ วัสดุผสมถอดออกยาก และราคาสูง
• วัสดุยางเอทิลีนโพรพิลีน: อุณหภูมิในการทำงานที่อนุญาตคือ (-40~+125)℃ เป็นวัสดุไม่มีขั้วอิ่มตัวที่ทนทานต่อสารเคมีสูง ทนต่ออุณหภูมิต่ำ ต้านทานโอโซน ต้านทานการเสื่อมสภาพ และต้านทานน้ำมัน มีเสถียรภาพทางความร้อน และยังมีคุณสมบัติกันน้ำได้ดี ทนไอน้ำร้อน มีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า เป็นต้น
• วัสดุยางโพลีเอทิลีนคลอรีน: เป็นโพลีเมอร์ดัดแปลงที่ผลิตผ่านปฏิกิริยาทดแทนระหว่างคลอรีนและโพลีเอทิลีน ในจำนวนนี้มีปริมาณคลอรีนต่ำกว่า 16% เป็นพลาสติก มีปริมาณคลอรีนระหว่าง 16 ถึง 24% เป็นเทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ และที่มีปริมาณคลอรีนระหว่าง 25 ถึง 48% เป็นยางอีลาสโตเมอร์ คุณสมบัติฉนวนไฟฟ้าของยางโพลาร์ไม่ดี

ยางโพลีเอทิลีนที่มีคลอรีนมีความต้านทานความร้อนได้ดี ทนต่อการเสื่อมสภาพ ทนต่อเปลวไฟ ทนต่อโอโซน และทนต่อการฉีกขาด แต่ความยืดหยุ่น ความสามารถในการขึ้นรูป ประสิทธิภาพการเสื่อมสภาพของแรงอัด และความต้านทานต่อน้ำมันนั้นไม่ดีเท่ากับโพลีเอทิลีนที่มีคลอโรซัลโฟเนต

ในขั้นตอนนี้ สายชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้ในประเทศจีนส่วนใหญ่ได้แก่ สาย EV07EE-H, สาย EV07EEC4E-H, สาย EV07E2Q-H, สาย EV07E2QC4Q-H, สาย EVJ, สาย EVJE, สาย EVE, สาย EVJT และสาย EVT

ลักษณะห้าประการที่วัสดุบรรจุสายชาร์จควรมี

เส้นผ่านศูนย์กลางไม่เท่ากันของแกนหุ้มฉนวนของสายชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าทำให้เกิดช่องว่างขนาดใหญ่เมื่อสายเคเบิลถูกสร้างขึ้น เพื่อให้มั่นใจว่าสายเคเบิลมีลักษณะที่ดี เราจะเพิ่มตัวเติมเมื่อขึ้นรูปสายเคเบิลเพื่อทำให้สายเคเบิลกลมและสวยงามยิ่งขึ้น ขณะเดียวกันก็ปรับปรุงความต้านทานการโค้งงอและความแข็งแรงของสายเคเบิลด้วย

เส้นผ่านศูนย์กลางไม่เท่ากันของแกนหุ้มฉนวนของสายชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าทำให้เกิดช่องว่างขนาดใหญ่เมื่อสายเคเบิลถูกสร้างขึ้น เพื่อให้มั่นใจว่าสายเคเบิลมีลักษณะที่ดี จึงมีการเติมไส้ในระหว่างการสร้างสายเคเบิลเพื่อทำให้สายเคเบิลกลมและสวยงามยิ่งขึ้น ขณะเดียวกันก็ปรับปรุงความต้านทานและความแข็งแรงของการโค้งงอของสายเคเบิลด้วย

ตามลักษณะการใช้งานของสายชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า วัสดุไส้ที่เลือก ควรมีลักษณะดังต่อไปนี้

• ความนุ่มนวลดี

สภาพแวดล้อมที่ใช้สายชาร์จรถยนต์ไฟฟ้ามีข้อกำหนดสูงในด้านประสิทธิภาพการโค้งงอของสายเคเบิล ดังนั้นวัสดุบรรจุต้องมีความยืดหยุ่นที่ดี เช่น เทปฉีกขาดตาข่ายโพลีโพรพีลีน

• สารหน่วงไฟที่ดี

สายชาร์จรถยนต์ไฟฟ้ามีข้อกำหนดสารหน่วงไฟสูงและวัสดุบรรจุต้องมีสารหน่วงไฟที่ดี สำหรับสายเคเบิลที่มีข้อกำหนดปลอดฮาโลเจน วัสดุบรรจุต้องเป็นไปตามข้อกำหนดปลอดสารฮาโลเจนด้วย วัสดุที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เชือกไฟเบอร์กลาส เชือกกระดาษอนินทรีย์ ฯลฯ

• การนำความร้อนที่ดี

ความร้อนจำนวนมากจะถูกสร้างขึ้นในระหว่างกระบวนการชาร์จของสายเคเบิลวัสดุไส้มีคุณสมบัติการนำความร้อนได้ดีและสามารถถ่ายเทความร้อนของแกนฉนวนไปยังเปลือกได้อย่างรวดเร็วทำให้อุณหภูมิของแกนฉนวนลดลงและเพิ่มความสามารถในการรองรับของ แกนหุ้มฉนวน วัสดุที่ใช้กันทั่วไปคือวัสดุเติมแร่ที่มีความต้านทานความร้อนต่ำ

• ดูดซึมน้ำได้ดี

กระบวนการใช้สายเคเบิลต้องมีการกันน้ำ ดังนั้น วัสดุอุดจะต้องไม่ดูดความชื้น เชือกที่เต็มไปด้วยตาข่ายโพลีโพรพีลีนและเชือกไฟเบอร์กลาสเป็นทางเลือกที่ดีกว่า ด้ายฝ้าย เชือกป่าน และอื่นๆ ดูดซับได้ดีและไม่เหมาะสำหรับการใช้งาน

• สัดส่วนน้อย

ยิ่งน้ำหนักต่อความยาวหน่วยของสายเคเบิลน้อยลงเท่าใด ก็ยิ่งดีเท่านั้น ติดตั้งง่าย และประหยัดมากขึ้น ดังนั้นควรเลือกวัสดุบรรจุที่มีความถ่วงจำเพาะน้อยกว่า ความถ่วงจำเพาะของเชือกเติมตาข่ายโพลีโพรพีลีนมีค่าเพียงประมาณ 0.7 ซึ่งเหมาะสมกว่า

การเลือกวัสดุอุด

ในการเลือกใช้วัสดุจำเป็นต้องเปรียบเทียบประสิทธิภาพของวัสดุและเลือกวัสดุที่มีประสิทธิภาพด้านต้นทุนสูงกว่า วัสดุอุดที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เชือกไฟเบอร์กลาสและเชือกไส้ตาข่ายโพรพิลีน จากการเปรียบเทียบประสิทธิภาพข้างต้น เชือกใยแก้วมีคุณสมบัติหน่วงไฟที่ดีและต้านทานการดูดซึมน้ำได้ดี แต่มีความหนาแน่นจำเพาะสูง มีราคาแพง และมีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนเล็กน้อย ในขณะที่เชือกที่เต็มไปด้วยตาข่ายโพลีโพรพีลีนมีคุณสมบัติหน่วงไฟต่ำ

การขยายตัวของตลาดรถยนต์ไฟฟ้าได้เร่งการพัฒนาอุตสาหกรรมเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า ไม่ว่าจะจากมุมมองของการเปลี่ยนแปลงทางอุตสาหกรรมหรือกลยุทธ์ด้านพลังงาน แนวโน้มการพัฒนาในอนาคตของสายชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์นั้นกว้างมาก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากขาดมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง ความสนใจจึงผลักดันให้บริษัทหลายแห่งที่ไม่มีความสามารถในการผลิตต้องปฏิบัติตาม ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์สายชาร์จรถยนต์ไฟฟ้ามีคุณภาพไม่เท่ากันและมีปัญหาในการกำกับดูแล

การเปิดตัวมาตรฐานแห่งชาติกำลังใกล้เข้ามา และองค์กรการผลิตทุกแห่งควรเตรียมการสำรองทางเทคนิค ปฏิบัติตามเส้นทางของนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและการก่อตั้งแบรนด์ และใช้เสน่ห์ของแบรนด์เพื่อตอบสนองความท้าทายและโอกาสนี้