EVSE چیست و چه تفاوتی با شارژر خودرو برقی دارد؟

اگر به‌تازگی خودروی برقی خریده‌اید یا قصد دارید برای خانه، پارکینگ، شرکت یا مجموعه تجاری شارژر نصب کنید، احتمالاً با اصطلاحاتی مثل EVSE، Wallbox، OBC، شارژر AC و شارژر DC مواجه شده‌اید. مشکل اینجاست که این اصطلاحات در بسیاری از سایت‌ها به جای یکدیگر استفاده می‌شوند و همین موضوع انتخاب تجهیزات مناسب را سخت می‌کند.

برای مثال، ممکن است یک شارژر دیواری 22 کیلووات بخرید، اما بعد متوجه شوید خودروی شما در شارژ AC فقط 7 یا 11 کیلووات دریافت می‌کند. یا ممکن است تصور کنید هر دستگاهی که کابل شارژ خودرو به آن متصل می‌شود، وظیفه تبدیل برق AC به DC را انجام می‌دهد؛ در حالی که در شارژ AC معمولاً چنین نیست.

شناخت مفهوم EVSE کمک می‌کند دقیقاً بدانید هنگام اتصال خودرو به برق چه اتفاقی می‌افتد و هنگام خرید شارژر خودرو برقی باید به چه مشخصاتی توجه کنید.

EVSE چیست؟

EVSE مخفف Electric Vehicle Supply Equipment و به معنای «تجهیزات تأمین برق خودرو برقی» است.

به زبان ساده، EVSE مجموعه تجهیزاتی است که امکان انتقال کنترل‌شده و ایمن انرژی الکتریکی از شبکه برق به خودرو را فراهم می‌کند. وزارت انرژی آمریکا نیز تجهیزات شارژ خودرو برقی را با عنوان EVSE معرفی می‌کند و استاندارد IEC 61851 نیز الزامات عمومی تجهیزات تأمین برق خودروهای برقی را پوشش می‌دهد.

بنابراین بهتر است EVSE را صرفاً «یک پریز مخصوص خودرو برقی» تصور نکنید. این تجهیزات بسته به طراحی می‌توانند وظایفی مانند کنترل جریان، برقراری ارتباط با خودرو، بررسی شرایط ایمنی، مدیریت شروع و توقف شارژ و حفاظت در برابر برخی خطاهای الکتریکی را بر عهده داشته باشند.

نکته مهم این است که در بازار معمولاً به EVSE نیز شارژر خودرو برقی گفته می‌شود؛ اما از نظر فنی، در شارژ AC بخش اصلی تبدیل برق برای شارژ باتری داخل خود خودرو قرار دارد.

تفاوت EVSE، Wallbox، OBC و DC Charger چیست؟

یکی از بزرگ‌ترین سردرگمی‌های خریداران همین بخش است. جدول زیر موضوع را ساده‌تر می‌کند:

این تفاوت زمانی اهمیت زیادی پیدا می‌کند که بخواهید بین چند دستگاهی که توسط یک نمایندگی شارژر خودرو برقی ارائه شده‌اند، گزینه متناسب با خودروی خود را انتخاب کنید.

در شارژ AC دقیقاً چه اتفاقی می‌افتد؟

اینجاست که مفهوم EVSE بهتر مشخص می‌شود.

فرض کنید یک Wallbox AC در پارکینگ دارید. برق ساختمان از نوع AC است. هنگامی که کابل را به خودرو متصل می‌کنید، EVSE قبل و حین انتقال انرژی نقش واسط ایمن میان شبکه و خودرو را ایفا می‌کند.

اما باتری خودرو نمی‌تواند مستقیماً با AC شارژ شود؛ باتری به جریان DC نیاز دارد.

در نتیجه مسیر کلی انرژی به صورت زیر است:

شبکه برق AC ← EVSE یا Wallbox ← OBC داخل خودرو ← برق DC ← باتری

مرکز Alternative Fuels Data Center وابسته به وزارت انرژی آمریکا نیز توضیح می‌دهد که On-Board Charger برق AC واردشده از پورت شارژ را دریافت و برای شارژ باتری کششی به DC تبدیل می‌کند.

بنابراین در شارژ AC، Wallbox معمولاً همان مبدل اصلی AC به DC نیست.

این نکته هنگام خرید اهمیت بسیار زیادی دارد.

یک مثال ساده

فرض کنید EVSE شما حداکثر 22 کیلووات توان AC ارائه می‌دهد، اما OBC خودروی شما تنها تا 11 کیلووات را پشتیبانی می‌کند.

در چنین شرایطی:

شارژر 22 کیلوواتی باعث نمی‌شود خودرو با توان 22 کیلووات شارژ شود.

توان واقعی شارژ به محدودیت‌های خودرو، EVSE، منبع برق و سایر شرایط سیستم وابسته خواهد بود.

به همین دلیل، بالاتر بودن عدد توان همیشه به معنی انتخاب بهتر نیست.

EVSE هنگام شارژ چه کاری انجام می‌دهد؟

تصور کنید کابل برق را مستقیماً از یک منبع پرقدرت به خودرو متصل کنیم. چنین روشی بدون تجهیزات کنترل و حفاظتی مناسب می‌تواند خطرناک باشد.

EVSE به عنوان واسط بین خودرو و شبکه عمل می‌کند. استاندارد SAE J1772 نیز برای شارژ رسانایی خودروهای برقی الزامات فیزیکی، الکتریکی، عملکردی و ارتباط میان خودرو و تجهیزات تأمین برق را مشخص می‌کند.

به شکل ساده، فرآیند می‌تواند شامل این مراحل باشد:

1. اتصال خودرو شناسایی می‌شود.
2. ارتباط لازم میان خودرو و تجهیزات شارژ برقرار می‌شود.
3. محدودیت‌های مربوط به توان یا جریان مشخص می‌شود.
4. شرایط لازم برای انتقال ایمن انرژی بررسی می‌شود.
5. انتقال برق آغاز می‌شود.
6. در صورت پایان شارژ، قطع اتصال یا ایجاد برخی خطاها، انتقال انرژی متوقف می‌شود.

به همین علت تفاوت بزرگی میان یک سیستم EVSE استاندارد و استفاده از یک اتصال برق نامناسب وجود دارد.

تجهیزات شارژ همچنین باید حفاظت‌های مناسب در برابر خطرات الکتریکی داشته باشند؛ برای نمونه منابع رسمی وزارت انرژی آمریکا به اهمیت حفاظت در برابر خطای زمین برای کاهش خطر برق‌گرفتگی اشاره می‌کنند.

پس در شارژر DC چه اتفاقی می‌افتد؟

ساختار شارژ DC متفاوت است.

در شارژ سریع DC، دیگر قرار نیست بخش اصلی توان از OBC خودرو عبور کند. دستگاه شارژر در خارج از خودرو برق ورودی را به DC موردنیاز سیستم شارژ تبدیل می‌کند.

مسیر ساده‌شده به این صورت است:

شبکه برق AC ← شارژر DC و مبدل قدرت ← DC ← سیستم باتری خودرو

SAE نیز DC Charger را به عنوان Off-Board Charger یا شارژر خارج از خودرو توصیف می‌کند که جریان DC را برای شارژ باتری خودرو فراهم می‌کند.

به همین دلیل شارژرهای DC معمولاً از نظر تجهیزات الکترونیک قدرت، ابعاد، سیستم حرارتی، زیرساخت الکتریکی و هزینه با Wallboxهای AC تفاوت زیادی دارند.

آیا Wallbox همان EVSE است؟

در بسیاری از کاربردهای خانگی می‌توان گفت Wallbox یک شکل رایج از EVSE است.

Wallbox به فرم دستگاه اشاره دارد؛ یعنی تجهیز نسبتاً جمع‌وجوری که معمولاً روی دیوار پارکینگ نصب می‌شود. بسیاری از Wallboxهای خانگی و تجاری از نوع AC هستند.

اما اصطلاح EVSE گسترده‌تر است و می‌تواند طیف وسیع‌تری از تجهیزات شارژ را شامل شود.

بنابراین:

هر Wallbox مناسب خودرو برقی می‌تواند بخشی از سیستم EVSE باشد، اما EVSE الزاماً یک Wallbox ساده نیست.

اگر قصد مقایسه تجهیزات مختلف را دارید، مجموعه محصولات و راهکارهای نئوشارژ می‌تواند نقطه شروعی برای بررسی توان، نوع کاربرد و شرایط نصب باشد. سایت نئوشارژ نیز شارژرهای AC، DC و تجهیزات مرتبط با شارژ خودروهای برقی را در دسته‌های جداگانه معرفی کرده است.

چرا شناخت EVSE قبل از خرید شارژر مهم است؟

یکی از اشتباهات رایج این است که انتخاب فقط براساس بالاترین توان روی برچسب دستگاه انجام شود.

فرض کنید بین یک شارژر 7، 11 و 22 کیلووات مردد هستید. قبل از تصمیم‌گیری باید حداقل چند موضوع بررسی شود:

• حداکثر توان شارژ AC یا DC خودرو چقدر است؟
• OBC خودرو چه توانی را پشتیبانی می‌کند؟
• کانکتور خودرو از چه استانداردی استفاده می‌کند؟
• برق محل نصب تک‌فاز است یا سه‌فاز؟
• ظرفیت واقعی برق ساختمان چقدر است؟
• شارژر در فضای سرپوشیده نصب می‌شود یا فضای باز؟
• مدیریت بار یا امکانات هوشمند لازم دارید؟
• کابل، تجهیزات حفاظتی و تابلو برق محل برای این توان مناسب هستند یا خیر؟

در استانداردهای بین‌المللی نیز خود کانکتورها و تجهیزات اتصال موضوع مستقلی هستند؛ برای نمونه سری IEC 62196 الزامات مربوط به پلاگ، کانکتور و ورودی خودرو برای شارژ رسانایی را پوشش می‌دهد. بنابراین برای انتخاب بهترین شارژر خودرو برقی باید خودرو + شارژر + برق محل نصب را به عنوان یک سیستم واحد بررسی کرد.

آیا هر EVSE با هر خودروی برقی سازگار است؟

خیر.

اینکه روی محصول عبارت EV Charger یا EVSE نوشته شده باشد، به معنی سازگاری آن با تمام خودروهای برقی نیست.

نوع کانکتور، استاندارد ارتباطی، نوع شارژ AC یا DC، ولتاژ و جریان قابل پشتیبانی و محدودیت‌های خودرو باید بررسی شوند.

استانداردهای IEC 62196 برای رابط‌های فیزیکی شارژ و ISO 15118 برای بخش‌هایی از ارتباط میان خودرو و تجهیزات شارژ توسعه یافته‌اند؛ نسخه‌های جدید ISO 15118 حتی قابلیت‌های پیشرفته مرتبط با کنترل شارژ، تبادل اطلاعات و شارژ دوطرفه را نیز پوشش می‌دهند.

این مسئله خصوصاً زمانی مهم است که خودرو از بازارهای مختلف وارد شده باشد و استاندارد سوکت آن با محصولی که قصد خرید دارید یکسان نباشد.

هنگام خرید EVSE فقط قیمت را مقایسه نکنید

اگر دو شارژر ظاهراً توان مشابهی دارند، الزاماً ارزش خرید یکسانی ندارند.

هنگام بررسی قیمت شارژر ماشین برقی بهتر است علاوه بر عدد نهایی، مشخصات فنی و هزینه‌های نصب نیز بررسی شوند. وزارت انرژی آمریکا تأکید می‌کند که هزینه زیرساخت شارژ فقط شامل خود سخت‌افزار نیست و مواردی مانند تجهیزات، نرم‌افزار و آماده‌سازی و اجرای زیرساخت نیز می‌توانند در هزینه نهایی پروژه نقش داشته باشند.

مواردی مانند کیفیت ساخت، استانداردهای ایمنی، نوع کانکتور، توان واقعی، امکانات ارتباطی، مدیریت بار، گارانتی، خدمات پس از فروش و شرایط نصب می‌توانند تفاوت مهمی میان دو EVSE ایجاد کنند.

یک دستگاه ارزان که با خودرو یا برق ساختمان شما سازگار نباشد، در نهایت می‌تواند هزینه بیشتری ایجاد کند.

EVSE فقط یک «شارژر روی دیوار» نیست

اگر بخواهیم کل موضوع را در چند جمله خلاصه کنیم:

EVSE تجهیزاتی است که انتقال برق از شبکه به خودرو برقی را کنترل و ایمن می‌کند.

در شارژ AC، برق از EVSE وارد خودرو می‌شود و معمولاً OBC داخل خودرو AC را به DC تبدیل می‌کند.

در شارژ DC، تبدیل اصلی برق در تجهیزات خارج از خودرو انجام شده و DC برای شارژ باتری در اختیار خودرو قرار می‌گیرد.

بنابراین هنگام انتخاب EVSE نباید فقط بپرسید «چند کیلووات است؟». سؤال درست این است:

کدام سیستم شارژ با خودروی من، زیرساخت برق محل و الگوی استفاده من سازگارتر است؟

پاسخ به همین سؤال می‌تواند جلوی خرید تجهیز بیش‌ازحد گران، شارژری با توان غیرقابل استفاده یا دستگاهی ناسازگار با خودرو را بگیرد. برای انتخاب تجهیزات نیز بهتر است قبل از خرید، مشخصات خودرو و محل نصب بررسی شود تا شارژر دقیقاً متناسب با نیاز واقعی انتخاب شود.