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terça-feira, 3 de julho de 2012

O Protocolo CHAdeMO e as Estações de Abastecimento Públicas em CC:


CHAdeMO é o nome comercial de um método de carga rápida da bateria para veículos elétricos que disponibilizam até 62,5 kW de alta tensão em CC através de um conector elétrico especial. Propõe-se como um padrão global da indústria por uma associação do mesmo nome. CHAdeMO é uma abreviatura de "CHArge de MOve", equivalente a "Movimento de Carga". O nome é um trocadilho para "O cha demo ikaga desuka" em japonês, traduzido para o português como "Que tal um chá?", Referindo-se ao tempo que levaria para carregar um carro. CHAdeMO pode recarregar um EV em menos de meia hora.

A Associação CHAdeMO foi formado pela empresa de energia Tokyo Electric, pela Nissan, pela Mitsubishi e pela Fuji Heavy Industries (fabricante dos veículos Subaru). A Toyota mais tarde se juntou como quinto membro executivo. Três dessas empresas desenvolveram veículos elétricos que utilizam conector da TEPCO para carregamento rápido em CC.

A maioria dos veículos elétricos (EVs) são dotados de um carregador embarcado, que usa um retificador para transformar corrente alternada da rede elétrica (rede elétrica VCA) em corrente contínua (VCC) adequado para recarregar o conjunto de baterias do EV.

Questões de custos e problemas térmicos limitam o quanto de energia o retificador pode manipular, algo em torno de 240 VAC e 75 A, desse modo, é melhor que uma estação de carregamento externo forneça corrente contínua (CC) diretamente à bateria do veículo. Tendo em conta estes limites, a maioria das soluções convencionais de carga são baseadas tanto em serviço 230V/15A na Europa, quanto em serviço 240V/30A na América do Norte e Japão.

Para agilizar o carregamento, carregadores dedicados podem ser construídos em locais permanentes e dotado ramais de ligação a rede elétrica de alta capacidade de corrente. Neste tipo de conexão, a saída do carregador CC não tem limite eficaz, teórico ou prático. Tais carregadores de alta tensão e de alta corrente são chamados de carregadores CC rápidos e são também referidos como carregadores de nível 3 (em contraste com os de CA de níveis de carregamento menos potentes nível 1 e 2).

Tendo sido concebida para carregamento rápido, os carregadores com a arquitetura CHAdeMO tendem a ser aplicados, de modo praticamente exclusivo, em postos de reabastecimento de beira de estradas, de modo que deve-se prever uma parada de reabastecimento de ½ hora (em breve, de apenas 10 ou 15 minutos) a cada 140 a 150km rodados, enquanto que, os carregadores de carga lenta, que são os de uso mais recomendados, em termos número de carregamentos a serem realizados, a fim de prolongar a vida do conjunto de baterias, tente a ter uma maior aplicação como carregadores de uso domésticos ou instalados em locais de pousadas e, competindo, nas cidades e rodovias, com uma rede recarregadores CHAdeMO, instalados em postos de abastecimento públicos. Uma boa ilustração do conceito de rede de carregamento é retratada nesta ilustração da Nissan:

A TEPCO desenvolveu para a arquitetura CHAdeMO uma tecnologia patenteada e uma especificação para carregamento em relativamente alta tensão (até 500 VCC) e de alta capacidade corrente (até 125 A), para carregamento rápido das baterias automotivas principais dos EVs, através de um conector de carga JARI CC para carga rápido.

Parece que esta é a base para o protocolo CHAdeMO. O conector é especificado pelo JEVS (Japão Electric Vehicle Standard) G105-1993 do Japan Automobile Research Institute.

Além de realizar a conexão da alimentação, ele também faz a conexão de dados, usando o protocolo CAN-Bus. Este executa funções como intertravamento de segurança para evitar energização do conector antes que seja seguro (similar ao que é feito no SAE J1772), transmissão de parâmetros da baterias para a estação de carregamento, incluindo quando encerrar a operação de carregamento, a tensão alvo, e a capacidade total da bateria, e durante o carregamento como a estação deve controlar a variação da sua corrente de saída.


O conector possui 10 contatos. Os dois com um diâmetro maior (pinos 6 e 5), são respectivamente, os polos positivos e negativos da potência, que fornecem a CC de carga e os outros 8 pinos são uma combinação de sinais de comunicações analógicas e digitais para a gestão e controle do carregamento. As ligações físicas mais importantes neste sistema são mostrados na imagem ao lado:

A sequência de procedimentos de carregamento no protocolo CHAdeMO é como se segue:
  1. Preparação para a carregamento: o veículo verifica a sua compatibilidade com o carregador com base na informação transmitida através do bus CAN. Depois de o conector é bloqueado, o carregador se aplica uma tensão de carga de curto prazo para o seu circuito de saída e conduz um teste sobre o circuito incluindo a interface conector para confirmar que não existem anormalidades como um curto-circuito ou falha de terra;
  1. Inícialização da fonte de alimentação: Após os procedimentos de preparação, o veículo calcula o nível de corrente com base no desempenho da bateria e as circunstâncias, o que pode ser carregada e envia o valor para o carregador cada 0,1 segundo através do barramento CAN. O carregador fornece uma corrente eléctrica que se encontra com o valor do veículo através do controle de corrente constante;
  1. Fim de Carregamento: O veículo envia sinais de corrente a zero apesar de CAN, em seguida, carregador para de sua saída. Após a confirmação de corrente zero em linhas de entrada de veículos, EV abre contator e envia proibir sinal a um carregador, o carregador e confirma que a sua corrente de saída é zero.




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Este trabalho de André Luis Lenz, foi licenciado com uma Licença Creative Commons - Atribuição - NãoComercial - CompartilhaIgual 3.0 Não Adaptada.