1. Введение в зарядный блок постоянного тока
В последние годы быстрый рост электромобилей (ЭМ) обусловил спрос на более эффективные и интеллектуальные решения для зарядки. Зарядные станции постоянного тока, известные своими возможностями быстрой зарядки, находятся на переднем крае этой трансформации. Благодаря достижениям в области технологий эффективные зарядные устройства постоянного тока теперь разработаны для оптимизации времени зарядки, улучшения использования энергии и обеспечения бесшовной интеграции с интеллектуальными сетями.
С постоянным ростом объема рынка внедрение двунаправленных OBC (бортовых зарядных устройств) не только помогает уменьшить беспокойство потребителей по поводу диапазона и беспокойства по поводу зарядки, обеспечивая быструю зарядку, но и позволяет электромобилям функционировать в качестве распределенных станций хранения энергии. Эти транспортные средства могут возвращать электроэнергию в сеть, помогая в сглаживании пиков и заполнении долин. Эффективная зарядка электромобилей с помощью быстрых зарядных устройств постоянного тока (DCFC) является основной тенденцией в продвижении перехода на возобновляемые источники энергии. Сверхбыстрые зарядные станции объединяют различные компоненты, такие как вспомогательные источники питания, датчики, управление питанием и устройства связи. В то же время для удовлетворения меняющихся требований к зарядке различных электромобилей требуются гибкие методы производства, что усложняет конструкцию DCFC и сверхбыстрых зарядных станций.
Разница между зарядкой переменного тока и зарядкой постоянного тока: для зарядки переменного тока (левая сторона рисунка 2) подключите OBC к стандартной розетке переменного тока, и OBC преобразует переменный ток в соответствующий постоянный ток для зарядки аккумулятора. Для зарядки постоянного тока (правая сторона рисунка 2) зарядный пост заряжает аккумулятор напрямую.
2. Состав системы постоянного тока для зарядки свай
(1) Полные компоненты машины
(2) Компоненты системы
(3) Функциональная блок-схема
(4) Подсистема зарядной сваи
Быстрые зарядные устройства постоянного тока уровня 3 (L3) обходят бортовое зарядное устройство (OBC) электромобиля, заряжая аккумулятор напрямую через систему управления аккумулятором электромобиля (BMS). Этот обход приводит к значительному увеличению скорости зарядки, при этом выходная мощность зарядного устройства составляет от 50 кВт до 350 кВт. Выходное напряжение обычно варьируется от 400 В до 800 В, а новые электромобили имеют тенденцию к использованию аккумуляторных систем на 800 В. Поскольку быстрые зарядные устройства постоянного тока L3 преобразуют трехфазное входное напряжение переменного тока в постоянное, они используют входной каскад коррекции коэффициента мощности (PFC) переменного тока в постоянный ток, который включает в себя изолированный преобразователь постоянного тока в постоянный ток. Затем этот выход PFC подключается к аккумулятору транспортного средства. Для достижения более высокой выходной мощности несколько модулей питания часто подключаются параллельно. Основным преимуществом быстрых зарядных устройств постоянного тока L3 является значительное сокращение времени зарядки электромобилей.
Ядро зарядного столба представляет собой базовый преобразователь переменного тока в постоянный. Он состоит из каскада PFC, шины постоянного тока и модуля постоянного тока.
Блок-схема ступени PFC
Функциональная блок-схема модуля DC-DC
3. Схема сценария зарядной сваи
(1) Оптическая система зарядки накопителя
По мере увеличения мощности зарядки электромобилей мощность распределения электроэнергии на зарядных станциях часто не может удовлетворить спрос. Для решения этой проблемы появилась система зарядки на основе накопителя, использующая шину постоянного тока. Эта система использует литиевые батареи в качестве накопителя энергии и использует локальную и удаленную систему управления энергопотреблением (EMS) для балансировки и оптимизации спроса и предложения электроэнергии между сетью, аккумуляторными батареями и электромобилями. Кроме того, система может легко интегрироваться с фотоэлектрическими (PV) системами, обеспечивая значительные преимущества в ценообразовании электроэнергии в пиковые и непиковые часы и расширении пропускной способности сети, тем самым повышая общую энергоэффективность.
(2) Система зарядки V2G
Технология Vehicle-to-Grid (V2G) использует аккумуляторы электромобилей для хранения энергии, поддерживая электросеть, обеспечивая взаимодействие между транспортными средствами и сетью. Это снижает нагрузку, вызванную интеграцией крупномасштабных возобновляемых источников энергии и широко распространенной зарядкой электромобилей, в конечном итоге повышая стабильность сети. Кроме того, в таких районах, как жилые кварталы и офисные комплексы, многочисленные электромобили могут воспользоваться преимуществами пиковых и непиковых цен, управлять динамическими увеличениями нагрузки, реагировать на спрос на электросеть и обеспечивать резервное питание, все это посредством централизованного управления EMS (система управления энергией). Для домохозяйств технология Vehicle-to-Home (V2H) может превратить аккумуляторы электромобилей в решение для хранения энергии в домашних условиях.
(3) Упорядоченная система тарификации
Система упорядоченной зарядки в первую очередь использует мощные станции быстрой зарядки, идеально подходящие для концентрированных потребностей в зарядке, таких как общественный транспорт, такси и логистические парки. Графики зарядки могут быть настроены в зависимости от типа транспортного средства, при этом зарядка будет производиться в часы пониженной нагрузки на электроэнергию для снижения затрат. Кроме того, может быть реализована интеллектуальная система управления для оптимизации централизованного управления парком.
4.Тенденции будущего развития
(1) Скоординированная разработка разнообразных сценариев, дополненных централизованными + распределенными зарядными станциями из отдельных централизованных зарядных станций
Распределенные зарядные станции, ориентированные на пункты назначения, станут ценным дополнением к расширенной сети зарядных станций. В отличие от централизованных станций, где пользователи активно ищут зарядные устройства, эти станции будут интегрированы в места, которые люди уже посещают. Пользователи могут заряжать свои автомобили во время длительных остановок (обычно более часа), когда быстрая зарядка не имеет решающего значения. Мощность зарядки этих станций, обычно составляющая от 20 до 30 кВт, достаточна для легковых автомобилей, обеспечивая разумный уровень мощности для удовлетворения основных потребностей.
(2) Большая доля рынка 20 кВт для развития рынка диверсифицированной конфигурации 20/30/40/60 кВт
С переходом на электромобили с более высоким напряжением возникает острая необходимость в увеличении максимального зарядного напряжения зарядных столбов до 1000 В для обеспечения будущего широкого использования высоковольтных моделей. Этот шаг поддерживает необходимые обновления инфраструктуры для зарядных станций. Стандарт выходного напряжения 1000 В получил широкое признание в отрасли зарядных модулей, и основные производители постепенно внедряют высоковольтные зарядные модули 1000 В для удовлетворения этого спроса.
Linkpower занимается разработкой и исследованием, включая программное обеспечение, аппаратное обеспечение и внешний вид для зарядных станций для электромобилей переменного/постоянного тока уже более 8 лет. Мы получили сертификаты ETL / FCC / CE / UKCA / CB / TR25 / RCM. Используя программное обеспечение OCPP1.6, мы завершили тестирование с более чем 100 поставщиками платформ OCPP. Мы обновили OCPP1.6J до OCPP2.0.1, а коммерческое решение EVSE было оснащено модулем IEC/ISO15118, что является серьезным шагом на пути к реализации двунаправленной зарядки V2G.
В будущем будут разработаны высокотехнологичные продукты, такие как зарядные станции для электромобилей, солнечные фотоэлектрические системы и системы хранения энергии на основе литиевых аккумуляторов (BESS), которые обеспечат более высокий уровень интегрированных решений для клиентов по всему миру.
Время публикации: 17 октября 2024 г.