الشحن السريع بالتيار المستمر للسيارات الكهربائية.

ماذا عن شحن التيار المستمر أوشحن سريع بالتيار المستمرللسيارات الكهربائية؟سنتعرف في هذه المدونة على ثلاثة أشياء: أولاً، ما هي الأجزاء الرئيسية لشاحن التيار المستمر.ثانيًا، ما هي أنواع الموصلات المستخدمة للشحن بالتيار المستمر، وثالثًا ما هي قيود الشحن السريع بالتيار المستمر.

ما هو الجزء الرئيسي من شحن التيار المستمر؟

أولاً، دعونا نلقي نظرة على الأجزاء الرئيسية لشاحن التيار المستمر.أجهزة الشحن السريع بالتيار المستمرتعمل عادةً بقدرات شحن من المستوى الثالث وهي مصممة لشحن المتجهات الكهربائية بسرعة، مع إنتاج كهربائي يتراوح بين 50 كيلووات إلى 350 كيلووات، مع تشغيل طاقة أعلى لمحول التيار المتردد إلى التيار المستمر.يصبح محول DC إلى DC ودوائر التحكم في الطاقة أكبر وأكثر تكلفة، ولهذا السبب يتم تطبيق شاحن DC السريع على أنه جميع أجهزة الشحن القسرية بدلاً من أجهزة الشحن المشتراة الخاصة.بحيث لا يأخذ مساحة داخل السيارة ويمكن مشاركة الشاحن السريع بين العديد من المستخدمين.

الآن دعونا نحلل تدفق الطاقة لشحن التيار المستمر من شاحن التيار المستمر إلى بطارية السيارة الكهربائية.في الخطوة الأولى، يتم تحويل التيار المتردد أو طاقة التيار المتردد التي توفرها شبكة التيار المتردد أولاً إلى تيار مباشر أوقوة العاصمةباستخدام مقوم داخل محطة الشحن DC.ثم تقوم وحدة التحكم في الطاقة بضبط الجهد والتيار لمحول التيار المستمر بشكل مناسب للتحكم في طاقة التيار المستمر المتغيرة المقدمة لشحن البطارية.

توجد أقفال أمان ودوائر حماية تستخدم لإلغاء تنشيط موصل AV وإيقاف عملية الشحن.عندما يكون هناك خطأ أو اتصال غير صحيح بين السيارة الكهربائية والشاحن، يلعب نظام إدارة البطارية أو نظام إدارة البطارية الدور الرئيسي في التواصل بين محطة الشحن والتحكم في الجهد والتيار الذي يتم توصيله إلى البطارية وتشغيل دائرة الحماية فيها حالة الوضع غير الآمن.على سبيل المثال، تشير شبكة منطقة التحكم قريبًا إلى المسح الضوئي أو اتصال خط الطاقة الذي يُشار إليه قريبًا باسم plc يُستخدم للاتصال بين ev والشاحن الآن بعد أن أصبح لديك فكرة أساسية عن كيفية تكوين شاحن التيار المستمر.ثم دعونا نلقي نظرة على أنواع موصلات شاحن التيار المستمر الرئيسية، فهناك خمسة أنواع من موصلات شحن التيار المستمر المستخدمة عالميًا.

ما نوع الموصلات المستخدمة لشحن التيار المستمر؟

الأول هو ccs أو نظام الشحن المدمج الذي يسمى موصل combo one والذي يستخدم بشكل أساسي في الولايات المتحدة. والثاني هو موصل ccs combo 2 والذي يستخدم بشكل أساسي في أوروبا.والثالث هو موصل Asha التجريبي المستخدم عالميًا للسيارات التي صنعتها الشركات المصنعة اليابانية (في الغالب رابع موصل DC DS Tesla الذي يستخدم لشحن التيار المتردد أيضًا) وأخيرًا تمتلك الصين موصل DC خاصًا استنادًا إلى معيار GBT الصيني.

دعونا الآن نلقي نظرة على هذه الموصلات واحدًا تلو الآخر، حيث يشير نظام الشحن المدمج أو موصلات ccs أيضًا إلى موصلات متكاملة مدمجة لكل من شحن التيار المتردد والتيار المستمر المشتقة من موصلات النوع 1 والنوع 2 لشحن التيار المتردد عن طريق إضافة دبابيس إضافية في الجزء السفلي لشحن التيار المستمر العالي.تسمى الموصلات المشتقة من النوع 1 والنوع 2 على التوالي باسم التحرير والسرد 1 والسرد 2.

دعونا نلقي نظرة أولاً على موصل ccs combo 1 في هذه الشريحة، وتظهر مركبة combo 1 المتصلة على الجانب الأيسر ويظهر مدخل السيارة على الجانب الأيمن، وموصل مركبة combo 1 مشتق من موصل ac type 1 ويحتفظ بالدبوس الأرضي ويتم إضافة دبابيس الإشارة وهما طيار التحكم وطيار القرب بالإضافة إلى دبابيس طاقة التيار المستمر للشحن السريع في الجزء السفلي من الموصل.

في مدخل السيارة، يقوم تكوين الدبوس بالجزء العلوي مثل موصل التيار المتردد من النوع 1 للشحن بالتيار المتردد بينما يتم استخدام الدبوسين السفليين للشحن بالتيار المستمر بالمثل.يتم اشتقاق الموصلين المجمعين ccs من الموصلين من النوع AC ويحتفظان بالدبوس الأرضي ويتم إضافة دبابيس الإشارة وهما طيار التحكم الموجود على طيار القرب إلى دبابيس طاقة التيار المستمر في الجزء السفلي من الموصل لشحن التيار المستمر عالي الطاقة بالمثل .

على السيارة في هذا الجانب، يسهل الجزء العلوي شحن التيار المتردد من التيار المتردد ثلاثي الطور وفي الجزء السفلي.لديك شحن DC على عكس موصلات النوع 1 والنوع 2 التي تستخدم فقط تعديل عرض النبض أو إشارة إشارة PWM على طيار التحكم، يتم استخدام اتصال خط الطاقة الخاص بـ PLC في كل من شواحن التحرير والسرد 1 والسرد 2 ويتم إنتاج ذلك على عنصر التحكم .

إن اتصال خط الطاقة التجريبي عبارة عن تقنية تحمل بيانات للاتصال على خطوط الطاقة الحالية المستخدمة للنقل المتزامن لكل من الإشارة ونقل الطاقة، ويمكن لشواحن ccs المدمجة توفير ما يصل إلى 350 أمبير بجهد يتراوح بين 200 إلى 1000 فولت.ولإعطاء طاقة إنتاجية قصوى تبلغ 350 كيلووات، يجب أن نضع في الاعتبار أن هذه القيم يتم تحديثها باستمرار من خلال معايير الشحن لتلبية متطلبات الجهد والطاقة للسيارات الكهربائية الجديدة.النوع الثالث لشاحن التيار المستمر هو موصل الظل وهو موصل من النوع 4 eb وله ثلاثة دبابيس طاقة وستة دبابيس إشارة لهذه العملية.يستخدم shidae moe شبكة منطقة التحكم أو بروتوكول kin في دبابيس الاتصال للاتصال.

يعد اتصال شبكة منطقة التحكم بين الشاحن والسيارة معيارًا قويًا لاتصالات السيارة، مما يسمح لوحدات التحكم الدقيقة والأجهزة بالتواصل مع بعضها البعض في الوقت الفعلي.بدون كمبيوتر مضيف حتى الآن، تتراوح مستويات الجهد والتيار والطاقة لجهاز Shada Moe من 50 إلى 400 فولت مع تيار يصل إلى 400 أمبير، مما يوفر طاقة قصوى تصل إلى 200 كيلووات للشحن في المستقبل.

ومن المتوقع أن يتم تسهيل شحن ما يصل إلى 1000 فولت و400 كيلووات من خلال العرض التجريبي الآن.دعنا ننتقل إلى موصلات شاحن تيسلا، تستخدم شبكة شاحن تيسلا الفائق في الولايات المتحدة موصل الشاحن الخاص بها بينما يستخدم المتغير الأوروبي موصلًا من النوع 2 مينوكورس ولكن مع شحن التيار المستمر المدمج، فإن الجانب الفريد لموصل تيسلا هو نفس الموصل يمكن استخدامه لكل من شحن التيار المتردد وشحن تسلا بالتيار المستمر الآن.يقدم شحن DC بقدرة تصل إلى 120 كيلووات ومن المتوقع أن يزيد هذا في المستقبل.

ما هي قيود الشحن السريع بالتيار المستمر؟

أخيرًا، تمتلك الصين معيارًا جديدًا للشحن بالتيار المستمر وموصلًا يستخدم شبكة منطقة التحكم في ناقل العلبة.تأتي الحافلة للاتصالات ولديها خمسة دبابيس طاقة (اثنان لطاقة التيار المستمر واثنان لنقل الطاقة المساعدة ذات الجهد المنخفض وواحد للأرض) ولديها أربعة دبابيس إشارة (اثنان للطيار القرب واثنان للاتصال بشبكة منطقة التحكم).اعتبارًا من الآن الجهد الاسمي المستخدم لهذا الموصل هو 750 فولت أو 1000 فولت والتيار الذي يصل إلى 250 أمبير يدعمه هذا الشاحن.يمكن أن ترى بالفعل أن الشحن السريع جذاب للغاية نظرًا لقوى الشحن العالية جدًا التي تصل إلى 300 أو 400 كيلووات.

وينتج عن ذلك أوقات شحن قصيرة جدًا ولكن لا يمكن زيادة قوة الشحن السريع إلى ما لا نهاية، ويرجع ذلك إلى ثلاثة قيود فنية للشحن السريع.دعونا الآن نلقي نظرة على هذه القيود أولاً وقبل كل شيء، يؤدي الشحن الحالي المرتفع إلى خسائر إجمالية عالية في كل من الشاحن والبطارية.

على سبيل المثال، إذا كانت المقاومة الداخلية للبطارية هي r ويمكن التعبير عن الخسائر في البطارية ببساطة باستخدام الصيغة i تربيع r حيث i عبارة عن تيار شحن، فستلاحظ أن الخسائر زادت بعامل أربعة أضعاف.كلما تضاعف التيار ثانيًا، فإن القيد الثاني يأتي من البطارية عند شحن البطارية لأول مرة.لا يمكن أن تصل حالة شحن البطارية إلا إلى حالة شحن تتراوح بين 70 إلى 80%، وذلك لأن الشحن السريع يخلق فجوة بين الجهد وحالة الشحن.

وتزداد هذه الظاهرة عندما يتم شحن البطارية بشكل أسرع وبالتالي.عادةً ما يتم الشحن الأول في منطقة التيار الثابت أو منطقة cc لشحن البطارية وبعد ذلك.تنخفض قوة الشحن تدريجيًا في منطقة الشحن ذات الجهد الثابت أو CV، علاوة على ذلك، يزداد معدل شحن البطاريات أو معدل C مع الشحن السريع وهذا يؤدي بعد ذلك إلى تقليل عمر البطارية.

القيد الثالث يأتي من كابل الشحن لأي شاحن إيفي، فمن المهم أن يكون الكابل مرنًا وخفيف الوزن.حتى يتمكن الأشخاص من حمل الكابل وتوصيله بالسيارة ذات قوى شحن أعلى، هناك حاجة إلى كابلات أكثر سمكًا وأكثر سمكًا للسماح بمزيد من تيار الشحن، وإلا فسوف ترتفع درجة حرارته.نظرًا لخسائر أنظمة الشحن السريع DC اليوم، يمكنها بالفعل نقل تيارات شحن تصل إلى 250 أمبير دون تبريد.

ومع ذلك، في المستقبل مع تيارات تبلغ حوالي 250 أمبير، ستصبح كابلات الشحن ثقيلة جدًا وأقل مرونة للاستخدام.سيكون الحل بعد ذلك هو استخدام كابلات أرق للتيار المحدد مع أنظمة تبريد مدمجة وإدارة حرارية لضمان عدم تسخين الكابلات.بالطبع، إنه أكثر تعقيدًا وتكلفة من استخدام كابل بدون تبريد، لذا لاختتام هذه المدونة في هذه المدونة، رأينا الأجزاء الرئيسية لشاحن التيار المستمر أو شاحن التيار المباشر، كما نظرنا في الأنواع المختلفة لأنواع موصلات التيار المستمر.