Càrrega ràpida de CC de vehicles elèctrics.

Què tal la càrrega de CC oCàrrega ràpida de CCper a vehicles elèctrics?En aquest bloc aprendrem sobre tres coses: primer, quines són les parts clau d'un carregador de corrent continu.En segon lloc, quins tipus de connectors s'utilitzen per a la càrrega de CC i, en tercer lloc, quines són les limitacions de la càrrega ràpida de CC.

Quina és la part clau de la càrrega de corrent continu?

Primer de tot, fem una ullada a quines són les parts clau d'un carregador de corrent continu.Carregadors ràpids de CCnormalment funcionen amb potències de càrrega de nivell tres i estan dissenyats per carregar vectors elèctrics ràpidament, amb una sortida elèctrica que oscil·la entre 50 kilowatts i 350 kilowatts, amb un funcionament de major potència el convertidor de CA a CC.El convertidor de CC a CC i els circuits de control de potència es fan més grans i més cars, per això el carregador ràpid de CC s'ha implementat com a tots els carregadors forçats en lloc de com a carregadors de compra pròpia.Perquè no ocupi espai dins del vehicle i el carregador ràpid pugui ser compartit per molts usuaris.

Ara analitzem el flux d'energia per a la càrrega de CC des del carregador de CC fins a la bateria del vehicle elèctric.En el primer pas, el corrent altern o la potència de CA proporcionada per la xarxa de CA es converteix primer en corrent continu oPotència de CCutilitzant un rectificador dins de l'estació de càrrega de CC.A continuació, la unitat de control de potència ajusta adequadament la tensió i el corrent d'un convertidor de CC per controlar la potència de CC variable subministrada per carregar la bateria.

Hi ha enclavaments de seguretat i circuits de protecció utilitzats per desactivar el connector av i aturar el procés de càrrega.Sempre que hi ha una condició d'error o una connexió incorrecta entre l'ev i el carregador, el sistema de gestió de la bateria o el bms tenen el paper clau de comunicar-se entre l'estació de càrrega i controlar el voltatge i el corrent que s'entreguen a la bateria i fer funcionar el circuit de protecció. cas de situació insegura.Per exemple, la xarxa d'àrea de control es refereix breument a una comunicació d'escaneig o a una línia elèctrica, a la qual s'utilitza un plc per a la comunicació entre l'ev i el carregador, ara que teniu una idea bàsica de com es configura un carregador de CC.A continuació, fem una ullada als principals tipus de connectors de càrrega de CC, hi ha cinc tipus de connectors de càrrega de CC utilitzats a nivell mundial.

Quin tipus de connectors s'utilitzen per a la càrrega de CC?

El primer és el ccs o el sistema de càrrega combinat anomenat connector combo one que s'utilitza principalment als Estats Units. El segon és un connector ccs combo 2 que s'utilitza principalment a Europa.El tercer és el connector de demostració Asha que s'utilitza a nivell mundial per als cotxes construïts per fabricants japonesos, principalment quart, el connector DC Tesla ds, que també s'utilitza per a la càrrega de CA i, finalment, la Xina té un connector DC propi basat en l'estàndard xinès gbt.

Vegem ara aquests connectors un per un, el sistema de càrrega combinat o els connectors ccs també es refereixen com a connectors integrats combo r integrats tant per a la càrrega de CA com de CC que es deriven dels connectors tipus 1 i tipus 2 per a la càrrega de CA afegint dos pins addicionals a la part inferior per a una càrrega de corrent continu alta.Els connectors derivats del tipus 1 i del tipus 2 s'anomenen combo 1 i combo 2, respectivament.

Vegem primer el connector ccs combo 1 en aquesta diapositiva, el vehicle combo 1 connectat es mostra al costat esquerre i l'entrada del vehicle es mostra al costat dret, el connector del vehicle combo 1 deriva del connector tipus 1 de ca. i conserva el pin de terra i els 2 pins de senyal, és a dir, el pilot de control i el pilot de proximitat, a més dels pins d'alimentació de CC, s'afegeixen per a la càrrega ràpida a la part inferior del connector.

A l'entrada del vehicle, la configuració del pin, la part superior és igual que el connector de tipus 1 de CA per a la càrrega de CA, mentre que els 2 pins inferiors s'utilitzen per a la càrrega de CC de manera similar.Els dos connectors combinats ccs es deriven dels dos connectors de tipus CA i conserven el pin de terra i els dos pins de senyal, és a dir, el pilot de control del pilot de proximitat als pins d'alimentació de CC, s'afegeixen a la part inferior del connector per a una càrrega de CC d'alta potència de manera similar. .

En el vehicle d'aquest costat la part superior facilita la càrrega de CA des de CA trifàsica i a la part inferior.Teniu la càrrega de CC a diferència dels connectors tipus 1 i tipus 2 que només utilitzen modulació d'amplada de pols o senyalització de senyal pwm al pilot de control, la comunicació de línia elèctrica del plc s'utilitza tant als carregadors combo 1 com al combo 2 i això es produeix al control. .

La comunicació de línia elèctrica pilot és una tecnologia que transporta dades per a la comunicació a les línies elèctriques existents que s'utilitzen per a la transferència simultània de senyal i transmissió d'energia, els carregadors combinats CCS poden oferir fins a 350 amperes a una tensió entre 200 i 1000 volts.Donant una potència de sortida màxima de 350 quilowatts, cal tenir en compte que aquests valors s'actualitzen contínuament pels estàndards de càrrega per atendre els requisits de voltatge i potència dels cotxes elèctrics nous.El tercer tipus de carregador de CC és el connector d'ombra que és un connector tipus 4 eb que té tres pins d'alimentació i sis pins de senyal per a aquesta operació.El shidae moe utilitza la xarxa d'àrea de control o el protocol kin als pins de comunicació per a la comunicació.

Entre el carregador i el cotxe, una comunicació de xarxa d'àrea de control és un estàndard de comunicació robust del vehicle que decideix permetre que els microcontroladors i els dispositius es comuniquin entre ells en temps real.Sense un ordinador amfitrió a partir d'ara, el voltatge i els nivells de corrent i potència del shada moe oscil·len entre 50 i 400 volts amb un corrent de fins a 400 amperes, proporcionant així una potència màxima de fins a 200 quilowatts per carregar-se en el futur.

S'espera que la càrrega eb de fins a 1.000 volts i 400 quilowatts es faciliti ara amb una demostració.Passem als connectors de carregadors de Tesla, la xarxa de sobrecarregadors de Tesla als Estats Units utilitza el seu propi connector de carregador de propietat mentre que la variant europea utilitza un connector de tipus 2, però amb la càrrega de CC integrada, l'aspecte únic del connector de Tesla és el mateix connector. ara es pot utilitzar tant per a la càrrega de CA com per a la càrrega de CC de Tesla.Ofereix càrrega de corrent continu de fins a 120 quilowatts i s'espera que augmenti en el futur.

Quines són les limitacions de la càrrega ràpida de CC?

Finalment, la Xina té un nou estàndard de càrrega de CC i un connector que utilitza una xarxa d'àrea de control de bus.L'autobús entra per a la comunicació, té cinc pins d'alimentació dos per a corrent continu i dos per a la transferència d'energia auxiliar de baixa tensió i un per a terra i té quatre pins de senyal dos per al pilot de proximitat i dos per a la comunicació de la xarxa d'àrea de control.A partir d'ara, la tensió nominal utilitzada per a aquest connector o 750 volts o 1000 volts i el corrent de fins a 250 amperes és compatible amb aquest carregador.Ja pot veure que la càrrega ràpida és força atractiva a causa de les potències de càrrega molt elevades que arriben fins als 300 o 400 quilowatts.

Això es tradueix en temps de càrrega molt curts, però la potència de càrrega ràpida no es pot augmentar infinitament, això es deu a tres limitacions tècniques de la càrrega ràpida.Vegem ara aquestes limitacions, en primer lloc, la càrrega de corrent elevada comporta pèrdues generals elevades tant al carregador com a la bateria.

Per exemple, si la resistència interna d'una bateria és r i les pèrdues de la bateria es poden expressar simplement utilitzant la fórmula i al quadrat r on i és un corrent de càrrega, llavors notareu que les pèrdues van augmentar en un factor de quatre vegades.Sempre que el corrent es duplica en segon lloc, la segona limitació prové de la bateria quan es carrega per primera vegada una bateria.L'estat de càrrega de la bateria només pot arribar a un estat de càrrega del 70 al 80%, això és perquè la càrrega ràpida crea un retard entre la tensió i l'estat de càrrega.

Aquest fenomen augmenta quan la bateria es carrega més ràpidament.La primera càrrega es fa normalment a la regió de corrent constant o cc de la càrrega de la bateria i després.La potència de càrrega es redueix gradualment a la regió de càrrega de tensió constant o cv, a més, la velocitat de càrrega de les bateries o la velocitat c augmenta amb la càrrega ràpida i això comporta una reducció de la vida útil de la bateria.

La tercera limitació prové del cable de càrrega per a qualsevol carregador d'evie, és important que el cable sigui flexible i lleuger.Així, la gent pot portar el cable i connectar-lo al cotxe amb potències de càrrega més altes, es necessiten cables més gruixuts i més gruixuts per permetre més corrent de càrrega, en cas contrari s'escalfarà.A causa de les pèrdues, els sistemes de càrrega ràpida de corrent continu d'avui ja poden transmetre corrents de càrrega de fins a 250 amperes sense refredament.

Tanmateix, en el futur, amb corrents d'uns 250 amperes, els cables de càrrega es tornarien massa pesats i menys flexibles per al seu ús.Aleshores, la solució seria utilitzar cables més prims per al corrent donat amb sistemes de refrigeració integrats i gestió tèrmica per garantir que els cables no s'escalfin.Per descomptat, més complex i costós que utilitzar un cable sense refrigeració, així que per tancar aquest bloc en aquest bloc vam veure les parts clau d'un carregador de corrent continu o de corrent continu, vam analitzar els diferents tipus de connectors de corrent continu.