電気自動車の DC 急速充電。

DC充電についてはどうですか、またはDC急速充電電気自動車用？このブログでは、次の 3 つのことについて学びます。 まず、DC 充電器の重要な部分は何ですか。2 番目は、DC 充電に使用されるコネクタの種類、3 番目は DC 急速充電の制限です。

DC充電の重要な部分は何ですか?

まず最初に、DC 充電器の重要な部分を見てみましょう。DC急速充電器通常、レベル 3 の充電電力で動作し、電気出力が 50 キロワットから 350 キロワットの範囲で電気ベクトルを急速充電するように設計されており、AC/DC コンバータのより高い電力で動作します。DC-DC コンバータと電力制御回路は大きくなり、より高価になります。これが、DC 急速充電器が独自に購入した充電器ではなく、すべて強制充電器として実装される理由です。車内のスペースをとらず、多くのユーザーが急速充電器を共有できるようにします。

ここで、DC 充電器から電気自動車のバッテリーまでの DC 充電の電力の流れを分析してみましょう。最初のステップでは、AC グリッドによって供給される交流または AC 電力がまず直流または直流に変換されます。直流電源DC充電ステーション内の整流器を使用します。次に、電力制御ユニットが DC コンバータの電圧と電流を適切に調整して、バッテリを充電するために供給される可変 DC 電力を制御します。

AV コネクタの電源を切り、充電プロセスを停止するために使用される安全インターロックと保護回路があります。ev と充電器の間に障害状態や不適切な接続がある場合は常に、バッテリー管理システムまたは bms が充電ステーション間で通信し、バッテリーに供給される電圧と電流を制御し、保護回路を動作させるという重要な役割を果たします。危険な状況の場合。たとえば、コントロール エリア ネットワーク (略してスキャン) や電力線通信 (略して PLC) は、ev と充電器の間の通信に使用されます。これで、DC 充電器の構成方法についての基本的な考え方が理解できました。次に、主な DC 充電器コネクタのタイプを見てみましょう。世界中で使用されている DC 充電コネクタは 5 種類あります。

DC充電にはどのような種類のコネクタが使用されますか?

1 つ目は、主に米国で使用されている ccs、またはコンボ 1 コネクタと呼ばれる複合充電システムです。2 つ目は、主にヨーロッパで使用されている ccs コンボ 2 コネクタです。3番目は日本のメーカーが製造する自動車に世界中で使用されているashaデモコネクタ、主に4番目はAC充電にも使用されるds tesla DCコネクタ、そして最後に中国は中国のGBT規格に基づいた独自のDCコネクタを持っています。

ここで、これらのコネクタを 1 つずつ見てみましょう。複合充電システムまたは CCS コネクタは、AC 充電用のタイプ 1 およびタイプ 2 コネクタから 2 つの追加ピンを追加して派生した、AC および DC 充電の両方用の統合統合コネクタとも呼ばれます。底部は高電流 DC 充電用です。タイプ 1 およびタイプ 2 から派生したコネクタは、それぞれコンボ 1 およびコンボ 2 と呼ばれます。

まず、このスライドで CCS コンボ 1 コネクタを見てみましょう。接続されているコンボ 1 車両が左側に示され、車両インレットが右側に示されています。コンボ 1 の車両コネクタは、AC タイプ 1 コネクタから派生したものです。アース ピンと 2 つの信号ピン、つまりコントロール パイロットと近接パイロットを保持し、さらに DC 電源ピンがコネクタの底部に高速充電用に追加されています。

車両インレットのピン構成は、上部は AC 充電用の AC タイプ 1 コネクタと同じですが、下部の 2 ピンは同様に DC 充電に使用されます。CCS コンボ 2 コネクタは、AC タイプの 2 コネクタから派生しており、アース ピンと 2 つの信号ピン、つまり DC 電源ピンへの近接パイロットの制御パイロットが同様に高出力 DC 充電用にコネクタの底部に追加されています。 。

車両のその側の上部は三相交流からの交流充電を容易にし、下部は交流充電を容易にします。コントロールパイロットでパルス幅変調またはpwm信号シグナリングのみを使用するタイプ1およびタイプ2のコネクタとは異なり、DC充電が可能です。PLCの電力線通信はコンボ1とコンボ2の両方の充電器で使用され、これはコントロールで生成されます。 。

パイロット電力線通信は、信号と電力伝送の両方を同時に転送するために使用される既存の電力線上で通信用のデータを伝送する技術です。ccs コンボ充電器は、200 ～ 1000 ボルトの電圧で最大 350 アンペアを供給できます。最大出力電力が 350 キロワットである場合、これらの値は新しい電気自動車の電圧と電力要件に対応するために充電規格によって継続的に更新されることに留意する必要があります。3 番目の DC 充電器タイプはタイプ 4 eb コネクタであるシャドウ コネクタで、この動作用に 3 つの電源ピンと 6 つの信号ピンがあります。shidae moe は、通信ピンにコントロール エリア ネットワークまたは kin プロトコルを使用して通信します。

充電器と自動車の間のコントロール エリア ネットワーク通信は、マイクロコントローラーとデバイスがリアルタイムで相互に通信できるようにする堅牢な車両通信規格です。現時点ではホストコンピュータがなければ、シャダモーの電圧、電流、電力レベルは50～400ボルト、電流は最大400アンペアであり、将来的には充電用に最大200キロワットのピーク電力が供給されることになる。

最大 1,000 ボルトおよび 400 キロワットまでの eb 充電は、現在デモによって促進されることが期待されています。テスラの充電器コネクタに移りましょう。米国のテスラ スーパーチャージャー ネットワークは独自の充電器コネクタを使用していますが、ヨーロッパのバージョンではタイプ 2 のマイオカーズ コネクタが使用されていますが、DC 充電が組み込まれているため、テスラ コネクタのユニークな側面は同じコネクタです。テスラのAC充電とDC充電の両方に使用できるようになりました。最大 120 キロワットの DC 充電を提供し、これは将来的に増加すると予想されます。

DC急速充電の制限は何ですか?

最後に、中国には、CAN バス コントロール エリア ネットワークを使用する新しい DC 充電規格とコネクタがあります。バスは通信用に入力され、5 つの電源ピン (DC 電力用に 2 つ、低電圧補助電力伝送用に 2 つ、接地用に 1 つ) があり、信号ピンは 4 つあり、2 つは近接パイロット用、2 つはコントロール エリア ネットワーク通信用です。現時点では、このコネクタに使用される公称電圧、または 750 ボルトまたは 1000 ボルト、および最大 250 アンペアの電流がこの充電器でサポートされています。最大 300 キロワットまたは 400 キロワットに達する非常に高い充電電力により、急速充電が非常に魅力的であることがすでにわかります。

これにより、充電時間は非常に短くなりますが、高速充電の電力を無限に増やすことはできません。これは、高速充電の 3 つの技術的制限によるものです。ここでこれらの制限について見てみましょう。まず第一に、高電流充電は充電器とバッテリーの両方で全体的な損失が大きくなります。

たとえば、バッテリーの内部抵抗が r で、バッテリーの損失が i の 2 乗 r (i は充電電流) という式を使用して簡単に表すことができる場合、損失が 4 倍に増加することがわかります。電流が 2 回目に 2 倍になると、最初にバッテリーを充電するときに、さらに 2 番目の制限がバッテリーから生じます。バッテリーの充電状態は 70 ～ 80% の充電状態までしかありません。これは、急速充電では電圧と充電状態の間に遅れが生じるためです。

この現象は、バッテリーの充電が速くなるほど増加します。通常、最初の充電はバッテリー充電の定電流または cc 領域で行われ、その後は行われます。定電圧またはCV充電領域では充電電力が徐々に低下し、さらに急速充電に伴ってバッテリの充電率またはC率が増加するため、バッテリ寿命の短縮につながります。

3 番目の制限は、あらゆる充電器の充電ケーブルに起因するもので、ケーブルが柔軟で軽量であることが重要です。そのため、人々はケーブルを持ち運んで、より高い充電電力で車に接続することができます。より多くの充電電流を流すためには、より太いケーブルが必要であり、そうしないと発熱します。損失があるため、今日の DC 急速充電システムはすでに冷却なしで最大 250 アンペアの充電電流を送信できます。

しかし、将来的には約 250 アンペアの電流が流れるようになり、充電ケーブルは重くなりすぎて柔軟性が低下して使用できなくなるでしょう。この場合の解決策は、冷却システムを内蔵し、ケーブルが加熱しないように熱管理を行い、所定の電流に対して細いケーブルを使用することです。もちろん、冷却なしでケーブルを使用するよりも複雑でコストがかかります。そのため、このブログの締めくくりとして、DC または直流充電器の重要な部分を説明し、さらにさまざまな種類の DC コネクタ タイプについても説明しました。