Hoe zit het met het DC-opladen ofDC-snelladenvoor elektrische voertuigen?In deze blog gaan we drie dingen leren: Ten eerste, wat zijn de belangrijkste onderdelen van een DC-lader.Ten tweede, welke soorten connectoren worden gebruikt voor DC-laden en ten derde, wat zijn de beperkingen van DC-snelladen.
Wat is het belangrijkste onderdeel van DC-laden?
Laten we eerst eens kijken naar wat de belangrijkste onderdelen van een DC-lader zijn.DC-snelladerswerken doorgaans op laadvermogen van niveau drie en zijn ontworpen om elektrische vectoren snel op te laden, met een elektrisch vermogen variërend tussen 50 kilowatt en 350 kilowatt, met een hoger vermogen van de wisselstroom-naar-gelijkstroom-omzetter.De DC naar DC-omzetter en de stroomregelcircuits worden groter en duurder. Daarom wordt de DC-snellader geïmplementeerd als alle geforceerde laders in plaats van als eigen gekochte laders.Zodat deze geen ruimte inneemt in het voertuig en de snellader door veel gebruikers kan worden gedeeld.
Laten we nu de stroom analyseren voor DC-laden van de DC-lader naar de accu van het elektrische voertuig.In de eerste stap wordt de door het wisselstroomnet geleverde wisselstroom of wisselstroom eerst omgezet in gelijkstroomGelijkstroommet behulp van een gelijkrichter in het DC-laadstation.Vervolgens past de vermogensregeleenheid op passende wijze de spanning en stroom van een DC-omzetter aan om het variabele gelijkstroomvermogen te regelen dat wordt geleverd om de batterij op te laden.
Er worden veiligheidsvergrendelingen en beveiligingscircuits gebruikt om de AV-connector spanningsloos te maken en het laadproces te stoppen.Wanneer er een storing is of een onjuiste verbinding tussen de EV en de lader, speelt het batterijbeheersysteem of de bms de sleutelrol bij de communicatie tussen het laadstation en bij het controleren van de spanning en stroom die aan de accu wordt geleverd en bij het bedienen van het beveiligingscircuit. geval van een onveilige situatie.Control Area Network verwijst bijvoorbeeld kortweg naar een scan of powerline-communicatie, kortweg plc genoemd, en wordt gebruikt voor communicatie tussen de EV en de oplader nu u een basisidee heeft van hoe een DC-oplader is geconfigureerd.Laten we vervolgens eens kijken naar de belangrijkste typen DC-laadconnectoren. Er worden wereldwijd vijf typen DC-laadconnectoren gebruikt.
Welk type connectoren worden gebruikt voor DC-laden?
De eerste is de ccs of het gecombineerde oplaadsysteem, de combo one-connector genaamd, die voornamelijk in de VS wordt gebruikt. De tweede is een ccs combo 2-connector die voornamelijk in Europa wordt gebruikt.De derde is de Asha-democonnector die wereldwijd wordt gebruikt voor auto's die door Japanse fabrikanten zijn gebouwd. De vierde is de DS Tesla DC-connector die ook wordt gebruikt voor AC-opladen en ten slotte heeft China een eigen DC-connector gebaseerd op de Chinese GBT-standaard.
Laten we deze connectoren nu een voor een bekijken. Het gecombineerde laadsysteem of de ccs-connectoren worden ook wel combo r integrale geïntegreerde connectoren genoemd voor zowel ac- als DC-laden die zijn afgeleid van type 1- en type 2-connectoren voor ac-laden door twee extra pinnen toe te voegen aan de onderkant voor DC-laden met hoge stroomsterkte.De connectoren afgeleid van type 1 en type 2 worden respectievelijk combo 1 en combo 2 genoemd.
Laten we eerst eens kijken naar de ccs combo 1-connector in deze dia, het aangesloten combo 1-voertuig wordt aan de linkerkant weergegeven en de voertuiginlaat wordt aan de rechterkant weergegeven, de voertuigconnector van combo 1 is afgeleid van de ac type 1-connector en behoudt de aardingspin en de 2 signaalpinnen, namelijk de besturingspiloot en de nabijheidspiloot, naast gelijkstroomvoedingspinnen zijn toegevoegd voor snel opladen aan de onderkant van de connector.
Op de voertuiginlaat is de pinconfiguratie, het bovenste gedeelte, hetzelfde als de AC Type 1-connector voor AC-laden, terwijl de onderste 2 pinnen op dezelfde manier worden gebruikt voor DC-laden.De ccs combo twee connectoren zijn afgeleid van de twee AC-connectoren en behouden de aardingspen en de twee signaalpinnen, namelijk de besturingspiloot op de nabijheidspiloot naar DC-voedingspinnen zijn toegevoegd aan de onderkant van de connector voor gelijkstroomladen met hoog vermogen .
Bij het voertuig aan die kant vergemakkelijkt het bovenste deel het AC-laden vanaf driefasige wisselstroom en aan het onderste deel.Je hebt DC-laden, in tegenstelling tot type 1- en type 2-connectoren die alleen pulsbreedtemodulatie of pwm-signaalsignalering gebruiken op de besturingspiloot. De powerline-communicatie van plc wordt zowel in de combo 1- als combo 2-laders gebruikt en dit wordt geproduceerd op de besturing .
Pilot Power Line Communication is een technologie die gegevens overdraagt voor communicatie op bestaande elektriciteitsleidingen die worden gebruikt voor gelijktijdige overdracht van zowel signaal- als stroomtransmissie. De CCS-combinatieladers kunnen tot 350 ampère leveren bij een spanning tussen 200 en 1000 volt.Met een maximaal uitgangsvermogen van 350 kilowatt moet er rekening mee worden gehouden dat deze waarden voortdurend worden bijgewerkt door de oplaadnormen om tegemoet te komen aan de spannings- en vermogensvereisten van nieuwe elektrische auto's.Het derde type DC-lader is de schaduwconnector, een type 4 eb-connector. Deze heeft drie voedingspinnen en zes signaalpinnen voor deze bewerking.De shidae moe gebruikt het control area network of kin-protocol in de communicatiepinnen voor communicatie.
Tussen de lader en de auto is een Control Area Network-communicatie een robuuste voertuigcommunicatiestandaard die ervoor zorgt dat microcontrollers en apparaten in realtime met elkaar kunnen communiceren.Zonder een hostcomputer variëren de spanning, stroom en vermogensniveaus van de shada moe momenteel van 50 tot 400 volt met een stroomsterkte tot 400 ampère, waardoor een piekvermogen van maximaal 200 kilowatt wordt geleverd voor opladen in de toekomst.
De verwachting is dat eb-laden tot 1.000 volt en 400 kilowatt nu via een demo zal worden gefaciliteerd.Laten we verder gaan met de Tesla-opladerconnectoren, het Tesla Supercharger-netwerk in de Verenigde Staten gebruikt hun eigen aangepaste opladerconnector, terwijl de Europese variant een type 2 minoccurs-connector gebruikt, maar met ingebouwd DC-laden is het unieke aspect van de Tesla-connector dezelfde connector kan nu worden gebruikt voor zowel AC-laden als DC-laden Tesla.Biedt DC-laden tot 120 kilowatt en dit zal naar verwachting in de toekomst toenemen.
Wat zijn de beperkingen van DC-snelladen?
Ten slotte heeft China een nieuwe DC-laadstandaard en connector die gebruik maakt van een Can Bus Control Area Network.De bus komt binnen voor communicatie, hij heeft vijf voedingspinnen, twee voor gelijkstroom en twee voor laagspanningshulpvoedingsoverdracht en één voor aarde, en hij heeft vier signaalpinnen, twee voor de nabijheidspiloot en twee voor de communicatie in het regelgebiednetwerk.Vanaf nu wordt de nominale spanning die voor deze connector wordt gebruikt 750 volt of 1000 volt en de stroom tot 250 ampère ondersteund door deze lader.Het ziet nu al dat snelladen behoorlijk aantrekkelijk is vanwege de zeer hoge laadvermogens, oplopend tot 300 of 400 kilowatt.
Dit resulteert in zeer korte oplaadtijden, maar het snellaadvermogen kan niet oneindig worden verhoogd, dit komt door drie technische beperkingen van snelladen.Laten we nu eerst eens naar deze beperkingen kijken. Laden met hoge stroomsterkte leidt tot hoge algehele verliezen, zowel in de lader als in de batterij.
Als de interne weerstand van een batterij bijvoorbeeld r is en de verliezen in de batterij eenvoudig kunnen worden uitgedrukt met behulp van de formule i kwadraat r waarbij i een laadstroom is, dan zul je merken dat de verliezen met een factor vier toenemen.Telkens wanneer de stroom ten tweede wordt verdubbeld, komt de tweede beperking verder van de batterij wanneer een batterij voor het eerst wordt opgeladen.De laadtoestand van de accu kan slechts oplopen tot een laadtoestand van 70 tot 80%. Dit komt omdat bij snel opladen een vertraging ontstaat tussen de spanning en de laadtoestand.
Dit fenomeen neemt toe naarmate de accu sneller wordt opgeladen.Het eerste opladen vindt doorgaans plaats in het constante stroom- of cc-gebied van het opladen van de batterij en daarna.Het laadvermogen wordt geleidelijk verminderd in het constante spannings- of cv-laadgebied, bovendien neemt de oplaadsnelheid van de batterij of de c-snelheid toe bij snel opladen en dit leidt vervolgens tot een verkorting van de levensduur van de batterij.
De derde beperking komt van de oplaadkabel. Voor elke evie-oplader is het belangrijk dat de kabel flexibel en licht van gewicht is.Zodat de mensen de kabel kunnen dragen en aansluiten op de auto met een hoger laadvermogen. Er zijn steeds dikkere kabels nodig om meer laadstroom mogelijk te maken, anders wordt hij warm.Door de verliezen kunnen DC-snellaadsystemen tegenwoordig al laadstromen tot 250 ampère zonder koeling overbrengen.
In de toekomst zouden de laadkabels bij stromen van ongeveer 250 ampère echter te zwaar en minder flexibel worden voor gebruik.De oplossing zou dan zijn om dunnere kabels te gebruiken voor de gegeven stroom, met ingebouwde koelsystemen en thermisch beheer om ervoor te zorgen dat de kabels niet warm worden.Natuurlijk complexer en duurder dan het gebruik van een kabel zonder koeling, dus om deze blog af te ronden in deze blog hebben we de belangrijkste onderdelen van een DC- of gelijkstroomlader gezien. Verder hebben we gekeken naar de verschillende soorten DC-connectortypes.
Posttijd: 05-jan-2024
