Szybkie ładowanie DC pojazdów elektrycznych.

A co z ładowaniem DC lubSzybkie ładowanie DCdla pojazdów elektrycznych?Na tym blogu dowiemy się o trzech rzeczach: Po pierwsze, jakie są kluczowe części ładowarki prądu stałego.Po drugie, jakie typy złączy stosuje się do ładowania prądem stałym i po trzecie, jakie są ograniczenia szybkiego ładowania prądem stałym.

Jakie są kluczowe elementy ładowania prądem stałym?

Przede wszystkim przyjrzyjmy się kluczowym częściom ładowarki prądu stałego.Szybkie ładowarki prądu stałegozazwyczaj działają z mocą ładowania trzeciego poziomu i są przeznaczone do szybkiego ładowania wektorowego, przy mocy wyjściowej w zakresie od 50 kilowatów do 350 kilowatów, przy większej mocy podczas pracy z przetwornicą prądu przemiennego na prąd stały.Przetwornica DC na DC i obwody sterowania mocą stają się większe i droższe, dlatego też szybka ładowarka DC została wdrożona jako wszystkie ładowarki wymuszone, a nie jako własne ładowarki.Dzięki temu nie zajmuje miejsca w pojeździe, a szybka ładowarka może być współdzielona przez wielu użytkowników.

Przeanalizujmy teraz przepływ mocy podczas ładowania prądem stałym z ładowarki prądu stałego do akumulatora pojazdu elektrycznego.W pierwszym etapie prąd przemienny lub moc prądu przemiennego dostarczana przez sieć prądu przemiennego jest najpierw przekształcana na prąd stałyZasilanie prądem stałymza pomocą prostownika znajdującego się w stacji ładowania DC.Następnie jednostka sterująca mocą odpowiednio reguluje napięcie i prąd przetwornicy prądu stałego, aby kontrolować zmienną moc prądu stałego dostarczaną w celu ładowania akumulatora.

Istnieją blokady bezpieczeństwa i obwody zabezpieczające służące do odłączania zasilania od złącza AV i zatrzymywania procesu ładowania.Ilekroć wystąpi awaria lub nieprawidłowe połączenie między ev a ładowarką, system zarządzania akumulatorem lub bms odgrywa kluczową rolę w komunikacji między stacją ładującą oraz kontrolowaniu napięcia i prądu dostarczanego do akumulatora oraz obsłudze obwodu zabezpieczającego w w przypadku niebezpiecznej sytuacji.Na przykład sieć obszaru kontrolnego odnosi się w skrócie do skanowania lub komunikacja przez linię zasilania, w skrócie PLC, są używane do komunikacji pomiędzy ev a ładowarką, teraz, gdy masz już podstawowe pojęcie o konfiguracji ładowarki prądu stałego.Następnie przyjrzyjmy się głównym typom złączy ładowarek DC. Na całym świecie stosuje się pięć typów złączy ładowania DC.

Jakiego rodzaju złącza stosuje się do ładowania prądem stałym?

Pierwszy to CCS lub połączony system ładowania, zwany złączem combo one, używany głównie w USA. Drugi to złącze CCS combo 2, używany głównie w Europie.Trzecie to złącze demonstracyjne Asha używane na całym świecie w samochodach budowanych przez japońskich producentów, głównie czwarte złącze DC ds tesla, które jest również używane do ładowania prądem przemiennym, a wreszcie Chiny mają własne złącze DC oparte na chińskim standardzie GBT.

Przyjrzyjmy się teraz tym złączom, jedno po drugim. Połączony system ładowania lub złącza CCS nazywane są także zintegrowanymi złączami combo do ładowania prądem przemiennym i stałym, które wywodzą się ze złączy typu 1 i typu 2 do ładowania prądem zmiennym poprzez dodanie dwóch dodatkowych pinów dół do ładowania prądem stałym o wysokim natężeniu.Złącza wywodzące się z typu 1 i typu 2 nazywane są odpowiednio combo 1 i combo 2.

Przyjrzyjmy się najpierw złączu CCS combo 1 na tym slajdzie, podłączony pojazd combo 1 pokazano po lewej stronie, a wejście pojazdu pokazano po prawej stronie, złącze pojazdu combo 1 wywodzi się ze złącza AC typu 1 i utrzymuje bolec uziemiający, a 2 piny sygnałowe, mianowicie pilot sterujący i pilot zbliżeniowy, oprócz pinów zasilania prądem stałym, zostały dodane w celu szybkiego ładowania w dolnej części złącza.

Na wlocie pojazdu konfiguracja styków w górnej części jest taka sama, jak złącze prądu przemiennego typu 1 do ładowania prądem przemiennym, podczas gdy 2 dolne styki służą podobnie do ładowania prądem stałym.Dwa złącza combo CCS wywodzą się z dwóch złączy typu AC i zachowują styk uziemienia, a dwa styki sygnałowe, mianowicie pilot sterujący na pilocie zbliżeniowym, do styków zasilania prądem stałym są dodawane na dole złącza w podobny sposób w celu ładowania prądem stałym o dużej mocy .

W pojeździe z tej strony górna część umożliwia ładowanie prądu z sieci trójfazowej, a dolna część.Masz ładowanie DC w przeciwieństwie do złączy typu 1 i typu 2, które wykorzystuje tylko modulację szerokości impulsu lub sygnalizację sygnału pwm na pilocie sterującym. Komunikacja po linii zasilania PLC jest używana zarówno w ładowarkach combo 1, jak i combo 2 i jest ona wytwarzana w sterowaniu .

Pilotażowa komunikacja za pośrednictwem linii energetycznej to technologia, która przenosi dane do komunikacji po istniejących liniach energetycznych, wykorzystywana do jednoczesnego przesyłania sygnału i mocy. Ładowarki combo CCS mogą dostarczyć do 350 amperów przy napięciu od 200 do 1000 woltów.Podając maksymalną moc wyjściową wynoszącą 350 kilowatów, należy pamiętać, że wartości te są stale aktualizowane przez standardy ładowania, aby spełnić wymagania dotyczące napięcia i mocy nowych samochodów elektrycznych.Trzeci typ ładowarki prądu stałego to złącze cienia, które jest złączem eb typu 4 i ma trzy styki zasilania i sześć styków sygnałowych do tej operacji.Shidae moe wykorzystuje do komunikacji sieć obszaru kontrolnego lub protokół kin w pinach komunikacyjnych.

Pomiędzy ładowarką a samochodem komunikacja sieciowa obszaru kontrolnego to solidny standard komunikacji w pojeździe, który pozwala mikrokontrolerom i urządzeniom komunikować się ze sobą w czasie rzeczywistym.Na chwilę obecną bez komputera głównego napięcie, prąd i moc shada moe wahają się od 50 do 400 woltów przy prądzie do 400 amperów, zapewniając w ten sposób moc szczytową do 200 kilowatów do ładowania w przyszłości.

Oczekuje się, że ładowanie eb do 1000 woltów i 400 kilowatów będzie teraz ułatwione dzięki wersji demonstracyjnej.Przejdźmy do złączy ładowarek Tesli, sieć doładowań Tesli w Stanach Zjednoczonych wykorzystuje własne, zastrzeżone złącze ładowarki, podczas gdy wariant europejski wykorzystuje złącze minocurs typu 2, ale z wbudowanym ładowaniem DC, unikalnym aspektem złącza Tesli jest to samo złącze można teraz używać zarówno do ładowania prądu przemiennego, jak i ładowania tesli prądem stałym.Oferuje ładowanie prądem stałym do 120 kilowatów i oczekuje się, że w przyszłości liczba ta wzrośnie.

Jakie są ograniczenia szybkiego ładowania DC?

Wreszcie, Chiny mają nowy standard ładowania DC i złącze, które wykorzystuje sieć sterowania magistralą Can.Magistrala jest podłączona do komunikacji. Ma pięć styków zasilania, dwa do zasilania prądem stałym i dwa do przenoszenia mocy pomocniczej niskiego napięcia, jeden do uziemienia. Posiada cztery styki sygnałowe, dwa do pilota zbliżeniowego i dwa do komunikacji w sieci obszaru sterowania.Obecnie ta ładowarka obsługuje napięcie nominalne używane dla tego złącza lub 750 woltów lub 1000 woltów i prąd do 250 amperów.Już teraz widać, że szybkie ładowanie jest całkiem atrakcyjne ze względu na bardzo wysokie moce ładowania, sięgające 300 lub 400 kilowatów.

Skutkuje to bardzo krótkimi czasami ładowania, ale mocy szybkiego ładowania nie można zwiększać w nieskończoność, wynika to z trzech ograniczeń technicznych szybkiego ładowania.Przyjrzyjmy się teraz tym ograniczeniom. Przede wszystkim ładowanie wysokim prądem prowadzi do dużych strat ogólnych zarówno w ładowarce, jak i akumulatorze.

Na przykład, jeśli rezystancja wewnętrzna akumulatora wynosi r, a straty w akumulatorze można wyrazić po prostu za pomocą wzoru i do kwadratu r, gdzie i oznacza prąd ładowania, wówczas można zauważyć, że straty wzrosły czterokrotnie.Ilekroć prąd zostanie podwojony w drugiej kolejności, drugie ograniczenie pochodzi z akumulatora podczas pierwszego ładowania akumulatora.Stan naładowania akumulatora może wynosić jedynie od 70 do 80%, ponieważ szybkie ładowanie powoduje opóźnienie między napięciem a stanem naładowania.

Zjawisko to nasila się, gdy akumulator ładuje się szybciej, a co za tym idzie.Pierwsze ładowanie zwykle odbywa się w obszarze prądu stałego lub obszaru cc ładowania akumulatora, a następnie.Moc ładowania zmniejsza się stopniowo w obszarze stałego napięcia lub ładowania CV, ponadto szybkość ładowania akumulatorów lub współczynnik c wzrasta wraz z szybkim ładowaniem, co z kolei prowadzi do skrócenia żywotności akumulatora.

Trzecie ograniczenie wynika z kabla ładującego. W przypadku każdej ładowarki Evie ważne jest, aby kabel był elastyczny i lekki.Aby ludzie mogli nosić kabel i podłączać go do samochodu przy wyższych mocach ładowania, potrzebne są coraz grubsze kable, aby zapewnić większy prąd ładowania, w przeciwnym razie będzie się nagrzewał.Ze względu na straty dzisiejsze systemy szybkiego ładowania prądem stałym mogą już przesyłać prąd ładowania do 250 amperów bez chłodzenia.

Jednakże w przyszłości, przy prądzie około 250 amperów, kable ładujące staną się zbyt ciężkie i mniej elastyczne w użyciu.Rozwiązaniem byłoby wówczas zastosowanie cieńszych kabli dla danego prądu z wbudowanymi systemami chłodzenia i zarządzaniem temperaturą, aby zapewnić, że kable się nie nagrzeją.Oczywiście jest to bardziej skomplikowane i kosztowne niż użycie kabla bez chłodzenia, więc aby zakończyć ten blog w tym blogu, zobaczyliśmy kluczowe części ładowarki prądu stałego lub prądu stałego, a następnie przyjrzeliśmy się różnym typom złączy prądu stałego.