Carregamento rápido DC de veículos elétricos.

Que tal o carregamento DC ouCarregamento rápido CCpara veículos elétricos?Neste blog vamos aprender três coisas: Primeiro, quais são as partes principais de um carregador DC.Em segundo lugar, quais tipos de conectores são usados ​​para carregamento DC e, terceiro, quais são as limitações do carregamento rápido DC.

Quais são as partes principais do carregamento DC?

Em primeiro lugar, vamos dar uma olhada em quais são as partes principais de um carregador DC.Carregadores rápidos DCnormalmente operam com potências de carregamento de nível três e são projetados para carregar vetores elétricos rapidamente, com uma saída elétrica variando entre 50 quilowatts a 350 quilowatts, com operação de maior potência no conversor CA para CC.O conversor DC para DC e os circuitos de controle de energia tornam-se maiores e mais caros, é por isso que o carregador rápido DC é implementado como todos os carregadores forçados, e não como carregadores comprados por conta própria.Para que não ocupe espaço dentro do veículo e o carregador rápido possa ser compartilhado por vários usuários.

Agora vamos analisar o fluxo de energia para carregamento CC do carregador CC para a bateria do veículo elétrico.Na primeira etapa, a corrente alternada ou energia CA fornecida pela rede CA é primeiro convertida em corrente contínua ouAlimentação CCusando um retificador dentro da estação de carregamento DC.Em seguida, a unidade de controle de potência ajusta adequadamente a tensão e a corrente de um conversor CC para controlar a potência CC variável fornecida para carregar a bateria.

Existem intertravamentos de segurança e circuitos de proteção usados ​​para desenergizar o conector AV e interromper o processo de carregamento.Sempre que houver uma condição de falha ou uma conexão inadequada entre o ev e o carregador, o sistema de gerenciamento de bateria ou o bms desempenha o papel fundamental de comunicação entre a estação de carregamento e de controlar a tensão e a corrente fornecida à bateria e de operar o circuito de proteção em caso de uma situação insegura.Por exemplo, rede de área de controle refere-se brevemente a uma varredura ou comunicação de linha de energia (brevemente referida como plc) são usados ​​para comunicação entre o ev e o carregador, agora que você tem uma ideia básica de como um carregador DC é configurado.Então, vejamos os principais tipos de conectores de carregador DC. Existem cinco tipos de conectores de carregamento DC usados ​​​​globalmente.

Que tipo de conectores são usados ​​para carregamento DC?

O primeiro é o ccs ou o sistema de carregamento combinado chamado conector combo one, que é usado principalmente nos EUA. O segundo é um conector ccs combo 2, que é usado principalmente na Europa.O terceiro é o conector de demonstração asha usado globalmente para carros construídos por fabricantes japoneses, predominantemente o quarto conector DC ds tesla, que também é usado para carregamento CA e, finalmente, a China tem um conector DC próprio baseado no padrão chinês gbt.

Vejamos agora esses conectores, um por um, o sistema de carregamento combinado ou conectores ccs, também chamados de conectores integrados combinados para carregamento CA e CC derivados dos conectores tipo 1 e tipo 2 para carregamento CA, adicionando dois pinos extras em a parte inferior para carregamento DC de alta corrente.Os conectores derivados do tipo 1 e do tipo 2 são chamados respectivamente de combo 1 e combo 2.

Vejamos primeiro o conector ccs combo 1 neste slide, o veículo combo 1 conectado é mostrado no lado esquerdo e a entrada do veículo é mostrada no lado direito, o conector do veículo do combo 1 é derivado do conector ac tipo 1 e retém o pino de aterramento e os 2 pinos de sinal, ou seja, o piloto de controle e o piloto de proximidade, além dos pinos de alimentação CC, são adicionados para carregamento rápido na parte inferior do conector.

Na entrada do veículo, a configuração dos pinos na parte superior é igual ao conector CA tipo 1 para carregamento CA, enquanto os 2 pinos inferiores são usados ​​para carregamento CC de forma semelhante.Os dois conectores combo ccs são derivados dos dois conectores tipo CA e retêm o pino de aterramento e os dois pinos de sinal, ou seja, o piloto de controle no piloto de proximidade para os pinos de alimentação CC são adicionados na parte inferior do conector para carregamento CC de alta potência da mesma forma .

No veículo desse lado a parte superior facilita o carregamento CA trifásico e na parte inferior.Você tem o carregamento DC, diferentemente dos conectores tipo 1 e tipo 2, que usam apenas modulação por largura de pulso ou sinalização de sinal pwm no piloto de controle, a comunicação da linha de energia do plc é usada nos carregadores combo 1 e combo 2 e isso é produzido no controle .

A comunicação por linha de energia piloto é uma tecnologia que transporta dados para comunicação em linhas de energia existentes, usada para transferência simultânea de sinal e transmissão de energia. Os carregadores combinados ccs podem fornecer até 350 amperes em uma tensão entre 200 a 1000 volts.Dando uma potência máxima de saída de 350 quilowatts, deve-se ter em mente que estes valores são continuamente atualizados pelas normas de carregamento para atender aos requisitos de tensão e potência dos novos carros elétricos.O terceiro tipo de carregador DC é o conector shadow que é um conector eb tipo 4 que possui três pinos de alimentação e seis pinos de sinal para esta operação.O shidae moe usa a rede de área de controle ou protocolo kin nos pinos de comunicação para comunicação.

Entre o carregador e o carro, uma comunicação de rede de área de controle é um padrão robusto de comunicação do veículo que permite que microcontroladores e dispositivos se comuniquem entre si em tempo real.Sem um computador host, a partir de agora, a tensão, a corrente e os níveis de potência do shada moe estão variando de 50 a 400 volts, com uma corrente de até 400 amperes, proporcionando assim uma potência de pico de até 200 quilowatts para carregamento no futuro.

Espera-se que o carregamento de eb de até 1.000 volts e 400 quilowatts seja facilitado por uma demonstração agora.Vamos passar para os conectores do carregador Tesla, a rede de superalimentadores Tesla nos Estados Unidos usa seu próprio conector de carregador proprietário, enquanto a variante europeia usa um conector minoccurs tipo 2, mas com carregamento DC integrado, o aspecto exclusivo do conector Tesla é o mesmo conector pode ser usado para carregamento CA e carregamento DC Tesla agora.Oferece carregamento DC de até 120 quilowatts e espera-se que isso aumente no futuro.

Quais são as limitações do carregamento rápido DC?

Finalmente, a China tem um novo padrão de carregamento DC e um conector que usa rede de área de controle de barramento CAN.O barramento de entrada para comunicação possui cinco pinos de alimentação, dois para alimentação CC e dois para transferência de alimentação auxiliar de baixa tensão e um para terra e possui quatro pinos de sinal, dois para o piloto de proximidade e dois para a comunicação da rede da área de controle.A partir de agora, a tensão nominal usada para este conector é de 750 volts ou 1000 volts e a corrente de até 250 amperes é suportada por este carregador.Ele já pode ver que o carregamento rápido é bastante atraente por causa das potências de carregamento muito altas, que chegam a 300 ou 400 quilowatts.

Isto resulta em tempos de carregamento muito curtos, mas a potência de carregamento rápido não pode ser aumentada infinitamente, isto se deve a três limitações técnicas do carregamento rápido.Vejamos agora essas limitações, em primeiro lugar, o carregamento com alta corrente leva a altas perdas gerais, tanto no carregador quanto na bateria.

Por exemplo, se a resistência interna de uma bateria for r e as perdas na bateria puderem ser expressas simplesmente usando a fórmula i ao quadrado r onde i é uma corrente de carga, você notará que as perdas aumentaram por um fator de quatro vezes.Sempre que a corrente é duplicada, a segunda limitação vem da bateria ao carregá-la pela primeira vez.O estado de carga da bateria só pode atingir um estado de carga de 70 a 80%, porque o carregamento rápido cria um atraso entre a tensão e o estado de carga.

Este fenômeno aumenta quando a bateria está sendo carregada mais rapidamente.O primeiro carregamento normalmente é feito na região de corrente constante ou cc do carregamento da bateria e depois disso.A potência de carregamento é reduzida gradualmente na região de tensão constante ou de carregamento cv, além disso, a taxa de carregamento das baterias ou a taxa c aumenta com o carregamento rápido e isso leva à redução na vida útil da bateria.

A terceira limitação vem do cabo de carregamento para qualquer carregador Evie; é importante que o cabo seja flexível e leve.Para que as pessoas possam carregar o cabo e conectá-lo ao carro com potências de carga mais altas, cabos cada vez mais grossos são necessários para permitir mais corrente de carga, caso contrário ele aquecerá.Devido às perdas, os sistemas de carregamento rápido DC hoje já podem transmitir correntes de carga de até 250 amperes sem resfriamento.

No entanto, no futuro, com correntes de cerca de 250 amperes, os cabos de carregamento tornar-se-iam demasiado pesados ​​e menos flexíveis para utilização.A solução seria então usar cabos mais finos para uma determinada corrente, com sistemas de refrigeração integrados e gerenciamento térmico para garantir que os cabos não aqueçam.É claro que é mais complexo e caro do que usar um cabo sem refrigeração, então, para encerrar este blog, vimos as principais partes de um carregador DC ou de corrente contínua e analisamos os diferentes tipos de conectores DC.