1. Wprowadzenie do stosu ładowania prądem stałym
W ostatnich latach szybki wzrost liczby pojazdów elektrycznych (EV) napędzał popyt na bardziej wydajne i inteligentne rozwiązania ładowania. Stacje ładowania DC, znane ze swoich możliwości szybkiego ładowania, są na czele tej transformacji. Dzięki postępowi technologicznemu wydajne ładowarki DC są teraz projektowane tak, aby optymalizować czas ładowania, poprawiać wykorzystanie energii i oferować bezproblemową integrację z inteligentnymi sieciami.
Wraz z ciągłym wzrostem wolumenu rynkowego, wdrożenie dwukierunkowych ładowarek pokładowych (OBC) nie tylko pomaga złagodzić obawy konsumentów dotyczące zasięgu i niepokoju związanego z ładowaniem, umożliwiając szybkie ładowanie, ale także pozwala pojazdom elektrycznym funkcjonować jako rozproszone stacje magazynowania energii. Pojazdy te mogą zwracać energię do sieci, pomagając w ograniczaniu szczytów i wypełnianiu dolin. Wydajne ładowanie pojazdów elektrycznych za pomocą szybkich ładowarek DC (DCFC) jest głównym trendem w promowaniu przejścia na energię odnawialną. Ultraszybkie stacje ładowania integrują różne komponenty, takie jak pomocnicze zasilacze, czujniki, zarządzanie energią i urządzenia komunikacyjne. Jednocześnie, elastyczne metody produkcji są wymagane, aby sprostać zmieniającym się wymaganiom ładowania różnych pojazdów elektrycznych, dodając złożoności do projektowania stacji ładowania DCFC i ultraszybkich.
Różnica między ładowaniem prądem przemiennym a stałym: w przypadku ładowania prądem przemiennym (lewa strona rysunku 2) podłącz OBC do standardowego gniazdka prądu przemiennego, a OBC zamieni prąd przemienny na odpowiedni prąd stały, aby naładować akumulator. W przypadku ładowania prądem stałym (prawa strona rysunku 2) gniazdo ładowania ładuje akumulator bezpośrednio.
2. Skład układu ogniw ładowania prądem stałym
(1) Kompletne komponenty maszyn
(2) Składniki systemu
(3) Schemat blokowy funkcjonalny
(4) Podsystem stosu ładującego
Szybkie ładowarki DC poziomu 3 (L3) omijają ładowarkę pokładową (OBC) pojazdu elektrycznego, ładując akumulator bezpośrednio za pośrednictwem systemu zarządzania akumulatorem (BMS) pojazdu elektrycznego. To obejście prowadzi do znacznego zwiększenia prędkości ładowania, przy czym moc wyjściowa ładowarki waha się od 50 kW do 350 kW. Napięcie wyjściowe zwykle waha się od 400 V do 800 V, przy czym nowsze pojazdy elektryczne zmierzają w kierunku systemów akumulatorowych 800 V. Ponieważ szybkie ładowarki DC L3 przekształcają trójfazowe napięcie wejściowe AC na DC, wykorzystują one przedni koniec korekcji współczynnika mocy AC-DC (PFC), który obejmuje izolowany przetwornik DC-DC. To wyjście PFC jest następnie połączone z akumulatorem pojazdu. Aby uzyskać wyższą moc wyjściową, wiele modułów mocy jest często połączonych równolegle. Główną zaletą szybkich ładowarek DC L3 jest znaczne skrócenie czasu ładowania pojazdów elektrycznych
Rdzeń stosu ładującego jest podstawowym przetwornikiem AC-DC. Składa się ze stopnia PFC, magistrali DC i modułu DC-DC
Schemat blokowy stopnia PFC
Schemat blokowy modułu DC-DC
3. Schemat scenariusza ładowania stosu
(1) System ładowania pamięci optycznej
Wraz ze wzrostem mocy ładowania pojazdów elektrycznych, zdolność dystrybucji mocy na stacjach ładowania często ma trudności z zaspokojeniem popytu. Aby rozwiązać ten problem, pojawił się system ładowania oparty na magazynowaniu wykorzystujący magistralę DC. System ten wykorzystuje baterie litowe jako jednostkę magazynowania energii i wykorzystuje lokalny i zdalny EMS (Energy Management System) w celu zrównoważenia i optymalizacji podaży i popytu na energię elektryczną między siecią, bateriami magazynowymi i pojazdami elektrycznymi. Ponadto system można łatwo zintegrować z systemami fotowoltaicznymi (PV), zapewniając znaczące korzyści w zakresie cen energii elektrycznej w godzinach szczytu i poza szczytem oraz rozbudowy pojemności sieci, co poprawia ogólną efektywność energetyczną.
(2) System ładowania V2G
Technologia Vehicle-to-Grid (V2G) wykorzystuje akumulatory EV do magazynowania energii, wspierając sieć energetyczną poprzez umożliwienie interakcji między pojazdami a siecią. Zmniejsza to obciążenie spowodowane integracją odnawialnych źródeł energii na dużą skalę i powszechnym ładowaniem EV, ostatecznie zwiększając stabilność sieci. Ponadto w obszarach takich jak osiedla mieszkaniowe i kompleksy biurowe, liczne pojazdy elektryczne mogą korzystać z cen szczytowych i pozaszczytowych, zarządzać dynamicznymi wzrostami obciążenia, reagować na zapotrzebowanie sieci i zapewniać zasilanie awaryjne, wszystko za pośrednictwem scentralizowanego sterowania EMS (Energy Management System). W przypadku gospodarstw domowych technologia Vehicle-to-Home (V2H) może przekształcić akumulatory EV w domowe rozwiązanie do magazynowania energii.
(3) Układ ładowania zamówiony
Uporządkowany system ładowania wykorzystuje przede wszystkim stacje szybkiego ładowania o dużej mocy, idealne do skoncentrowanych potrzeb ładowania, takich jak transport publiczny, taksówki i floty logistyczne. Harmonogramy ładowania można dostosować do typów pojazdów, a ładowanie odbywa się poza godzinami szczytu, aby obniżyć koszty. Ponadto można wdrożyć inteligentny system zarządzania, aby usprawnić scentralizowane zarządzanie flotą.
4. Przyszłe trendy rozwojowe
(1) Skoordynowany rozwój zróżnicowanych scenariuszy uzupełnionych o scentralizowane + rozproszone stacje ładowania z pojedynczych scentralizowanych stacji ładowania
Rozproszone stacje ładowania oparte na miejscu docelowym będą stanowić cenne uzupełnienie ulepszonej sieci ładowania. W przeciwieństwie do scentralizowanych stacji, w których użytkownicy aktywnie szukają ładowarek, te stacje będą integrować się z lokalizacjami, które ludzie już odwiedzają. Użytkownicy mogą ładować swoje pojazdy podczas dłuższych pobytów (zwykle ponad godzinę), gdzie szybkie ładowanie nie jest krytyczne. Moc ładowania tych stacji, zwykle w zakresie od 20 do 30 kW, jest wystarczająca dla pojazdów osobowych, zapewniając rozsądny poziom mocy do zaspokojenia podstawowych potrzeb.
(2) 20kW duży udział w rynku do 20/30/40/60kW zróżnicowany rozwój rynku konfiguracji
Wraz ze zmianą w kierunku pojazdów elektrycznych o wyższym napięciu istnieje pilna potrzeba zwiększenia maksymalnego napięcia ładowania stosów ładujących do 1000 V, aby dostosować się do przyszłego powszechnego stosowania modeli wysokiego napięcia. Ten ruch wspiera niezbędne modernizacje infrastruktury dla stacji ładowania. Standard napięcia wyjściowego 1000 V zyskał szeroką akceptację w branży modułów ładowania, a kluczowi producenci stopniowo wprowadzają moduły ładowania wysokiego napięcia 1000 V, aby sprostać temu zapotrzebowaniu.
Firma Linkpower od ponad 8 lat zajmuje się dostarczaniem usług badawczo-rozwojowych, w tym oprogramowania, sprzętu i wyglądu dla stacji ładowania pojazdów elektrycznych AC/DC. Uzyskaliśmy certyfikaty ETL / FCC / CE / UKCA / CB / TR25 / RCM. Korzystając z oprogramowania OCPP1.6, przeprowadziliśmy testy z ponad 100 dostawcami platformy OCPP. Zaktualizowaliśmy OCPP1.6J do OCPP2.0.1, a komercyjne rozwiązanie EVSE zostało wyposażone w moduł IEC/ISO15118, co stanowi solidny krok w kierunku realizacji dwukierunkowego ładowania V2G.
W przyszłości opracowywane będą produkty high-tech, takie jak stacje ładowania pojazdów elektrycznych, ogniwa słoneczne i systemy magazynowania energii w postaci akumulatorów litowo-jonowych (BESS), które zapewnią klientom na całym świecie wyższy poziom zintegrowanych rozwiązań.
Czas publikacji: 17-10-2024