1. Wprowadzenie do stosu ładowania DC
W ostatnich latach szybki rozwój pojazdów elektrycznych (EV) spowodował zapotrzebowanie na bardziej wydajne i inteligentne rozwiązania w zakresie ładowania. Stosy ładowania DC, znane z możliwości szybkiego ładowania, przodują w tej transformacji. Dzięki postępowi technologicznemu wydajne ładowarki prądu stałego są obecnie projektowane tak, aby optymalizować czas ładowania, poprawiać wykorzystanie energii i zapewniać bezproblemową integrację z inteligentnymi sieciami.
Wraz ze stałym wzrostem wielkości rynku wdrożenie dwukierunkowych ładowarek OBC (pokładowych) nie tylko pomaga złagodzić obawy konsumentów dotyczące zasięgu i obaw związanych 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 goleniu szczytów i wypełnianiu dolin. Efektywne ładowanie pojazdów elektrycznych za pomocą szybkich ładowarek prądu stałego (DCFC) to główny trend w promowaniu przejścia na energię odnawialną. Ultraszybkie stacje ładowania integrują różne komponenty, takie jak zasilacze pomocnicze, czujniki, zarządzanie energią i urządzenia komunikacyjne. Jednocześnie wymagane są elastyczne metody produkcji, aby sprostać zmieniającym się wymaganiom różnych pojazdów elektrycznych w zakresie ładowania, co komplikuje projektowanie DCFC i ultraszybkich stacji ładowania.
Różnica pomiędzy ładowaniem AC i DC. W przypadku ładowania AC (lewa strona rysunku 2) należy podłączyć OBC do standardowego gniazdka prądu przemiennego, a OBC zamieni prąd przemienny na odpowiedni prąd stały w celu naładowania akumulatora. W przypadku ładowania prądem stałym (prawa strona rysunku 2) słupek ładujący ładuje akumulator bezpośrednio.
2. Skład systemu stosu ładowania prądem stałym
(1) Kompletne elementy maszyny
(2) Elementy systemu
(3) Schemat bloków funkcjonalnych
(4) Podsystem stosu ładowania
Szybkie ładowarki prądu stałego 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 wzrostu prędkości ładowania, przy mocy wyjściowej ładowarki w zakresie od 50 kW do 350 kW. Napięcie wyjściowe zwykle waha się od 400 V do 800 V, przy czym nowsze pojazdy elektryczne mają tendencję do stosowania systemów akumulatorowych o napięciu 800 V. Ponieważ szybkie ładowarki prądu stałego L3 przekształcają trójfazowe napięcie wejściowe prądu przemiennego na prąd stały, wykorzystują moduł korekcji współczynnika mocy AC-DC (PFC), który zawiera izolowaną przetwornicę DC-DC. To wyjście PFC jest następnie łączone z akumulatorem pojazdu. Aby uzyskać wyższą moc wyjściową, często łączy się równolegle wiele modułów mocy. Główną zaletą szybkich ładowarek L3 DC jest znaczne skrócenie czasu ładowania pojazdów elektrycznych
Rdzeń stosu ładującego to podstawowa przetwornica AC-DC. Składa się ze stopnia PFC, szyny DC i modułu DC-DC
Schemat blokowy etapu PFC
Schemat blokowy funkcjonalnego modułu DC-DC
3. Schemat scenariusza stosu ładowania
(1) Układ ładowania magazynu optycznego
Wraz ze wzrostem mocy ładowania pojazdów elektrycznych wydajność dystrybucji energii na stacjach ładowania często nie jest w stanie zaspokoić zapotrzebowania. Aby rozwiązać ten problem, pojawił się system ładowania oparty na magazynowaniu, wykorzystujący szynę prądu stałego. System ten wykorzystuje baterie litowe jako jednostki magazynowania energii oraz lokalny i zdalny EMS (system zarządzania energią) w celu zrównoważenia i optymalizacji dostaw i popytu na energię elektryczną pomiędzy siecią, akumulatorami i pojazdami elektrycznymi. Ponadto system można łatwo zintegrować z systemami fotowoltaicznymi (PV), zapewniając znaczne korzyści w zakresie cen energii elektrycznej w godzinach szczytu i poza szczytem oraz rozbudowy przepustowości sieci, poprawiając w ten sposób ogólną efektywność energetyczną.
(2) System ładowania V2G
Technologia Vehicle-to-Grid (V2G) wykorzystuje akumulatory pojazdów elektrycznych do magazynowania energii, wspierając sieć energetyczną, umożliwiając interakcję między pojazdami a siecią. Zmniejsza to obciążenie spowodowane integracją wielkoskalowych odnawialnych źródeł energii i powszechnym ładowaniem pojazdów elektrycznych, ostatecznie zwiększając stabilność sieci. Ponadto na obszarach takich jak dzielnice mieszkalne i kompleksy biurowe wiele pojazdów elektrycznych może korzystać z cen w godzinach szczytu i poza szczytem, zarządzać dynamicznym wzrostem obciążenia, reagować na zapotrzebowanie sieci i zapewniać zasilanie awaryjne, a wszystko to za pośrednictwem scentralizowanego systemu zarządzania energią EMS (Energy Management System). kontrola. W przypadku gospodarstw domowych technologia Vehicle-to-Home (V2H) może przekształcić akumulatory pojazdów elektrycznych w domowe rozwiązanie do magazynowania energii.
(3) Zamówiony system ładowania
Zamówiony system ładowania wykorzystuje przede wszystkim stacje szybkiego ładowania dużej mocy, idealne do potrzeb skoncentrowanego ładowania, takich jak transport publiczny, taksówki i floty logistyczne. Harmonogramy ładowania można dostosować do typu pojazdu, przy czym ładowanie odbywa się poza godzinami szczytu, co pozwala obniżyć koszty. Dodatkowo można wdrożyć inteligentny system zarządzania, który usprawni scentralizowane zarządzanie flotą.
4.Przyszły trend rozwojowy
(1) Skoordynowany rozwój zróżnicowanych scenariuszy uzupełnionych scentralizowanymi i rozproszonymi stacjami ładowania z pojedynczych scentralizowanych stacji ładowania
Rozproszone stacje ładowania zlokalizowane w lokalizacjach docelowych będą cennym dodatkiem do ulepszonej sieci ładowania. W przeciwieństwie do stacji scentralizowanych, na których użytkownicy aktywnie poszukują ładowarek, stacje te zostaną zintegrowane z lokalizacjami, które ludzie już odwiedzają. Użytkownicy mogą ładować swoje pojazdy podczas dłuższych pobytów (zazwyczaj ponad godzinę), gdzie szybkie ładowanie nie jest krytyczne. Moc ładowania tych stacji, zwykle mieszcząca się w zakresie od 20 do 30 kW, jest wystarczająca dla pojazdów osobowych, zapewniając rozsądny poziom mocy do zaspokojenia podstawowych potrzeb.
(2) Rozwój rynku o dużym udziale w rynku od 20 kW do 20/30/40/60 kW w zróżnicowanej konfiguracji
Wraz z przejściem na pojazdy elektryczne o wyższym napięciu istnieje pilna potrzeba zwiększenia maksymalnego napięcia ładowania stosów ładowania do 1000 V, aby uwzględnić przyszłe powszechne stosowanie modeli wysokiego napięcia. Posunięcie to wspiera niezbędną modernizację infrastruktury 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.
Linkpower od ponad 8 lat zajmuje się badaniami i rozwojem, w tym oprogramowaniem, sprzętem i wyglądem stacji ładowania pojazdów elektrycznych AC/DC. Posiadamy certyfikaty ETL/FCC/CE/UKCA/CB/TR25/RCM. Korzystając z oprogramowania OCPP1.6, przeprowadziliśmy testy u ponad 100 dostawców platform 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 opracowane zostaną zaawansowane technologicznie produkty, takie jak słupy do ładowania pojazdów elektrycznych, fotowoltaika słoneczna i systemy magazynowania energii z baterii litowych (BESS), aby zapewnić wyższy poziom zintegrowanych rozwiązań klientom na całym świecie.
Czas publikacji: 17 października 2024 r