1. Introducció a la pila de càrrega de CC
En els últims anys, el ràpid creixement dels vehicles elèctrics (EV) ha impulsat la demanda de solucions de càrrega més eficients i intel·ligents. Les piles de càrrega de corrent continu, conegudes per les seves capacitats de càrrega ràpida, estan a l'avantguarda d'aquesta transformació. Amb els avenços tecnològics, ara els carregadors de CC eficients estan dissenyats per optimitzar el temps de càrrega, millorar la utilització de l'energia i oferir una integració perfecta amb xarxes intel·ligents.
Amb l'augment continu del volum del mercat, la implementació d'OBC (carregadors a bord) bidireccional no només ajuda a alleujar les preocupacions dels consumidors sobre l'autonomia i l'ansietat de càrrega permetent la càrrega ràpida, sinó que també permet que els vehicles elèctrics funcionin com a estacions d'emmagatzematge d'energia distribuïts. Aquests vehicles poden retornar l'energia a la xarxa, ajudant a l'afaitat màxima i a l'ompliment de la vall. La càrrega eficient de vehicles elèctrics mitjançant carregadors ràpids de corrent continu (DCFC) és una tendència important en la promoció de la transició a les energies renovables. Les estacions de càrrega ultra ràpides integren diversos components, com ara fonts d'alimentació auxiliars, sensors, gestió d'energia i dispositius de comunicació. Al mateix temps, es requereixen mètodes de fabricació flexibles per satisfer les demandes de càrrega en evolució de diferents vehicles elèctrics, afegint complexitat al disseny de DCFC i estacions de càrrega ultra ràpides.
La diferència entre la càrrega de CA i la càrrega de CC, per a la càrrega de CA (costat esquerre de la figura 2), connecteu l'OBC a una presa de CA estàndard i l'OBC converteix la CA en la CC adequada per carregar la bateria. Per a la càrrega de corrent continu (costat dret de la figura 2), el punt de càrrega carrega la bateria directament.
2. Composició del sistema de pila de càrrega de CC
(1) Components complets de la màquina
(2) Components del sistema
(3) Diagrama de blocs funcionals
(4) Subsistema de pila de càrrega
Els carregadors ràpids de CC de nivell 3 (L3) obvien el carregador a bord (OBC) d'un vehicle elèctric carregant la bateria directament mitjançant el sistema de gestió de la bateria (BMS) de l'EV. Aquest bypass comporta un augment significatiu de la velocitat de càrrega, amb una potència de sortida del carregador que oscil·la entre 50 kW i 350 kW. La tensió de sortida sol variar entre 400 V i 800 V, i els vehicles elèctrics més nous tendeixen a sistemes de bateries de 800 V. Com que els carregadors ràpids de CC L3 converteixen la tensió d'entrada de CA trifàsica en CC, utilitzen una part frontal de correcció del factor de potència CA-CC (PFC), que inclou un convertidor CC-CC aïllat. Aquesta sortida PFC s'enllaça a la bateria del vehicle. Per aconseguir una sortida de potència més alta, sovint es connecten diversos mòduls de potència en paral·lel. El principal avantatge dels carregadors ràpids L3 DC és la reducció considerable del temps de càrrega dels vehicles elèctrics
El nucli de la pila de càrrega és un convertidor bàsic AC-DC. Consta d'etapa PFC, bus de CC i mòdul de CC-CC
Diagrama de blocs d'etapa PFC
Diagrama de blocs funcionals del mòdul DC-DC
3. Esquema d'escenari de pila de càrrega
(1) Sistema de càrrega d'emmagatzematge òptic
A mesura que augmenta la potència de càrrega dels vehicles elèctrics, la capacitat de distribució d'energia a les estacions de recàrrega sovint té dificultats per satisfer la demanda. Per solucionar aquest problema, ha sorgit un sistema de càrrega basat en emmagatzematge que utilitza un bus de corrent continu. Aquest sistema utilitza bateries de liti com a unitat d'emmagatzematge d'energia i utilitza EMS local i remot (Energy Management System) per equilibrar i optimitzar l'oferta i la demanda d'electricitat entre la xarxa, les bateries d'emmagatzematge i els vehicles elèctrics. A més, el sistema es pot integrar fàcilment amb sistemes fotovoltaics (PV), proporcionant avantatges significatius en els preus de l'electricitat punta i baixa i l'expansió de la capacitat de la xarxa, millorant així l'eficiència energètica global.
(2) Sistema de càrrega V2G
La tecnologia Vehicle-to-Grid (V2G) utilitza bateries de vehicles elèctrics per emmagatzemar energia, donant suport a la xarxa elèctrica permetent la interacció entre els vehicles i la xarxa. Això redueix la tensió causada per la integració de fonts d'energia renovables a gran escala i la càrrega generalitzada de vehicles elèctrics, millorant finalment l'estabilitat de la xarxa. A més, en àrees com els barris residencials i els complexos d'oficines, nombrosos vehicles elèctrics poden aprofitar els preus punta i fora de les hores punta, gestionar augments dinàmics de càrrega, respondre a la demanda de la xarxa i proporcionar energia de reserva, tot a través d'EMS (sistema de gestió de l'energia) centralitzat. control. Per a les llars, la tecnologia Vehicle-to-Home (V2H) pot transformar les bateries dels vehicles elèctrics en una solució d'emmagatzematge d'energia domèstica.
(3) Sistema de càrrega ordenat
El sistema de càrrega ordenat utilitza principalment estacions de càrrega ràpida d'alta potència, ideals per a necessitats de càrrega concentrades com ara transport públic, taxis i flotes logístiques. Els horaris de càrrega es poden personalitzar en funció del tipus de vehicle, i la càrrega es realitza durant les hores de baixa intensitat per reduir els costos. A més, es pot implementar un sistema de gestió intel·ligent per racionalitzar la gestió centralitzada de la flota.
4.Tendència de desenvolupament futur
(1) Desenvolupament coordinat d'escenaris diversificats complementats amb estacions de recàrrega centralitzades + distribuïdes des d'estacions de recàrrega centralitzades individuals
Les estacions de recàrrega distribuïdes basades en la destinació serviran com a complement valuós a la xarxa de recàrrega millorada. A diferència de les estacions centralitzades on els usuaris busquen activament carregadors, aquestes estacions s'integraran a les ubicacions que la gent ja està visitant. Els usuaris poden carregar els seus vehicles durant estades prolongades (normalment més d'una hora), on la càrrega ràpida no és crítica. La potència de càrrega d'aquestes estacions, que normalment oscil·la entre 20 i 30 kW, és suficient per als vehicles de passatgers, proporcionant un nivell raonable de potència per satisfer les necessitats bàsiques.
(2) Desenvolupament de mercat de configuració diversificada de 20 kW a 20/30/40/60 kW.
Amb el canvi cap als vehicles elèctrics de major tensió, hi ha una necessitat imperiosa d'augmentar la tensió de càrrega màxima de les piles de càrrega a 1000 V per adaptar-se a l'ús generalitzat futur dels models d'alta tensió. Aquest moviment admet les millores d'infraestructura necessàries per a les estacions de recàrrega. L'estàndard de tensió de sortida de 1000 V ha guanyat una àmplia acceptació a la indústria dels mòduls de càrrega i els fabricants clau estan introduint progressivament mòduls de càrrega d'alta tensió de 1000 V per satisfer aquesta demanda.
Linkpower s'ha dedicat a proporcionar R+D, incloent programari, maquinari i aspecte per a piles de càrrega de vehicles elèctrics AC/DC durant més de 8 anys. Hem obtingut certificats ETL / FCC / CE / UKCA / CB / TR25 / RCM. Amb el programari OCPP1.6, hem completat les proves amb més de 100 proveïdors de plataforma OCPP. Hem actualitzat OCPP1.6J a OCPP2.0.1 i la solució comercial EVSE s'ha equipat amb el mòdul IEC/ISO15118, que és un pas sòlid per aconseguir la càrrega bidireccional V2G.
En el futur, es desenvoluparan productes d'alta tecnologia com ara piles de càrrega de vehicles elèctrics, solars fotovoltaics i sistemes d'emmagatzematge d'energia de bateries de liti (BESS) per oferir un nivell més alt de solucions integrades als clients de tot el món.
Hora de publicació: 17-octubre-2024