1. Introduktion till DC-laddningshög
Under senare år har den snabba tillväxten av elfordon (EV) drivit upp efterfrågan på mer effektiva och intelligenta laddningslösningar. DC-laddningsstationer, kända för sina snabba laddningsmöjligheter, ligger i framkant av denna omvandling. Med tekniska framsteg är effektiva DC-laddare nu utformade för att optimera laddningstiden, förbättra energianvändningen och erbjuda sömlös integration med smarta elnät.
Med den kontinuerliga ökningen av marknadsvolymen hjälper implementeringen av dubbelriktade OBC (On-Board Chargers) inte bara till att lindra konsumenternas oro kring räckvidd och laddningsångest genom att möjliggöra snabbladdning, utan gör det också möjligt för elfordon att fungera som distribuerade energilagringsstationer. Dessa fordon kan återföra ström till elnätet, vilket hjälper till med toppavjämning och dalfyllning. Effektiv laddning av elfordon via DC-snabbladdare (DCFC) är en viktig trend för att främja omställningen till förnybar energi. Ultrasnabba laddningsstationer integrerar olika komponenter som extra strömförsörjning, sensorer, strömhantering och kommunikationsenheter. Samtidigt krävs flexibla tillverkningsmetoder för att möta de ständigt föränderliga laddningsbehoven från olika elfordon, vilket ökar komplexiteten i designen av DCFC- och ultrasnabba laddningsstationer.
Skillnaden mellan växelströmsladdning och likströmsladdning är att för växelströmsladdning (vänster sida av figur 2), anslut OBC:n till ett vanligt växelströmsuttag, så omvandlar OBC:n växelström till lämplig likström för att ladda batteriet. För likströmsladdning (höger sida av figur 2) laddar laddningsstolpen batteriet direkt.
2. Sammansättning av DC-laddningsstapelsystemet
(1) Kompletta maskinkomponenter
(2) Systemkomponenter
(3) Funktionellt blockschema
(4) Delsystem för laddningspål
Nivå 3 (L3) DC-snabbladdare kringgår den inbyggda laddaren (OBC) i ett elfordon genom att ladda batteriet direkt via elbilens batterihanteringssystem (BMS). Denna kringgåning leder till en betydande ökning av laddningshastigheten, med laddarens uteffekt från 50 kW till 350 kW. Utspänningen varierar vanligtvis mellan 400 V och 800 V, där nyare elbilar trendar mot 800 V-batterisystem. Eftersom L3 DC-snabbladdare omvandlar trefas AC-ingångsspänning till DC använder de en AC-DC-effektfaktorkorrigering (PFC) frontend, som inkluderar en isolerad DC-DC-omvandlare. Denna PFC-utgång länkas sedan till fordonets batteri. För att uppnå högre uteffekt är ofta flera kraftmoduler parallellkopplade. Den största fördelen med L3 DC-snabbladdare är den avsevärda minskningen av laddningstiden för elfordon.
Laddningsstapelns kärna är en grundläggande AC-DC-omvandlare. Den består av ett PFC-steg, en DC-buss och en DC-DC-modul.
PFC-stegsblockdiagram
Funktionsblockschema för DC-DC-modul
3. Schema för laddningshögscenario
(1) Optiskt lagringssystem för laddning
I takt med att laddningskraften hos elfordon ökar, har laddningsstationernas kapacitet ofta svårt att möta efterfrågan. För att åtgärda detta problem har ett lagringsbaserat laddningssystem som använder en likströmsbuss utvecklats. Detta system använder litiumbatterier som energilagringsenhet och använder lokala och fjärrstyrda EMS (Energy Management System) för att balansera och optimera utbud och efterfrågan på el mellan elnätet, lagringsbatterierna och elfordonen. Dessutom kan systemet enkelt integreras med solcellssystem (PV), vilket ger betydande fördelar vid elpriser under och utanför rusningstid samt vid utbyggnad av nätkapacitet, vilket förbättrar den totala energieffektiviteten.
(2) V2G-laddningssystem
Vehicle-to-Grid (V2G)-teknik använder elbilsbatterier för att lagra energi, vilket stöder elnätet genom att möjliggöra interaktion mellan fordon och elnätet. Detta minskar belastningen som orsakas av att integrera storskaliga förnybara energikällor och utbredd laddning av elbilar, vilket i slutändan förbättrar elnätets stabilitet. Dessutom kan många elbilar i områden som bostadsområden och kontorskomplex dra nytta av hög- och lågtrafikpriser, hantera dynamiska belastningsökningar, svara på nätbehov och tillhandahålla reservkraft, allt genom centraliserad EMS (Energy Management System)-styrning. För hushåll kan Vehicle-to-Home (V2H)-teknik omvandla elbilsbatterier till en energilagringslösning för hemmet.
(3) Ordnat laddningssystem
Det beställda laddningssystemet använder huvudsakligen snabbladdningsstationer med hög effekt, idealiska för koncentrerade laddningsbehov som kollektivtrafik, taxibilar och logistikflottor. Laddningsscheman kan anpassas baserat på fordonstyper, där laddning sker under lågtrafik för att sänka kostnaderna. Dessutom kan ett intelligent hanteringssystem implementeras för att effektivisera centraliserad flotthantering.
4. Framtida utvecklingstrend
(1) Samordnad utveckling av diversifierade scenarier kompletterade med centraliserade + distribuerade laddstationer från enskilda centraliserade laddstationer
Destinationsbaserade distribuerade laddstationer kommer att fungera som ett värdefullt tillskott till det förbättrade laddningsnätverket. Till skillnad från centraliserade stationer där användare aktivt söker efter laddare, kommer dessa stationer att integreras på platser som människor redan besöker. Användare kan ladda sina fordon under längre vistelser (vanligtvis över en timme), där snabbladdning inte är avgörande. Laddningseffekten hos dessa stationer, vanligtvis mellan 20 och 30 kW, är tillräcklig för personbilar och ger en rimlig effektnivå för att möta grundläggande behov.
(2) 20 kW stor marknadsandel till 20/30/40/60 kW diversifierad marknadskonfigurationsutveckling
Med övergången till elfordon med högre spänning finns det ett akut behov av att öka den maximala laddningsspänningen för laddstolpar till 1000 V för att tillgodose den framtida utbredda användningen av högspänningsmodeller. Detta drag stöder de nödvändiga infrastrukturuppgraderingarna för laddstationer. Standarden för utgångsspänning på 1000 V har fått bred acceptans inom laddningsmodulindustrin, och viktiga tillverkare introducerar successivt högspänningsladdningsmoduler på 1000 V för att möta denna efterfrågan.
Linkpower har i mer än 8 år varit dedikerade till att tillhandahålla forskning och utveckling, inklusive programvara, hårdvara och utseende för AC/DC-laddningsstolpar för elfordon. Vi har erhållit ETL / FCC / CE / UKCA / CB / TR25 / RCM-certifikat. Med hjälp av OCPP1.6-programvara har vi genomfört tester med fler än 100 OCPP-plattformsleverantörer. Vi har uppgraderat OCPP1.6J till OCPP2.0.1, och den kommersiella EVSE-lösningen har utrustats med IEC/ISO15118-modulen, vilket är ett rejält steg mot att förverkliga V2G dubbelriktad laddning.
I framtiden kommer högteknologiska produkter som laddningsstolpar för elfordon, solceller och litiumbatterier (BESS) att utvecklas för att ge kunder runt om i världen en högre nivå av integrerade lösningar.
Publiceringstid: 17 oktober 2024