1. Úvod do nabíjacej batérie jednosmerným prúdom
V posledných rokoch rýchly rast elektromobilov (EV) viedol k dopytu po efektívnejších a inteligentnejších riešeniach nabíjania. Nabíjacie stanice s jednosmerným prúdom, známe svojimi schopnosťami rýchleho nabíjania, sú v popredí tejto transformácie. S pokrokom v technológii sú teraz efektívne nabíjačky s jednosmerným prúdom navrhnuté tak, aby optimalizovali čas nabíjania, zlepšili využitie energie a ponúkali bezproblémovú integráciu s inteligentnými sieťami.
Vzhľadom na neustály nárast objemu trhu implementácia obojsmerných palubných nabíjačiek (OBC) nielen pomáha zmierniť obavy spotrebiteľov o dojazd a úzkosť z nabíjania tým, že umožňuje rýchle nabíjanie, ale tiež umožňuje elektrickým vozidlám fungovať ako distribuované stanice na ukladanie energie. Tieto vozidlá môžu vracať energiu do siete, čím pomáhajú pri odstraňovaní špičiek a vypĺňaní údolí. Efektívne nabíjanie elektrických vozidiel prostredníctvom jednosmerných rýchlych nabíjačiek (DCFC) je hlavným trendom v podpore prechodu na obnoviteľné zdroje energie. Ultrarýchle nabíjacie stanice integrujú rôzne komponenty, ako sú pomocné zdroje napájania, senzory, zariadenia na správu napájania a komunikačné zariadenia. Zároveň sú potrebné flexibilné výrobné metódy, aby sa splnili vyvíjajúce sa požiadavky na nabíjanie rôznych elektrických vozidiel, čo zvyšuje zložitosť návrhu DCFC a ultrarýchlych nabíjacích staníc.
Rozdiel medzi nabíjaním striedavým prúdom a nabíjaním jednosmerným prúdom: pri nabíjaní striedavým prúdom (ľavá strana obrázku 2) zapojte OBC do štandardnej sieťovej zásuvky a OBC prevedie striedavý prúd na príslušný jednosmerný prúd na nabíjanie batérie. Pri nabíjaní jednosmerným prúdom (pravá strana obrázku 2) nabíjacia stanica nabíja batériu priamo.
2. Zloženie systému nabíjacích stĺpov jednosmerného prúdu
(1) Kompletné komponenty stroja
(2) Systémové komponenty
(3) Schéma funkčných blokov
(4) Subsystém nabíjacích pilotov
Rýchlonabíjačky DC úrovne 3 (L3) obchádzajú palubnú nabíjačku (OBC) elektromobilu nabíjaním batérie priamo prostredníctvom systému správy batérie (BMS) elektromobilu. Toto obídenie vedie k výraznému zvýšeniu rýchlosti nabíjania, pričom výstupný výkon nabíjačky sa pohybuje od 50 kW do 350 kW. Výstupné napätie sa zvyčajne pohybuje medzi 400 V a 800 V, pričom novšie elektromobily sa uberajú smerom k batériovým systémom s napätím 800 V. Keďže rýchlonabíjačky DC L3 prevádzajú trojfázové striedavé vstupné napätie na jednosmerný prúd, používajú prednú časť s korekciou účinníka AC-DC (PFC), ktorá obsahuje izolovaný menič DC-DC. Tento výstup PFC je potom pripojený k batérii vozidla. Na dosiahnutie vyššieho výstupného výkonu sa často zapája viacero napájacích modulov paralelne. Hlavnou výhodou rýchlonabíjačiek DC L3 je značné skrátenie času nabíjania elektromobilov.
Jadro nabíjacej stanice je základný AC-DC menič. Pozostáva z korekčného stupňa účinníka (PFC), DC zbernice a DC-DC modulu.
Bloková schéma fázy PFC
Funkčná bloková schéma modulu DC-DC
3. Schéma scenára nabíjacej hromady
(1) Systém nabíjania optických úložísk
S rastúcim nabíjacím výkonom elektrických vozidiel sa kapacita distribúcie energie na nabíjacích staniciach často snaží uspokojiť dopyt. Na riešenie tohto problému sa objavil nabíjací systém založený na skladovaní energie využívajúci jednosmernú zbernicu. Tento systém využíva lítiové batérie ako jednotku na ukladanie energie a využíva lokálny a vzdialený systém EMS (Energy Management System) na vyváženie a optimalizáciu ponuky a dopytu po elektrine medzi sieťou, akumulátormi a elektrickými vozidlami. Systém sa navyše dá ľahko integrovať s fotovoltaickými (FV) systémami, čo poskytuje významné výhody v oblasti cien elektriny v špičke aj mimo špičky a pri rozširovaní kapacity siete, čím sa zlepšuje celková energetická účinnosť.
(2) Nabíjací systém V2G
Technológia Vehicle-to-Grid (V2G) využíva batérie elektromobilov na ukladanie energie, čím podporuje energetickú sieť tým, že umožňuje interakciu medzi vozidlami a sieťou. To znižuje záťaž spôsobenú integráciou rozsiahlych obnoviteľných zdrojov energie a rozsiahlym nabíjaním elektromobilov, čo v konečnom dôsledku zvyšuje stabilitu siete. Okrem toho v oblastiach, ako sú obytné štvrte a kancelárske komplexy, môžu mnohé elektromobily využívať špičkové a mimošpičkové ceny, zvládať dynamické zvyšovanie zaťaženia, reagovať na dopyt v sieti a poskytovať záložný zdroj energie, a to všetko prostredníctvom centralizovaného riadenia EMS (Energy Management System). Pre domácnosti môže technológia Vehicle-to-Home (V2H) transformovať batérie elektromobilov na riešenie domáceho úložiska energie.
(3) Objednaný systém nabíjania
Objednaný nabíjací systém využíva predovšetkým vysokovýkonné rýchlonabíjacie stanice, ktoré sú ideálne pre koncentrované potreby nabíjania, ako je verejná doprava, taxíky a logistické flotily. Harmonogramy nabíjania je možné prispôsobiť na základe typov vozidiel, pričom nabíjanie prebieha mimo špičky, aby sa znížili náklady. Okrem toho je možné implementovať inteligentný systém riadenia na zefektívnenie centralizovanej správy flotily.
4. Trend budúceho vývoja
(1) Koordinovaný rozvoj diverzifikovaných scenárov doplnených o centralizované + distribuované nabíjacie stanice z jednotlivých centralizovaných nabíjacích staníc
Distribuované nabíjacie stanice založené na cieľoch budú slúžiť ako cenný doplnok k vylepšenej sieti nabíjacích staníc. Na rozdiel od centralizovaných staníc, kde používatelia aktívne vyhľadávajú nabíjačky, sa tieto stanice integrujú do miest, ktoré ľudia už navštevujú. Používatelia si môžu nabíjať svoje vozidlá počas dlhších pobytov (zvyčajne viac ako hodinu), kde rýchle nabíjanie nie je kritické. Nabíjací výkon týchto staníc, zvyčajne v rozmedzí od 20 do 30 kW, je dostatočný pre osobné vozidlá a poskytuje primeranú úroveň energie na uspokojenie základných potrieb.
(2) Veľký podiel na trhu s výkonom 20 kW až po rozvoj diverzifikovaného trhu s konfiguráciami 20/30/40/60 kW
S prechodom na elektrické vozidlá s vyšším napätím je naliehavá potreba zvýšiť maximálne nabíjacie napätie nabíjacích stĺpov na 1000 V, aby sa prispôsobilo budúcemu širokému používaniu vysokonapäťových modelov. Tento krok podporuje potrebné modernizácie infraštruktúry nabíjacích staníc. Štandard výstupného napätia 1000 V si získal široké uznanie v odvetví nabíjacích modulov a kľúčoví výrobcovia postupne zavádzajú vysokonapäťové nabíjacie moduly s napätím 1000 V, aby uspokojili tento dopyt.
Spoločnosť Linkpower sa už viac ako 8 rokov venuje výskumu a vývoju vrátane softvéru, hardvéru a dizajnu pre nabíjacie stanice pre elektrické vozidlá striedavého/jednosmerného prúdu. Získali sme certifikáty ETL / FCC / CE / UKCA / CB / TR25 / RCM. Pomocou softvéru OCPP1.6 sme dokončili testovanie s viac ako 100 poskytovateľmi platformy OCPP. Aktualizovali sme OCPP1.6J na OCPP2.0.1 a komerčné riešenie EVSE bolo vybavené modulom IEC/ISO15118, čo je solídny krok k realizácii obojsmerného nabíjania V2G.
V budúcnosti sa budú vyvíjať high-tech produkty, ako sú nabíjacie stojany pre elektrické vozidlá, solárne fotovoltaické panely a systémy na skladovanie energie s lítiovými batériami (BESS), aby sa zákazníkom na celom svete poskytli integrovanejšie riešenia vyššej úrovne.
Čas uverejnenia: 17. októbra 2024