1. Εισαγωγή στη συστοιχία φόρτισης DC
Τα τελευταία χρόνια, η ραγδαία ανάπτυξη των ηλεκτρικών οχημάτων (EV) έχει οδηγήσει στη ζήτηση για πιο αποτελεσματικές και έξυπνες λύσεις φόρτισης. Οι φορτιστές συνεχούς ρεύματος (DC), γνωστοί για τις δυνατότητες γρήγορης φόρτισης που προσφέρουν, βρίσκονται στην πρώτη γραμμή αυτού του μετασχηματισμού. Με τις εξελίξεις στην τεχνολογία, οι αποδοτικοί φορτιστές DC έχουν πλέον σχεδιαστεί για να βελτιστοποιούν τον χρόνο φόρτισης, να βελτιώνουν την αξιοποίηση της ενέργειας και να προσφέρουν απρόσκοπτη ενσωμάτωση με έξυπνα δίκτυα.
Με τη συνεχή αύξηση του όγκου της αγοράς, η εφαρμογή αμφίδρομων OBC (On-Board Chargers) όχι μόνο βοηθά στην άμβλυνση των ανησυχιών των καταναλωτών σχετικά με το άγχος της αυτονομίας και της φόρτισης, επιτρέποντας την ταχεία φόρτιση, αλλά επιτρέπει επίσης στα ηλεκτρικά οχήματα να λειτουργούν ως κατανεμημένοι σταθμοί αποθήκευσης ενέργειας. Αυτά τα οχήματα μπορούν να επιστρέψουν την ενέργεια στο δίκτυο, βοηθώντας στην εξάλειψη των αιχμών και στην πλήρωση της κοιλάδας. Η αποτελεσματική φόρτιση των ηλεκτρικών οχημάτων μέσω ταχυφορτιστών DC (DCFC) αποτελεί μια σημαντική τάση στην προώθηση της μετάβασης σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Οι υπερταχείς σταθμοί φόρτισης ενσωματώνουν διάφορα εξαρτήματα, όπως βοηθητικά τροφοδοτικά, αισθητήρες, διαχείριση ενέργειας και συσκευές επικοινωνίας. Ταυτόχρονα, απαιτούνται ευέλικτες μέθοδοι κατασκευής για την κάλυψη των εξελισσόμενων απαιτήσεων φόρτισης διαφορετικών ηλεκτρικών οχημάτων, προσθέτοντας πολυπλοκότητα στο σχεδιασμό των σταθμών DCFC και των υπερταχέων σταθμών φόρτισης.
Η διαφορά μεταξύ φόρτισης AC και φόρτισης DC: για φόρτιση AC (αριστερή πλευρά του Σχήματος 2), συνδέστε το OBC σε μια τυπική πρίζα AC και το OBC μετατρέπει το AC στο κατάλληλο DC για να φορτίσει την μπαταρία. Για φόρτιση DC (δεξιά πλευρά του Σχήματος 2), ο ακροδέκτης φόρτισης φορτίζει απευθείας την μπαταρία.
2. Σύνθεση συστήματος πασσάλων φόρτισης DC
(1) Πλήρη εξαρτήματα μηχανήματος
(2) Στοιχεία συστήματος
(3) Λειτουργικό διάγραμμα μπλοκ
(4) Υποσύστημα στοίβας φόρτισης
Οι ταχυφορτιστές DC Επιπέδου 3 (L3) παρακάμπτουν τον ενσωματωμένο φορτιστή (OBC) ενός ηλεκτρικού οχήματος φορτίζοντας την μπαταρία απευθείας μέσω του Συστήματος Διαχείρισης Μπαταρίας (BMS) του ηλεκτρικού οχήματος. Αυτή η παράκαμψη οδηγεί σε σημαντική αύξηση της ταχύτητας φόρτισης, με ισχύ εξόδου του φορτιστή να κυμαίνεται από 50 kW έως 350 kW. Η τάση εξόδου συνήθως κυμαίνεται μεταξύ 400V και 800V, με τα νεότερα ηλεκτρικά οχήματα να τείνουν προς συστήματα μπαταριών 800V. Δεδομένου ότι οι ταχυφορτιστές L3 DC μετατρέπουν την τριφασική τάση εισόδου AC σε DC, χρησιμοποιούν ένα μπροστινό μέρος διόρθωσης συντελεστή ισχύος AC-DC (PFC), το οποίο περιλαμβάνει έναν απομονωμένο μετατροπέα DC-DC. Αυτή η έξοδος PFC συνδέεται στη συνέχεια με την μπαταρία του οχήματος. Για να επιτευχθεί υψηλότερη ισχύς εξόδου, πολλαπλές μονάδες ισχύος συνδέονται συχνά παράλληλα. Το κύριο πλεονέκτημα των ταχυφορτιστών L3 DC είναι η σημαντική μείωση του χρόνου φόρτισης για τα ηλεκτρικά οχήματα.
Ο πυρήνας του σωρού φόρτισης είναι ένας βασικός μετατροπέας AC-DC. Αποτελείται από ένα στάδιο PFC, έναν δίαυλο DC και μια μονάδα DC-DC.
Διάγραμμα μπλοκ σταδίου PFC
Λειτουργικό διάγραμμα μπλοκ μονάδας DC-DC
3. Σχέδιο σεναρίου φόρτισης
(1) Σύστημα φόρτισης οπτικής αποθήκευσης
Καθώς η ισχύς φόρτισης των ηλεκτρικών οχημάτων αυξάνεται, η χωρητικότητα διανομής ενέργειας στους σταθμούς φόρτισης συχνά δυσκολεύεται να καλύψει τη ζήτηση. Για την αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος, έχει αναδυθεί ένα σύστημα φόρτισης που βασίζεται στην αποθήκευση και χρησιμοποιεί ένα δίαυλο DC. Αυτό το σύστημα χρησιμοποιεί μπαταρίες λιθίου ως μονάδα αποθήκευσης ενέργειας και χρησιμοποιεί τοπικό και απομακρυσμένο EMS (Σύστημα Διαχείρισης Ενέργειας) για την εξισορρόπηση και βελτιστοποίηση της προσφοράς και της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας μεταξύ του δικτύου, των μπαταριών αποθήκευσης και των ηλεκτρικών οχημάτων. Επιπλέον, το σύστημα μπορεί εύκολα να ενσωματωθεί με φωτοβολταϊκά (PV) συστήματα, παρέχοντας σημαντικά πλεονεκτήματα στην τιμολόγηση ηλεκτρικής ενέργειας σε ώρες αιχμής και εκτός αιχμής και στην επέκταση της χωρητικότητας του δικτύου, βελτιώνοντας έτσι τη συνολική ενεργειακή απόδοση.
(2) Σύστημα φόρτισης V2G
Η τεχνολογία Vehicle-to-Grid (V2G) χρησιμοποιεί μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων (EV) για την αποθήκευση ενέργειας, υποστηρίζοντας το ηλεκτρικό δίκτυο επιτρέποντας την αλληλεπίδραση μεταξύ οχημάτων και δικτύου. Αυτό μειώνει την επιβάρυνση που προκαλείται από την ενσωμάτωση μεγάλης κλίμακας ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και την ευρεία φόρτιση ηλεκτρικών οχημάτων, ενισχύοντας τελικά τη σταθερότητα του δικτύου. Επιπλέον, σε περιοχές όπως οι οικιστικές γειτονιές και τα συγκροτήματα γραφείων, πολλά ηλεκτρικά οχήματα μπορούν να επωφεληθούν από την τιμολόγηση αιχμής και εκτός αιχμής, να διαχειριστούν τις δυναμικές αυξήσεις φορτίου, να ανταποκριθούν στη ζήτηση του δικτύου και να παρέχουν εφεδρική ισχύ, όλα μέσω κεντρικού ελέγχου EMS (Σύστημα Διαχείρισης Ενέργειας). Για τα νοικοκυριά, η τεχνολογία Vehicle-to-Home (V2H) μπορεί να μετατρέψει τις μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων σε μια λύση αποθήκευσης ενέργειας στο σπίτι.
(3) Σύστημα φόρτισης με παραγγελία
Το παραγγελθέν σύστημα φόρτισης χρησιμοποιεί κυρίως σταθμούς γρήγορης φόρτισης υψηλής ισχύος, ιδανικούς για συγκεντρωμένες ανάγκες φόρτισης, όπως οι δημόσιες συγκοινωνίες, τα ταξί και οι στόλοι logistics. Τα προγράμματα φόρτισης μπορούν να προσαρμοστούν με βάση τους τύπους οχημάτων, με τη φόρτιση να πραγματοποιείται εκτός ωρών αιχμής για μείωση του κόστους. Επιπλέον, μπορεί να εφαρμοστεί ένα έξυπνο σύστημα διαχείρισης για την βελτιστοποίηση της κεντρικής διαχείρισης του στόλου.
4. Τάση μελλοντικής ανάπτυξης
(1) Συντονισμένη ανάπτυξη διαφοροποιημένων σεναρίων που συμπληρώνονται από κεντρικούς + κατανεμημένους σταθμούς φόρτισης από μεμονωμένους κεντρικούς σταθμούς φόρτισης
Οι κατανεμημένοι σταθμοί φόρτισης με βάση τον προορισμό θα χρησιμεύσουν ως μια πολύτιμη προσθήκη στο βελτιωμένο δίκτυο φόρτισης. Σε αντίθεση με τους κεντρικούς σταθμούς όπου οι χρήστες αναζητούν ενεργά φορτιστές, αυτοί οι σταθμοί θα ενσωματωθούν σε τοποθεσίες που οι άνθρωποι επισκέπτονται ήδη. Οι χρήστες μπορούν να φορτίζουν τα οχήματά τους κατά τη διάρκεια εκτεταμένων διαμονών (συνήθως άνω της μίας ώρας), όπου η γρήγορη φόρτιση δεν είναι κρίσιμη. Η ισχύς φόρτισης αυτών των σταθμών, που συνήθως κυμαίνεται από 20 έως 30 kW, επαρκεί για επιβατικά οχήματα, παρέχοντας ένα λογικό επίπεδο ισχύος για την κάλυψη βασικών αναγκών.
(2) Ανάπτυξη αγοράς με διαφοροποιημένη διαμόρφωση από 20kW σε μεγάλο μερίδιο αγοράς έως 20/30/40/60kW
Με τη στροφή προς ηλεκτρικά οχήματα υψηλότερης τάσης, υπάρχει πιεστική ανάγκη να αυξηθεί η μέγιστη τάση φόρτισης των πασσάλων φόρτισης στα 1000V, ώστε να προσαρμοστεί η μελλοντική ευρεία χρήση μοντέλων υψηλής τάσης. Αυτή η κίνηση υποστηρίζει τις απαραίτητες αναβαθμίσεις υποδομών για τους σταθμούς φόρτισης. Το πρότυπο τάσης εξόδου 1000V έχει κερδίσει ευρεία αποδοχή στον κλάδο των μονάδων φόρτισης και οι βασικοί κατασκευαστές εισάγουν σταδιακά μονάδες φόρτισης υψηλής τάσης 1000V για να καλύψουν αυτή τη ζήτηση.
Η Linkpower έχει αφιερωθεί στην παροχή Έρευνας και Ανάπτυξης, συμπεριλαμβανομένου λογισμικού, υλικού και εμφάνισης για σταθμούς φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων AC/DC, για περισσότερα από 8 χρόνια. Έχουμε λάβει πιστοποιητικά ETL / FCC / CE / UKCA / CB / TR25 / RCM. Χρησιμοποιώντας λογισμικό OCPP1.6, έχουμε ολοκληρώσει δοκιμές με περισσότερους από 100 παρόχους πλατφόρμας OCPP. Έχουμε αναβαθμίσει την OCPP1.6J σε OCPP2.0.1 και η εμπορική λύση EVSE έχει εξοπλιστεί με τη μονάδα IEC/ISO15118, η οποία αποτελεί ένα ισχυρό βήμα προς την υλοποίηση της αμφίδρομης φόρτισης V2G.
Στο μέλλον, θα αναπτυχθούν προϊόντα υψηλής τεχνολογίας, όπως οι σταθμοί φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων, τα ηλιακά φωτοβολταϊκά και τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας από μπαταρίες λιθίου (BESS), για να παρέχουν υψηλότερο επίπεδο ολοκληρωμένων λύσεων σε πελάτες σε όλο τον κόσμο.
Ώρα δημοσίευσης: 17 Οκτωβρίου 2024