Un chargeur de véhicule électrique à courant continu (VE) est un type de chargeur rapide pour un véhicule électrique (VE) qui utilise le courant continu (CC) pour fournir rapidement et efficacement l'énergie électrique CC nécessaire pour charger un véhicule électrique individuel. Au lieu de convertir le courant alternatif (CA) standard fourni par le réseau électrique en électricité CA utilisable, puis de transférer le courant alternatif à la batterie du véhicule électrique via des fils conducteurs, le Chargeur DC EV utilise une technologie avancée pour convertir et fournir directement le courant continu haute tension à la batterie du véhicule électrique.
- Composants du chargeur DC EV
Sur le marché, les chargeurs DC EV se répartissent principalement en deux catégories : le type intégré et le type divisé.
Chargeur DC EV intégré
- D'après son nom, le produit est conçu avec toutes les pièces essentielles contenues dans un boîtier/tasse en métal. Les composants comprennent, sans s'y limiter : un chargeur avec interface homme-machine, un module de communication (carte de commande) et des dispositifs de protection de sécurité.
- Module de chargeur : Le module de chargeur fait partie intégrante du chargeur DC EV qui convertit le courant alternatif du réseau électrique en courant continu et contrôle à la fois la tension et la quantité de courant utilisée par cet appareil. La conception est généralement modulaire pour faciliter l'extension de la capacité et la maintenance.
- Système de refroidissement : système refroidi par air ou par liquide assurant la dissipation de la chaleur en raison des températures élevées résultant d'un fonctionnement à haute puissance.
- • IHM : affiche l'état de charge, le coût, le message d'erreur de communication, etc. Peut également être utilisé pour le balayage de carte de crédit ou le scanner de code/code QR via une application mobile.
- • Module de contrôle et de communication : utilisé pour la régulation dynamique de la puissance et la protection du contrôle du chargeur DC EV qui communique avec le véhicule ainsi qu'avec le réseau électrique et le système de gestion d'arrière-plan.
- • Les dispositifs de protection de sécurité comprennent : Protection contre les surtensions/surintensités ; Moniteur d'isolation ; interrupteurs d'arrêt d'urgence ; etc.
Chargeur DC EV de type divisé
Le nom lui-même suggère qu'il se compose de deux parties : l'unité principale et les terminaux.
- L'unité principale est le cœur de la conversion et du contrôle de l'énergie ; il convertit le courant alternatif en courant continu, module la tension et le courant de sortie en fonction des exigences de charge et réalise une charge rapide.
- Les terminaux sont principalement responsables de la connexion au pistolet de recharge, de la gestion de l'état de l'interface de recharge, de la détection de la connexion d'un véhicule et des opérations de l'utilisateur, du contrôle du démarrage et de l'arrêt de la recharge, ainsi que de la surveillance en temps réel du processus de recharge pour garantir la sécurité de la recharge.
Avantages des chargeurs DC EV de type divisé par rapport aux chargeurs intégrés
- Les chargeurs DC EV de type divisé peuvent être configurés avec plusieurs bornes et plus de pistolets de charge, tandis que les chargeurs intégrés n'ont généralement que deux pistolets de charge.
- Les chargeurs de type divisé sont généralement utilisés pour les unités principales de puissance plus élevée (au-dessus de 480 kW), équipées de 8 à 16 pistolets de charge avec une granularité de 30 kW à 60 kW. Plus la granularité est petite, plus la capacité de distribution dynamique est forte.
- En raison de leur puissance plus élevée, les terminaux de type split sont généralement équipés de terminaux refroidis par liquide, qui peuvent atteindre une puissance de 600 kW à 800 kW.
- Système de protection de sécurité des chargeurs DC EV
Ce qui suit est une description des équipements de charge CC (charge conductrice hors carte) appelés en abrégé “ chargeurs ” :
- Un circuit d'alimentation auxiliaire basse tension doit avoir une tension nominale de 12 ± 1,2 V et un courant nominal maximal de 10 A.
- Les éléments suivants doivent être implémentés dans tous les chargeurs : 1) dispositif anti-retour de courant, 2) fonction de décharge, 3) dispositif de surveillance de l'isolation (IMD).
- Le contrôleur de périphérique peut surveiller l'état des contacteurs CC C1 et C2 et des commutateurs S3 et S4, et contrôler leur activation et leur désactivation ; le contrôleur du véhicule peut surveiller l'état des contacteurs CC C5 et C6 et contrôler leur activation et leur désactivation.
- Le contrôleur de véhicule peut être configuré avec une fonction de détection de circuit d'alimentation auxiliaire basse tension. Si le véhicule électrique fournit sa propre alimentation auxiliaire basse tension, il doit être isolé de l’alimentation auxiliaire du chargeur, et aucune sortie de tension ne doit être présente au niveau de l’alimentation auxiliaire basse tension A+ et A- côté véhicule.
- Principe de fonctionnement des chargeurs DC EV
- Connexion au réseau électrique : interfacé à une entrée CA triphasée du réseau, généralement à un niveau 380 V CA.
- Conversion de puissance AC/DC : le module de charge convertit l'entrée AC en une sortie DC haute tension (généralement 200-1 000 V DC) et contrôle la quantité de puissance de sortie fournie par le chargeur.
- Communication du véhicule électrique : pour communiquer avec le système de gestion de la batterie (BMS) du véhicule électrique, le chargeur devra communiquer avec lui via un protocole de communication approprié (par exemple CCS) pour confirmer l'état de charge (SOC), la température et la tension actuels de la batterie, ainsi que le profil de charge nécessaire de la batterie.
- Transmission d'énergie : effectuez la charge en mode CC/CV selon les instructions fournies par BMS, tandis que les paramètres tels que la tension, le courant et la température seront surveillés en temps réel.
- Terminer la charge : arrêtez l'alimentation électrique une fois que le niveau cible de la batterie est atteint ou lorsque l'utilisateur l'arrête manuellement et enregistrez les données de charge.
- Logique de contrôle des touches
Distribution de puissance dynamique
Ajustez la puissance de sortie en fonction de la charge du réseau et des besoins du véhicule.
Par exemple, une borne de recharge de 360 kW :
Granularité minimale : 30kW.
Mode de charge d'égalisation-qui répartit la puissance plus uniformément, permet à chaque véhicule de recharge d'obtenir l'efficacité de charge la plus équilibrée. Il est adapté aux pauses de recharge des flottes de véhicules en exploitation.
Mode de charge prioritaire-qui donne la priorité à la recharge des véhicules dont le niveau de batterie est faible pour la distribution, permet d'obtenir une efficacité maximale. Il permet aux véhicules en attente de refaire le plein rapidement et optimise le temps d'attente en file d'attente.
- Tendances de développement des chargeurs DC EV
Haute puissance
- Objectif : Améliorez l’efficacité de la recharge pour réduire le temps d’attente des utilisateurs.
- Orientation technologique : Les chargeurs ultra-rapides supérieurs à 1 000 kW augmentent la densité de puissance en mettant en parallèle un certain nombre de modules ou en utilisant de nouveaux matériaux tels que GaN/SiC ; La technologie de charge ultra-rapide refroidie par liquide résout le problème de la dissipation thermique à haute puissance et prend en charge une puissance de sortie plus élevée.
Modularisation et intelligence
- La conception modulaire est utilisée pour combiner plusieurs modules de charge afin de satisfaire de nombreux besoins de puissance compris entre 120 et 1 000 kW.
- L'intégration de l'IoT et de l'IA offre la possibilité de gérer et d'optimiser votre solution de recharge à partir d'un point central à l'aide d'un logiciel. L'IoT vous permet de surveiller votre solution de recharge à distance afin de recevoir des alertes lorsque des défauts sont détectés et d'optimiser la stratégie de recharge en observant la charge sur le réseau électrique et le comportement des utilisateurs via l'IA.
Standardisation et compatibilité
- Proposition de valeur • Protocoles de communication unifiés : permettent l'interopérabilité des véhicules avec des chargeurs de différentes marques ; par exemple, compatibilité CCS/GB/T.
- Intégration des normes mondiales : réduisez la redondance des équipements et les augmentations de coûts causées par les différences de normes.
Intégration Internet de l'énergie
- V2G : les chargeurs de véhicules électriques utilisant le courant continu peuvent renvoyer de l’électricité via le réseau électrique à des fins d’écrêtage des pointes et de régulation de fréquence.
- Intégration du stockage-chargement photovoltaïque : L'intégration des systèmes photovoltaïques et de stockage d'énergie permet de recycler l'énergie verte.
Coût et protection de l'environnement
- Réduction des coûts : économisez sur les coûts d'équipement grâce à la production en vrac, à la réutilisation des modules et à de nouveaux matériaux tels que le carbure de silicium.
- Conception environnementale : consommez moins tout en dissipant la chaleur, utilisez des matériaux recyclables et réduisez l'empreinte carbone.
- Résumé
Le concept de “ vitesse de recharge semblable à celle d’un ravitaillement ” deviendra progressivement une réalité. Avec un chargeur DC EV, vous pouvez charger la batterie d’un véhicule électrique jusqu’au 80% le temps nécessaire pour aller aux toilettes.
Avec le développement de la technologie de l’IA et l’optimisation continue des algorithmes de planification de l’alimentation, les avantages des chargeurs DC EV de type split deviendront plus importants. Ils peuvent concentrer la charge au repos et charger de manière ordonnée pendant les périodes de pointe, améliorant ainsi considérablement l’efficacité de la charge.
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