Un caricabatterie per veicoli elettrici CC (EV) è un tipo di caricabatterie rapido per un veicolo elettrico (EV) che utilizza la corrente continua (CC) per fornire in modo rapido ed efficiente l'energia elettrica CC necessaria per caricare un singolo veicolo elettrico. Invece di convertire la corrente alternata standard (CA) fornita dalla rete elettrica in elettricità CA utilizzabile e quindi trasferire la CA alla batteria del veicolo elettrico tramite cavi conduttivi, Caricabatterie per veicoli elettrici CC utilizza una tecnologia avanzata per convertire e fornire direttamente la corrente continua ad alta tensione alla batteria del veicolo elettrico.
- Componenti del caricabatterie DC EV
Sul mercato, i caricabatterie DC per veicoli elettrici rientrano principalmente in due categorie: tipo integrato e tipo split.
Caricabatterie per veicoli elettrici CC integrato
- In base al suo nome, il prodotto è progettato con tutte le parti essenziali contenute all'interno di una custodia/tazza in metallo. I componenti includono ma non sono limitati a: un caricabatterie con interfaccia uomo-macchina, modulo di comunicazione (scheda di controllo) e dispositivi di protezione di sicurezza.
- Modulo caricabatterie: il modulo caricabatterie è un componente integrale del caricabatterie DC EV che converte la corrente alternata dalla rete elettrica in corrente continua, oltre a controllare sia la tensione che la quantità di corrente utilizzata da questo dispositivo. Il design è solitamente modulare per facilitare l'espansione e la manutenzione della capacità.
- Sistema di raffreddamento: un sistema raffreddato ad aria o a liquido che fornisce la dissipazione del calore dovuta alle alte temperature derivanti dal funzionamento ad alta potenza.
- • HMI: visualizza lo stato di ricarica, il costo, il messaggio di errore di comunicazione, ecc. Può essere utilizzato anche per lo scorrimento della carta di credito o lo scanner di codici/codici QR tramite un'app mobile.
- • Modulo di controllo e comunicazione: utilizzato per la regolazione dinamica della potenza e la protezione del controllo del caricabatterie DC EV che comunica con il veicolo, nonché con la rete elettrica e il sistema di gestione in background.
- • I dispositivi di protezione di sicurezza includono: protezione da sovratensione/sovracorrente; Monitoraggio dell'isolamento; Interruttori di arresto di emergenza; ecc.
Caricabatterie per veicoli elettrici CC di tipo diviso
Il nome stesso suggerisce che sia composto da due parti: l'unità principale e i terminali.
- L'unità principale è il nucleo della conversione e del controllo della potenza; converte CA in CC, modula la tensione e la corrente di uscita in base ai requisiti di carica e realizza una ricarica rapida.
- I terminali sono principalmente responsabili della connessione alla pistola di ricarica, della gestione dello stato dell'interfaccia di ricarica, del rilevamento se un veicolo è connesso e delle operazioni dell'utente, del controllo dell'avvio e dell'arresto della ricarica e del monitoraggio in tempo reale del processo di ricarica per garantire la sicurezza durante la ricarica.
Vantaggi dei caricabatterie per veicoli elettrici CC di tipo diviso rispetto a quelli integrati
- I caricabatterie per veicoli elettrici CC di tipo split possono essere configurati con più terminali e più pistole di ricarica, mentre quelli integrati generalmente hanno solo due pistole di ricarica.
- I caricabatterie di tipo split vengono solitamente utilizzati per unità principali di potenza superiore (oltre 480 kW), dotate di 8~16 pistole di ricarica con una granularità di 30kW~60kW. Minore è la granularità, maggiore è la capacità di distribuzione dinamica.
- A causa della loro maggiore potenza, i terminali di tipo split sono generalmente dotati di terminali raffreddati a liquido, che possono raggiungere una potenza di 600kW~800kW.
- Sistema di protezione di sicurezza dei caricabatterie per veicoli elettrici CC
Quella che segue è una descrizione delle apparecchiature di ricarica CC (carica conduttiva esterna) denominate in breve “caricabatterie”:
- Un circuito di alimentazione ausiliaria a bassa tensione deve avere una tensione nominale di 12 ± 1,2 V e una corrente nominale massima di 10 A.
- In tutti i caricatori deve essere implementato quanto segue: 1) dispositivo di prevenzione del riflusso di corrente, 2) funzione di scarica, 3) dispositivo di monitoraggio dell'isolamento (IMD).
- Il controller del dispositivo può monitorare lo stato dei contattori DC C1 e C2 e degli interruttori S3 e S4 e controllarne l'accensione e lo spegnimento; il controller del veicolo può monitorare lo stato dei contattori DC C5 e C6 e controllarne l'accensione e lo spegnimento.
- Il controller del veicolo può essere configurato con una funzione di rilevamento del circuito di alimentazione ausiliaria a bassa tensione. Se il veicolo elettrico fornisce la propria alimentazione ausiliaria a bassa tensione, deve essere isolato dall'alimentazione ausiliaria del caricabatterie e non deve essere presente alcuna uscita di tensione sull'alimentazione ausiliaria a bassa tensione A+ e A- del lato del veicolo.
- Principio di funzionamento dei caricabatterie per veicoli elettrici CC
- Collegamento alla rete elettrica: interfacciato a un ingresso CA trifase dalla rete, tipicamente a un livello di 380 V CA.
- Conversione di potenza CA/CC: il modulo di ricarica converte l'ingresso CA in un'uscita CC ad alta tensione (tipicamente 200-1000 V CC) e controlla la quantità di potenza in uscita fornita dal caricabatterie.
- Comunicazione del veicolo elettrico: per comunicare con il sistema di gestione della batteria del veicolo elettrico (BMS), il caricabatterie dovrà comunicare con esso tramite un protocollo di comunicazione adeguato (ad esempio CCS) per confermare l'attuale stato di carica della batteria (SOC), la temperatura e la tensione, nonché il profilo di carica necessario della batteria.
- Trasmissione di energia: esegui la ricarica in modalità CC/CV secondo le istruzioni fornite da BMS, mentre parametri come tensione, corrente e temperatura verranno monitorati in tempo reale.
- Termina la ricarica: interrompe l'alimentazione una volta raggiunto il livello della batteria target o quando viene interrotta manualmente dall'utente e salva i dati di ricarica.
- Logica di controllo chiave
Distribuzione dinamica della potenza
Regola la potenza in uscita in base al carico della rete e alle esigenze del veicolo.
Ad esempio, una stazione di ricarica da 360 kW:
Granularità minima: 30kW.
Equalizzazione della modalità di ricarica-che distribuisce la potenza in modo più uniforme, consente a ciascun veicolo in carica di ottenere l'efficienza di ricarica più equilibrata. È adatto per le pause di ricarica delle flotte di veicoli operativi.
Modalità di ricarica prioritaria-che dà priorità alla ricarica dei veicoli con livelli di batteria bassi per la distribuzione, raggiunge la massima efficienza. Permette ai veicoli in attesa di rifornire rapidamente la batteria e di ottimizzare i tempi di attesa in coda.
- Tendenze di sviluppo dei caricabatterie per veicoli elettrici CC
Alta potenza
- Obiettivo: Migliora l'efficienza della ricarica per ridurre i tempi di attesa da parte degli utenti.
- Direzione tecnologica: I caricabatterie ultraveloci superiori a 1.000 kW aumentano la densità di potenza collegando in parallelo un numero di moduli o utilizzando nuovi materiali come GaN/SiC; La tecnologia di ricarica ultraveloce raffreddata a liquido risolve il problema della dissipazione del calore ad alta potenza e supporta una maggiore potenza in uscita.
Modularizzazione e intelligenza
- Il design modulare viene utilizzato per combinare diversi moduli di ricarica per soddisfare numerosi requisiti di potenza tra 120 e 1.000 kW.
- L'integrazione IoT e AI offre la possibilità di gestire e ottimizzare la soluzione di ricarica da un punto centrale utilizzando il software. L'IoT ti consente di monitorare la tua soluzione di ricarica da remoto in modo da poter ricevere avvisi quando vengono rilevati guasti e ottimizzare la strategia di ricarica osservando il carico sulla rete elettrica e il comportamento degli utenti tramite l'intelligenza artificiale.
Standardizzazione e compatibilità
- Proposta di valore • Protocolli di comunicazione unificati: consentono l'interoperabilità dei veicoli con caricabatterie di marche diverse; ad esempio, compatibilità CCS/GB/T.
- Integrazione standard globale: riduce la ridondanza delle apparecchiature e gli aumenti dei costi causati dalle differenze standard.
Integrazione Internet dell'energia
- V2G: i caricabatterie per veicoli elettrici che utilizzano corrente continua possono restituire elettricità attraverso la rete elettrica per scopi di riduzione dei picchi e regolazione della frequenza.
- Integrazione di sistemi di ricarica e accumulo fotovoltaico: l'integrazione di sistemi fotovoltaici e di accumulo di energia consente il riciclaggio di energia verde.
Costi e tutela dell'ambiente
- Riduzione dei costi: risparmio sui costi delle apparecchiature grazie alla produzione in serie, alla riutilizzabilità dei moduli e a nuovi materiali come il carburo di silicio.
- Design ambientale: consuma meno dissipando il calore, utilizza materiali riciclabili e riduci l'impronta di carbonio.
- Sommario
Il concetto di “velocità di ricarica simile al rifornimento” diventerà gradualmente realtà. Con un caricabatterie DC EV, puoi caricare la batteria di un veicolo elettrico sull'80% nel tempo necessario per utilizzare il bagno.
Con lo sviluppo della tecnologia AI e la continua ottimizzazione degli algoritmi di pianificazione energetica, i vantaggi dei caricabatterie DC per veicoli elettrici di tipo split diventeranno più evidenti. Possono concentrare la carica quando sono inattivi e caricarla in modo ordinato durante i periodi di punta, migliorando notevolmente l'efficienza di ricarica.
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