1. Introdução à pilha de carregamento DC
Nos últimos anos, o rápido crescimento dos veículos eléctricos (VE) impulsionou a procura de soluções de carregamento mais eficientes e inteligentes. As pilhas de carregamento DC, conhecidas pelas suas capacidades de carregamento rápido, estão na vanguarda desta transformação. Com os avanços tecnológicos, os carregadores CC eficientes são agora concebidos para otimizar o tempo de carregamento, melhorar a utilização de energia e oferecer integração perfeita com redes inteligentes.
Com o aumento contínuo do volume do mercado, a implementação de OBC (carregadores de bordo) bidirecionais não só ajuda a aliviar as preocupações dos consumidores sobre a autonomia e a ansiedade de carregamento, permitindo o carregamento rápido, mas também permite que os veículos elétricos funcionem como estações de armazenamento de energia distribuída. Esses veículos podem devolver energia à rede, auxiliando na redução de picos e no preenchimento de vales. O carregamento eficiente de veículos elétricos através de carregadores rápidos DC (DCFC) é uma tendência importante na promoção de transições para energias renováveis. As estações de carregamento ultrarrápidas integram vários componentes, como fontes de alimentação auxiliares, sensores, gerenciamento de energia e dispositivos de comunicação. Ao mesmo tempo, são necessários métodos de fabricação flexíveis para atender às crescentes demandas de carregamento de diferentes veículos elétricos, acrescentando complexidade ao projeto de DCFC e de estações de carregamento ultrarrápidas.
A diferença entre carregamento CA e carregamento CC, para carregamento CA (lado esquerdo da Figura 2), conecte o OBC a uma tomada CA padrão e o OBC converte CA em CC apropriado para carregar a bateria. Para carregamento DC (lado direito da Figura 2), o posto de carregamento carrega a bateria diretamente.
2. Composição do sistema de pilha de carregamento DC
(1) Componentes completos da máquina
(2) Componentes do sistema
(3) Diagrama de blocos funcionais
(4) Subsistema de pilha de carregamento
Os carregadores rápidos CC de nível 3 (L3) ignoram o carregador de bordo (OBC) de um veículo elétrico, carregando a bateria diretamente através do Sistema de Gerenciamento de Bateria (BMS) do EV. Este desvio leva a um aumento significativo na velocidade de carregamento, com potência de saída do carregador variando de 50 kW a 350 kW. A tensão de saída normalmente varia entre 400 V e 800 V, com os EVs mais recentes tendendo para sistemas de bateria de 800 V. Como os carregadores rápidos L3 DC convertem a tensão de entrada CA trifásica em CC, eles usam um front-end de correção do fator de potência CA-CC (PFC), que inclui um conversor CC-CC isolado. Esta saída PFC é então ligada à bateria do veículo. Para obter maior potência, vários módulos de potência são frequentemente conectados em paralelo. O principal benefício dos carregadores rápidos L3 DC é a redução considerável do tempo de carregamento dos veículos elétricos
O núcleo da pilha de carregamento é um conversor AC-DC básico. Consiste em estágio PFC, barramento DC e módulo DC-DC
Diagrama de blocos do estágio PFC
Diagrama de blocos funcionais do módulo DC-DC
3. Esquema de cenário de pilha de carregamento
(1) Sistema de carregamento de armazenamento óptico
À medida que a potência de carregamento dos veículos eléctricos aumenta, a capacidade de distribuição de energia nas estações de carregamento muitas vezes tem dificuldade em satisfazer a procura. Para resolver este problema, surgiu um sistema de carregamento baseado em armazenamento utilizando um barramento DC. Este sistema utiliza baterias de lítio como unidade de armazenamento de energia e emprega EMS (Sistema de Gestão de Energia) local e remoto para equilibrar e otimizar a oferta e a procura de eletricidade entre a rede, as baterias de armazenamento e os veículos elétricos. Além disso, o sistema pode ser facilmente integrado com sistemas fotovoltaicos (PV), proporcionando vantagens significativas no preço da eletricidade nos horários de pico e fora de pico e na expansão da capacidade da rede, melhorando assim a eficiência energética geral.
(2) Sistema de carregamento V2G
A tecnologia Vehicle-to-Grid (V2G) utiliza baterias EV para armazenar energia, apoiando a rede elétrica ao permitir a interação entre os veículos e a rede. Isto reduz a pressão causada pela integração de fontes de energia renováveis em grande escala e pelo carregamento generalizado de VE, melhorando, em última análise, a estabilidade da rede. Além disso, em áreas como bairros residenciais e complexos de escritórios, vários veículos eléctricos podem tirar partido dos preços de pico e fora de pico, gerir aumentos de carga dinâmicos, responder à procura da rede e fornecer energia de reserva, tudo através de EMS (Sistema de Gestão de Energia) centralizado. controlar. Para as famílias, a tecnologia Vehicle-to-Home (V2H) pode transformar as baterias dos veículos elétricos numa solução de armazenamento de energia doméstica.
(3) Sistema de cobrança solicitado
O sistema de carregamento ordenado utiliza principalmente estações de carregamento rápido de alta potência, ideais para necessidades de carregamento concentradas, como transporte público, táxis e frotas logísticas. Os horários de carregamento podem ser personalizados com base nos tipos de veículos, com o carregamento ocorrendo fora dos horários de pico de eletricidade para reduzir custos. Além disso, um sistema de gestão inteligente pode ser implementado para agilizar a gestão centralizada da frota.
4. Tendência de desenvolvimento futuro
(1) Desenvolvimento coordenado de cenários diversificados complementados por estações de carregamento centralizadas + distribuídas a partir de estações de carregamento centralizadas únicas
As estações de carregamento distribuídas baseadas no destino servirão como uma adição valiosa à rede de carregamento melhorada. Ao contrário das estações centralizadas onde os utilizadores procuram ativamente carregadores, estas estações serão integradas em locais que as pessoas já visitam. Os usuários podem carregar seus veículos durante estadias prolongadas (normalmente mais de uma hora), onde o carregamento rápido não é crítico. A potência de carregamento destas estações, normalmente variando entre 20 e 30 kW, é suficiente para veículos de passageiros, proporcionando um nível razoável de potência para satisfazer as necessidades básicas.
(2) Mercado de grande participação de 20kW para desenvolvimento de mercado de configuração diversificada de 20/30/40/60kW
Com a mudança para veículos eléctricos de alta tensão, há uma necessidade premente de aumentar a tensão máxima de carga das pilhas de carga para 1000V para acomodar a futura utilização generalizada de modelos de alta tensão. Esta medida apoia as atualizações de infraestrutura necessárias para as estações de carregamento. O padrão de tensão de saída de 1000 V ganhou ampla aceitação na indústria de módulos de carregamento, e os principais fabricantes estão introduzindo progressivamente módulos de carregamento de alta tensão de 1000 V para atender a essa demanda.
A Linkpower tem se dedicado a fornecer P&D, incluindo software, hardware e aparência para pilhas de carregamento de veículos elétricos AC/DC por mais de 8 anos. Obtivemos certificados ETL/FCC/CE/UKCA/CB/TR25/RCM. Usando o software OCPP1.6, concluímos os testes com mais de 100 fornecedores de plataformas OCPP. Atualizamos o OCPP1.6J para OCPP2.0.1, e a solução comercial EVSE foi equipada com o módulo IEC/ISO15118, que é um passo sólido para realizar o carregamento bidirecional V2G.
No futuro, produtos de alta tecnologia, como pilhas de carregamento de veículos elétricos, sistemas solares fotovoltaicos e sistemas de armazenamento de energia de baterias de lítio (BESS), serão desenvolvidos para fornecer um nível mais elevado de soluções integradas para clientes em todo o mundo.
Horário da postagem: 17 de outubro de 2024