Расшифровка мощной зарядки
T Начало этого года ознаменовалось замечательным ростом в мировой рынок новых электромобилей. Как критический Новая инфраструктура, зарядные станции внедряются ускоренными темпами, а их масштабы постоянно расширяются. Согласно последним данным, если взять в качестве примера Китай, к январю 2025 года общее количество зарядных инфраструктур в стране составило 13,213 млн, что на 49,1% больше, чем в предыдущем году. Среди них, высокомощные зарядные устройства становятся новым ярким пятном в китайской индустрии зарядных устройств.
1 Определение высокой мощности зарядки
Мощный зарядный блок, как следует из его названия, представляет собой зарядное устройство с высокой выходной мощностью. По сравнению с традиционной зарядной колонкой, его наиболее выдающееся преимущество заключается в значительном сокращении времени зарядки .
Мощная зарядка представляет собой технологию зарядки с высокой выходной мощностью, которая в основном используется для быстрой зарядки. В целом, Чем больше мощность зарядки, тем короче время зарядки, а мощность зарядки зависит от бортового зарядного устройства (OBC) транспортного средства для зарядки переменным током или BMS (системы управления аккумуляторными батареями) для зарядки постоянным током. Перед началом зарядки проверяется и подтверждается связь между транспортным средством и зарядным оборудованием. причем одним из ключевых аспектов является мощность зарядки, которую может принять транспортное средство. .
В настоящее время зарядка высокой мощности направлена в основном на увеличение тока зарядки без повышение общей платформы напряжения транспортного средства . Однако, при увеличении зарядного тока теплотворная способность клемм и кабелей резко возрастает , что приведет к резкому повышению температуры, потенциально разрушительный электронные компоненты зарядного устройства и даже вызвать серьезную огонь - связанный несчастный случай, связанный с безопасностью.
2 Принцип работы мощной зарядки
- Высоковольтный или сильноточный выход: при увеличении зарядного напряжения или зарядного тока, или и того, и другого, увеличивается количество электроэнергии, подаваемой в аккумулятор за единицу времени. Например, традиционная зарядка может использовать более низкое напряжение и ток, например 5 В/2 А; мощная зарядка может использовать более высокое напряжение, например 800 В или даже 1000 В, или более высокий ток, например 800 А и 1500 А и т. д.
2.2 Оптимизация конструкции зарядной цепи: Применяются усовершенствованные микросхемы управления питанием и топологии схем, такие как архитектура PFC + LLC. . Это может повысить эффективность зарядки, сократить потери энергии и гарантировать, что зарядное оборудование сможет по-прежнему поддерживать высокую эффективность преобразования и стабильность в условиях высокой выходной мощности.
2.3 Интеллектуальное управление зарядкой: с помощью интеллектуальных чипов и алгоритмов осуществляется мониторинг состояния аккумулятора в режиме реального времени, например, мощности, напряжения, температуры и т. д. На основе фактического состояния батареи , параметры зарядки автоматически настраиваются на реализовать такие режимы зарядки, как зарядка постоянным током, зарядка постоянным напряжением с ограничением тока и плавающая зарядка постоянным напряжением. Это гарантирует безопасность и эффективность процесса зарядки. .
3 Преимущества мощной зарядки
3.1 Сокращение времени зарядки: Это самое значительное преимущество мощной зарядки. Например, в секторе новых электромобилей он может восполнить мощность электрических большегрузных автомобилей более чем на 60% в течение 15 минут. . Для обычных NEV требуется всего 15 минут, чтобы зарядить их с 20% до 80%. .
3.2 Повышенное удобство для пользователя : Мощная зарядка сокращает время ожидания пользователя в процессе зарядки. Это делает использование электромобилей и других устройств более удобным, повышает эффективность поездок и облегчает “диапазон тревожности”
3.3 Повышение эффективности работы: в сфере логистики и транспортировки электромобили можно быстро пополнить и направить на выполнение следующей транспортной задачи, что повышает эффективность работы логистических автопарков и снижает эксплуатационные расходы.
4. Сценарии применения мощной зарядки
4.1 Общественные зарядные станции: в общественных местах, таких как зоны обслуживания скоростных автомагистралей и большие парковки, установлены мощные зарядные станции. обеспечить быструю зарядку электромобилей, сводя к минимуму время ожидания время.
4.2 Логистические перевозки: При перевозках на дальние расстояния зарядка высокой мощности значительно сокращает время зарядки и повышает эффективность транспортировки.
5. Технические типы зарядных устройств большой мощности
5.1 Технология зарядки с жидкостным охлаждением: Технология зарядки с жидкостным охлаждением использует охлаждающую жидкость для охлаждения нагревательного оборудования во время зарядки, такого как зарядные пистолеты и кабели. Этот метод позволяет эффективно контролировать температуру во время зарядки, что позволяет использовать более тонкие кабели и обеспечивает безопасность зарядного оборудования и транспортных средств. В зарядном устройстве Tesla V3 Supercharger используется данная технология жидкостного охлаждения.
5.2 Архитектура высокого напряжения 800 В: Многие новые электромобили, такие как Porsche Taycan, оснащены электрической системой высокого напряжения 800 В. Эта высоковольтная система может значительно сократить время зарядки. При той же мощности, чем выше напряжение приводит к снижению тока, тем самым уменьшая потери энергии и выделение тепла во время зарядки .
5.3 Высокомощные зарядные сваи: Высокомощные зарядные сваи могут обеспечить поразительно высокую мощность заряда. Например, зарядное устройство мощностью 350 кВт способно зарядить 80% аккумулятора за 15 минут. Эти зарядные устройства обычно поддерживают несколько стандартов, таких как CHAdeMO, CCS, GB/T и т. д., чтобы обеспечить совместимость с различными транспортными средствами.
5.4 Система управления аккумуляторными батареями (BMS): Система управления аккумуляторными батареями играет ключевую роль в процессе зарядки высокой мощности. Он может контролировать состояние батареи, например температуру, напряжение и т. д. уровень заряда и обеспечить безопасный и эффективный процесс зарядки. BMS может оптимизировать стратегию зарядки, чтобы избежать перегрева или перезарядки аккумулятора, таким образом продление срока службы батареи .
6. Проблемы при зарядке высокой мощности
- Рассеивание тепла
С увеличением мощности зарядки, требования к отводу тепла от оборудования становятся более жесткими . Например, когда зарядная установка мощностью 480 кВт работает на полную мощность, ее потребности в теплоотдаче превышают 20 кВт. В зонах зарядки большегрузных автомобилей, где требуется высокая мощность и длительная эксплуатация, важное значение имеют более эффективный отвод тепла и более высокая надежность оборудования. В области отвода тепла тремя основными технологиями являются традиционный метод прямой вентиляции, независимые воздуховоды и жидкостное охлаждение. Среди них независимые воздуховоды и жидкостное охлаждение обеспечивают относительно высокий уровень защиты. .
- Общая эффективность
Из-за большой мощности проблема эффективности станет более очевидной, что повлияет на теплоотдачу и экономическую выгоду всей станции. В области изменения мощности, помимо оптимизации топологии и системного уровня, также большое значение имеет применение новых полупроводниковых приборов, таких как приборы на основе карбида кремния. Однако в настоящее время применение устройств из карбида кремния по-прежнему сталкивается с некоторыми проблемами, включая стоимость, потребность в высокочастотном возбуждении, конструкцию поддерживающих магнитных устройств, рассеивание тепла и защиту от короткого замыкания.
- Шум
Шум повлияет на удобство зарядки пользователей и местоположение станции. Например, в некоторых местах с высокими требованиями к уровню шума, где невозможно использовать шумное оборудование или его использование и установка ограничены, необходимо предусмотреть соответствующие меры для снижения воздействия шума. При контроле шума ключевыми факторами являются расположение вентиляторов, конструкция воздуховодов, а также использование звукоизоляционных и звукопоглощающих материалов, которые в совокупности влияют на уровень шума.
- электрические сети
Широкое применение мощной зарядки постоянным током окажет влияние на электросеть. Это приводит к значительному увеличению нагрузки на электросеть. Особенно в торговых центрах, жилых районах и других местах пропускная способность электросети ограничена, а доступ к мощному зарядному оборудованию обычно требует дополнительного расширения мощностей. Расширение мощности электросетей в этих районах не только сложно, но и затратно. Быстрое увеличение и падение мощности при зарядке мощными устройствами приводит к усилению колебаний в электросети, что создает проблему для ее стабильности. Такое быстрое изменение мощности может повлиять на пиковые и минимальные характеристики энергосистемы, увеличить разницу пиковых и минимальных значений, а также привести к изменению времени пиковых и минимальных значений, тем самым влияя на экономические выгоды от эксплуатации станции.
- Распределение мощности
С точки зрения мощности распределения электроэнергии, прокладки кабелей и других инженерных приложений зарядное устройство мощностью 360 кВт/480 кВт может быть в 3/4 раза больше, чем зарядное устройство мощностью 120 кВт, поэтому многие владельцы зарядных устройств мощностью 360 кВт/480 кВт выбирают «станцию-в-станции» или демонстрационную станцию, например, Tesla V3.
7. Тенденция развития мощной зарядки
Во-первых, технология отвода тепла с помощью жидкостного охлаждения становится стандартной конфигурацией мощного зарядного оборудования, повышая эффективность отвода тепла и срок службы оборудования.
Во-вторых, интеллектуальные и взаимосвязанные технологии постепенно развиваются. Через Интернет вещей (IoT) Благодаря технологиям больших данных и искусственного интеллекта операторы зарядных свай могут осуществлять удаленный мониторинг, диагностику неисправностей и динамическое ценообразование оборудования, а также повышать эффективность работы.
В-третьих, мощные зарядные сваи будет уделять больше внимания совместимости и универсальности . Его можно адаптировать к электромобилям разных марок, моделей и спецификаций, устраняя барьеры между транспортными средствами и зарядными станциями и предоставляя пользователям более удобный процесс зарядки.
Четвертый, ч. ах - Зарядка электроэнергии будет более тесно интегрирована с возобновляемыми источниками энергии. Использование солнечной и ветровой энергии для питания зарядных станций позволяет добиться по-настоящему экологичной зарядки, что еще больше сокращает выбросы углерода и способствует развитию устойчивой энергетики. .
