1. Úvod do stejnosměrného nabíjecího systému
V posledních letech rychlý růst elektromobilů (EV) vedl k poptávce po efektivnějších a inteligentnějších řešeních nabíjení. V popředí této transformace stojí stejnosměrné nabíjecí stanice, známé svými rychlonabíjecími schopnostmi. S pokrokem v technologiích jsou nyní efektivní stejnosměrné nabíječky navrženy tak, aby optimalizovaly dobu nabíjení, zlepšily využití energie a nabízely bezproblémovou integraci s inteligentními sítěmi.
S neustálým nárůstem objemu trhu pomáhá implementace obousměrných palubních nabíječek (OBC) nejen zmírnit obavy spotřebitelů ohledně dojezdu a nabíjení tím, že umožňuje rychlé nabíjení, ale také umožňuje elektromobilům fungovat jako distribuované stanice pro ukládání energie. Tato vozidla mohou vracet energii do sítě, čímž pomáhají snižovat špičky a vyplňovat údolní propady. Efektivní nabíjení elektromobilů pomocí stejnosměrných rychlonabíječek (DCFC) je hlavním trendem v podpoře přechodu na obnovitelné zdroje energie. Ultrarychlé nabíjecí stanice integrují různé komponenty, jako jsou pomocné zdroje napájení, senzory, zařízení pro správu napájení a komunikační zařízení. Zároveň jsou pro splnění vyvíjejících se požadavků na nabíjení různých elektromobilů zapotřebí flexibilní výrobní metody, což zvyšuje složitost konstrukce DCFC a ultrarychlých nabíjecích stanic.
Rozdíl mezi nabíjením střídavým proudem a nabíjením stejnosměrným proudem: pro nabíjení střídavým proudem (levá strana obrázku 2) zapojte OBC do standardní zásuvky a OBC převádí střídavý proud na vhodný stejnosměrný proud pro nabíjení baterie. Pro nabíjení stejnosměrným proudem (pravá strana obrázku 2) nabíjecí stanice nabíjí baterii přímo.
2. Složení systému nabíjecích pilot stejnosměrného proudu
(1) Kompletní komponenty stroje
(2) Systémové komponenty
(3) Schéma funkčních bloků
(4) Subsystém nabíjecí piloty
Rychlonabíječky DC úrovně 3 (L3) obcházejí palubní nabíječku (OBC) elektromobilu tím, že nabíjejí baterii přímo prostřednictvím systému správy baterií (BMS) elektromobilu. Toto obcházení vede k významnému zvýšení rychlosti nabíjení, přičemž výstupní výkon nabíječky se pohybuje od 50 kW do 350 kW. Výstupní napětí se obvykle pohybuje mezi 400 V a 800 V, přičemž novější elektromobily se uchylují k bateriovým systémům s napětím 800 V. Protože rychlé nabíječky DC L3 převádějí třífázové vstupní střídavé napětí na stejnosměrné, používají vstupní komponentu pro korekci účiníku AC-DC (PFC), která obsahuje izolovaný měnič DC-DC. Tento výstup PFC je poté připojen k baterii vozidla. Pro dosažení vyššího výstupního výkonu se často zapojuje více napájecích modulů paralelně. Hlavní výhodou rychlonabíječek DC L3 je značné zkrácení doby nabíjení elektromobilů.
Jádro nabíjecího sloupu je základní měnič AC-DC. Skládá se z korekce účiníku (PFC), sběrnice DC a modulu DC-DC.
Blokové schéma fáze PFC
Funkční blokové schéma DC-DC modulu
3. Schéma scénáře nabíjecí hromady
(1) Systém nabíjení optických úložišť
S rostoucím nabíjecím výkonem elektromobilů se kapacita distribuce energie v nabíjecích stanicích často potýká s nedostatkem poptávky. Pro řešení tohoto problému se objevil systém nabíjení založený na úložištích využívající stejnosměrnou sběrnici. Tento systém využívá lithiové baterie jako úložnou jednotku energie a využívá lokální a vzdálený systém EMS (Energy Management System) k vyrovnávání a optimalizaci nabídky a poptávky po elektřině mezi sítí, akumulátory a elektromobily. Systém se navíc snadno integruje s fotovoltaickými (FV) systémy, což poskytuje významné výhody v oblasti cen elektřiny ve špičce i mimo špičku a rozšiřování kapacity sítě, čímž se zlepšuje celková energetická účinnost.
(2) Nabíjecí systém V2G
Technologie Vehicle-to-Grid (V2G) využívá baterie elektromobilů k ukládání energie a podporuje energetickou síť tím, že umožňuje interakci mezi vozidly a sítí. To snižuje zátěž způsobenou integrací velkých obnovitelných zdrojů energie a rozšířeným nabíjením elektromobilů, což v konečném důsledku zvyšuje stabilitu sítě. V oblastech, jako jsou obytné čtvrti a kancelářské komplexy, může navíc řada elektromobilů využívat cen ve špičce i mimo špičku, zvládat dynamické zvyšování zátěže, reagovat na poptávku v síti a poskytovat záložní napájení, a to vše prostřednictvím centralizovaného řízení EMS (Energy Management System). Pro domácnosti může technologie Vehicle-to-Home (V2H) transformovat baterie elektromobilů na řešení pro domácí ukládání energie.
(3) Objednaný systém nabíjení
Objednaný nabíjecí systém využívá primárně vysoce výkonné rychlonabíjecí stanice, ideální pro koncentrované potřeby nabíjení, jako je veřejná doprava, taxi a logistické flotily. Harmonogramy nabíjení lze přizpůsobit na základě typů vozidel, přičemž nabíjení probíhá mimo špičku, což snižuje náklady. Kromě toho lze implementovat inteligentní systém správy pro zefektivnění centralizované správy flotily.
4. Trend budoucího vývoje
(1) Koordinovaný rozvoj diverzifikovaných scénářů doplněných centralizovanými + distribuovanými nabíjecími stanicemi z jednotlivých centralizovaných nabíjecích stanic
Distribuované nabíjecí stanice v jednotlivých místech budou sloužit jako cenný doplněk k vylepšené síti nabíjecích stanic. Na rozdíl od centralizovaných stanic, kde uživatelé aktivně vyhledávají nabíječky, se tyto stanice integrují do míst, která lidé již navštěvují. Uživatelé si mohou nabíjet svá vozidla i během delších pobytů (obvykle déle než hodinu), kde rychlé nabíjení není kritické. Nabíjecí výkon těchto stanic, obvykle v rozmezí 20 až 30 kW, je dostatečný pro osobní vozidla a poskytuje rozumnou úroveň energie pro uspokojení základních potřeb.
(2) Velký podíl na trhu s výkonem 20 kW až po rozvoj diverzifikovaného trhu s konfiguracemi 20/30/40/60 kW
S přechodem na elektromobily s vyšším napětím je naléhavě nutné zvýšit maximální nabíjecí napětí nabíjecích stanic na 1000 V, aby se vyhovělo budoucímu širokému používání modelů s vysokým napětím. Tento krok podporuje nezbytnou modernizaci infrastruktury nabíjecích stanic. Standard výstupního napětí 1000 V si v odvětví nabíjecích modulů získal široké přijetí a klíčoví výrobci postupně zavádějí vysokonapěťové nabíjecí moduly s napětím 1000 V, aby tuto poptávku uspokojili.
Společnost Linkpower se již více než 8 let věnuje výzkumu a vývoji, včetně softwaru, hardwaru a designu, pro nabíjecí stanice pro elektromobily střídavého/stejnosměrného proudu. Získali jsme certifikáty ETL / FCC / CE / UKCA / CB / TR25 / RCM. Pomocí softwaru OCPP1.6 jsme provedli testování s více než 100 poskytovateli platformy OCPP. Aktualizovali jsme OCPP1.6J na OCPP2.0.1 a komerční řešení EVSE bylo vybaveno modulem IEC/ISO15118, což je solidní krok k realizaci obousměrného nabíjení V2G.
V budoucnu budou vyvinuty high-tech produkty, jako jsou nabíjecí stanice pro elektromobily, solární fotovoltaika a systémy pro ukládání energie s lithiovými bateriemi (BESS), které poskytnou zákazníkům po celém světě vyšší úroveň integrovaných řešení.
Čas zveřejnění: 17. října 2024