1. Johdanto DC-latauspaaluun
Viime vuosina sähköajoneuvojen (EV) nopea kasvu on lisännyt tehokkaampien ja älykkäämpien latausratkaisujen kysyntää. Nopeasta latauskyvystään tunnetut tasavirtalatausalustat ovat tämän muutoksen eturintamassa. Teknologian kehityksen myötä tehokkaat tasavirtalaturit on nyt suunniteltu optimoimaan latausaikaa, parantamaan energiankäyttöä ja tarjoamaan saumattoman integroinnin älykkäisiin sähköverkkoihin.
Markkinoiden jatkuvan kasvun myötä kaksisuuntaisten OBC-latausasemien (On-Board Chargers) käyttöönotto ei ainoastaan auta lievittämään kuluttajien huolta toimintasäteestä ja latausahdistuksesta mahdollistamalla nopean latauksen, vaan myös mahdollistaa sähköajoneuvojen toiminnan hajautettuina energian varastointiasemina. Nämä ajoneuvot voivat palauttaa virtaa verkkoon, mikä auttaa huippukuormituksen ja latauslaakkojen täyttämisessä. Sähköajoneuvojen tehokas lataus DC-pikalatureilla (DCFC) on merkittävä trendi uusiutuvan energian siirtymisen edistämisessä. Erittäin nopeat latausasemat integroivat erilaisia komponentteja, kuten apuvirtalähteitä, antureita, virranhallintaa ja viestintälaitteita. Samaan aikaan tarvitaan joustavia valmistusmenetelmiä, jotta voidaan vastata erilaisten sähköajoneuvojen kehittyviin lataustarpeisiin, mikä lisää DCFC- ja erittäin nopeiden latausasemien suunnittelun monimutkaisuutta.
Verkkovirta- ja tasavirtalatauksen ero: Verkkovirtalatauksessa (kuvan 2 vasen puoli) kytke kannettava tietokone tavalliseen pistorasiaan, jolloin se muuntaa vaihtovirran sopivaksi tasavirraksi akun lataamiseksi. Tasavirtalatauksessa (kuvan 2 oikea puoli) latauspistoke lataa akun suoraan.
2. DC-latauspaalujärjestelmän koostumus
(1) Täydelliset koneen osat
(2) Järjestelmän osat
(3) Toiminnallinen lohkokaavio
(4) Panostuspaalujärjestelmä
Tason 3 (L3) DC-pikalaturit ohittavat sähköajoneuvon sisäisen laturin (OBC) lataamalla akun suoraan sähköajoneuvon akun hallintajärjestelmän (BMS) kautta. Tämä ohitus johtaa merkittävään latausnopeuden kasvuun, ja laturin lähtöteho vaihtelee 50 kW:sta 350 kW:iin. Lähtöjännite vaihtelee tyypillisesti 400 V:n ja 800 V:n välillä, ja uudemmat sähköajoneuvot ovat siirtymässä 800 V:n akkujärjestelmiin. Koska L3 DC-pikalaturit muuntavat kolmivaiheisen vaihtojännitteen tasavirraksi, ne käyttävät AC-DC-tehokertoimen korjausta (PFC) etupäässä, joka sisältää erillisen DC-DC-muuntimen. Tämä PFC-lähtö kytketään sitten ajoneuvon akkuun. Suuremman tehon saavuttamiseksi useita tehomoduuleja kytketään usein rinnan. L3 DC-pikalaturien tärkein etu on sähköajoneuvojen latausajan huomattava lyheneminen.
Latausakkuytimen ydin on perus-AC-DC-muunnin. Se koostuu PFC-vaiheesta, DC-väylästä ja DC-DC-moduulista.
PFC-vaiheen lohkokaavio
DC-DC-moduulin toiminnallinen lohkokaavio
3. Panostuspaalujen skenaariokaavio
(1) Optinen tallennusjärjestelmä
Sähköajoneuvojen lataustehon kasvaessa latausasemien sähkönjakelukapasiteetti ei usein pysty vastaamaan kysyntään. Tämän ongelman ratkaisemiseksi on kehitetty tasavirtaväylää hyödyntävä varastointipohjainen latausjärjestelmä. Tämä järjestelmä käyttää litiumakkuja energian varastointiyksikkönä ja paikallista ja etäistä EMS:ää (Energy Management System) tasapainottaakseen ja optimoidakseen sähkön tarjonnan ja kysynnän verkon, akkujen ja sähköajoneuvojen välillä. Lisäksi järjestelmä voidaan helposti integroida aurinkosähköjärjestelmiin (PV), mikä tarjoaa merkittäviä etuja sähkön hinnoittelussa ja verkon kapasiteetin laajentamisessa huippu- ja hiljaisina aikoina ja parantaa siten energiatehokkuutta kokonaisuudessaan.
(2) V2G-latausjärjestelmä
Ajoneuvosta sähköverkkoon (V2G) -teknologia hyödyntää sähköautojen akkuja energian varastointiin ja tukee sähköverkkoa mahdollistamalla ajoneuvojen ja sähköverkon välisen vuorovaikutuksen. Tämä vähentää laajamittaisten uusiutuvien energialähteiden integroinnin ja laajamittaisen sähköautojen latauksen aiheuttamaa rasitusta ja parantaa siten sähköverkon vakautta. Lisäksi esimerkiksi asuinalueilla ja toimistokomplekseissa lukuisat sähköajoneuvot voivat hyödyntää huippu- ja hiljaisen hinnoittelun vaikutuksia, hallita dynaamisia kuormituksen kasvuja, vastata sähköverkon kysyntään ja tarjota varavirtaa keskitetyn EMS (Energy Management System) -ohjauksen avulla. Kotitalouksissa ajoneuvosta kotiin (V2H) -teknologia voi muuttaa sähköautojen akut kodin energian varastointiratkaisuksi.
(3) Määrätty maksujärjestelmä
Tilattu latausjärjestelmä hyödyntää pääasiassa tehokkaita pikalatausasemia, jotka sopivat erinomaisesti keskittyneisiin lataustarpeisiin, kuten julkiseen liikenteeseen, takseihin ja logistiikka-autokantoihin. Latausaikatauluja voidaan räätälöidä ajoneuvotyypin mukaan, ja lataus tapahtuu ruuhka-aikojen ulkopuolella kustannusten alentamiseksi. Lisäksi voidaan ottaa käyttöön älykäs hallintajärjestelmä keskitetyn autokannan hallinnan virtaviivaistamiseksi.
4. Tulevaisuuden kehitystrendi
(1) Monipuolisten skenaarioiden koordinoitu kehittäminen, jota täydentävät keskitetyt ja hajautetut latausasemat yksittäisistä keskitetyistä latausasemista
Kohteisiin perustuvat hajautetut latausasemat ovat arvokas lisäys parannettuun latausverkostoon. Toisin kuin keskitetyt asemat, joilla käyttäjät etsivät aktiivisesti latausasemia, nämä asemat integroituvat paikkoihin, joissa ihmiset jo käyvät. Käyttäjät voivat ladata ajoneuvojaan pidempien (yleensä yli tunnin) oleskelujen aikana, jolloin pikalataus ei ole kriittistä. Näiden asemien latausteho, joka vaihtelee tyypillisesti 20–30 kW:n välillä, riittää henkilöautoille ja tarjoaa kohtuullisen tehon perustarpeiden tyydyttämiseen.
(2) 20 kW:n suuri markkinaosuus 20/30/40/60 kW:n monipuolisten kokoonpanojen markkinoiden kehitykseen
Siirtyessä kohti korkeajännitteisiä sähköajoneuvoja on kiireellisesti nostettava latauspisteiden enimmäislatausjännitettä 1000 volttiin, jotta korkeajännitemallien tuleva laajamittainen käyttö olisi mahdollista. Tämä muutos tukee latausasemien tarvittavia infrastruktuuripäivityksiä. 1000 voltin lähtöjännitestandardi on saavuttanut laajan hyväksynnän latausmoduuliteollisuudessa, ja keskeiset valmistajat ottavat asteittain käyttöön 1000 voltin korkeajännitteisiä latausmoduuleja vastatakseen tähän kysyntään.
Linkpower on omistautunut AC/DC-sähköajoneuvojen latauspisteiden tuotekehitykseen, mukaan lukien ohjelmistot, laitteistot ja ulkonäkö, yli 8 vuoden ajan. Olemme saaneet ETL / FCC / CE / UKCA / CB / TR25 / RCM -sertifikaatit. OCPP1.6-ohjelmistolla olemme suorittaneet testejä yli 100 OCPP-alustan toimittajan kanssa. Olemme päivittäneet OCPP1.6J:n OCPP2.0.1:een, ja kaupallinen EVSE-ratkaisu on varustettu IEC/ISO15118-moduulilla, mikä on vankka askel kohti kaksisuuntaisen V2G-latauksen toteuttamista.
Tulevaisuudessa kehitetään huipputeknologisia tuotteita, kuten sähköajoneuvojen latauspisteitä, aurinkosähköä ja litiumakkujen energian varastointijärjestelmiä (BESS), jotka tarjoavat korkeamman tason integroituja ratkaisuja asiakkaille ympäri maailmaa.
Julkaisuaika: 17.10.2024