1. Introduksjon til DC-ladehaug
De siste årene har den raske veksten av elbiler (EV-er) drevet etterspørselen etter mer effektive og intelligente ladeløsninger. DC-ladestabler, kjent for sine hurtigladeegenskaper, er i forkant av denne transformasjonen. Med teknologiske fremskritt er effektive DC-ladere nå designet for å optimalisere ladetid, forbedre energiutnyttelsen og tilby sømløs integrasjon med smarte nett.
Med den kontinuerlige økningen i markedsvolum, bidrar implementeringen av toveis OBC (On-Board Chargers) ikke bare til å lindre forbrukernes bekymringer om rekkevidde og ladeangst ved å muliggjøre hurtiglading, men lar også elbiler fungere som distribuerte energilagringsstasjoner. Disse kjøretøyene kan returnere strøm til strømnettet, noe som bidrar til toppskaling og dalfylling. Effektiv lading av elbiler via DC-hurtigladere (DCFC) er en viktig trend for å fremme overgangen til fornybar energi. Ultrahurtigladestasjoner integrerer ulike komponenter som ekstra strømforsyninger, sensorer, strømstyring og kommunikasjonsenheter. Samtidig kreves det fleksible produksjonsmetoder for å møte de utviklende ladebehovene til forskjellige elbiler, noe som øker kompleksiteten i utformingen av DCFC- og ultrahurtigladestasjoner.
Forskjellen mellom AC-lading og DC-lading er at for AC-lading (venstre side av figur 2), kobler du OBC-en til en standard AC-uttak, og OBC-en konverterer AC til riktig DC for å lade batteriet. For DC-lading (høyre side av figur 2) lader ladestolpen batteriet direkte.
2. Sammensetning av DC-ladesystem
(1) Komplette maskinkomponenter
(2) Systemkomponenter
(3) Funksjonelt blokkdiagram
(4) Delsystem for ladehauger
Nivå 3 (L3) DC-hurtigladere omgår den innebygde laderen (OBC) til et elbil ved å lade batteriet direkte via elbilens batteristyringssystem (BMS). Denne omgåelsen fører til en betydelig økning i ladehastigheten, med laderens utgangseffekt fra 50 kW til 350 kW. Utgangsspenningen varierer vanligvis mellom 400 V og 800 V, og nyere elbiler trender mot 800 V batterisystemer. Siden L3 DC-hurtigladere konverterer trefase AC-inngangsspenning til DC, bruker de en AC-DC effektfaktorkorreksjon (PFC) frontend, som inkluderer en isolert DC-DC-omformer. Denne PFC-utgangen kobles deretter til kjøretøyets batteri. For å oppnå høyere effekt kobles ofte flere strømmoduler parallelt. Hovedfordelen med L3 DC-hurtigladere er den betydelige reduksjonen i ladetiden for elbiler.
Ladestasjonens kjerne er en grunnleggende AC-DC-omformer. Den består av et PFC-trinn, en DC-buss og en DC-DC-modul.
PFC-trinnsblokkdiagram
Funksjonsblokkdiagram for DC-DC-modul
3. Ladehaugscenarioskjema
(1) Optisk lagringsladesystem
Etter hvert som ladekraften til elbiler øker, sliter ofte strømdistribusjonskapasiteten på ladestasjoner med å dekke etterspørselen. For å løse dette problemet har det dukket opp et lagringsbasert ladesystem som bruker en DC-buss. Dette systemet bruker litiumbatterier som energilagringsenhet og benytter lokalt og eksternt EMS (Energy Management System) for å balansere og optimalisere strømforsyning og -etterspørsel mellom nettet, lagringsbatteriene og elbilene. I tillegg kan systemet enkelt integreres med solcelleanlegg (PV), noe som gir betydelige fordeler i strømpriser i topp- og lavtrafikkperioder og utvidelse av nettkapasitet, og dermed forbedre den generelle energieffektiviteten.
(2) V2G-ladesystem
Vehicle-to-Grid (V2G)-teknologi bruker elbilbatterier til å lagre energi, og støtter strømnettet ved å muliggjøre samhandling mellom kjøretøy og strømnettet. Dette reduserer belastningen forårsaket av integrering av storskala fornybare energikilder og utbredt lading av elbiler, noe som til slutt forbedrer strømnettets stabilitet. I tillegg kan en rekke elbiler i områder som boligområder og kontorkomplekser dra nytte av priser i høy- og lavtrafikk, håndtere dynamiske belastningsøkninger, reagere på strømnettets etterspørsel og gi reservestrøm, alt gjennom sentralisert EMS (Energy Management System)-kontroll. For husholdninger kan Vehicle-to-Home (V2H)-teknologi forvandle elbilbatterier til en energilagringsløsning for hjemmet.
(3) Bestilt ladesystem
Det bestilte ladesystemet benytter hovedsakelig kraftige hurtigladestasjoner, ideelle for konsentrerte ladebehov som offentlig transport, drosjer og logistikkflåter. Ladeplaner kan tilpasses basert på kjøretøytyper, med lading utenom rushtid for å redusere kostnadene. I tillegg kan et intelligent styringssystem implementeres for å effektivisere sentralisert flåtestyring.
4. Fremtidig utviklingstrend
(1) Koordinert utvikling av diversifiserte scenarier supplert med sentraliserte + distribuerte ladestasjoner fra enkeltstående sentraliserte ladestasjoner
Destinasjonsbaserte distribuerte ladestasjoner vil tjene som et verdifullt tillegg til det forbedrede ladenettverket. I motsetning til sentraliserte stasjoner der brukere aktivt søker etter ladere, vil disse stasjonene integreres på steder folk allerede besøker. Brukere kan lade kjøretøyene sine under lengre opphold (vanligvis over en time), der hurtiglading ikke er kritisk. Ladeeffekten til disse stasjonene, som vanligvis varierer fra 20 til 30 kW, er tilstrekkelig for personbiler, og gir et rimelig strømnivå for å dekke grunnleggende behov.
(2) Utvikling av et marked med stor markedsandel på 20 kW til et marked med diversifisert konfigurasjon på 20/30/40/60 kW
Med overgangen mot elektriske kjøretøy med høyere spenning er det et presserende behov for å øke den maksimale ladespenningen for ladestabler til 1000 V for å imøtekomme den fremtidige utbredte bruken av høyspenningsmodeller. Dette tiltaket støtter de nødvendige infrastrukturoppgraderingene for ladestasjoner. Standarden for utgangsspenning på 1000 V har fått bred aksept i lademodulindustrien, og viktige produsenter introduserer gradvis 1000 V høyspenningslademoduler for å møte denne etterspørselen.
Linkpower har vært dedikert til å tilby forskning og utvikling, inkludert programvare, maskinvare og design for AC/DC-ladestabler for elektriske kjøretøy, i over 8 år. Vi har oppnådd ETL-/FCC-/CE-/UKCA-/CB-/TR25-/RCM-sertifikater. Ved å bruke OCPP1.6-programvaren har vi fullført tester med mer enn 100 OCPP-plattformleverandører. Vi har oppgradert OCPP1.6J til OCPP2.0.1, og den kommersielle EVSE-løsningen er utstyrt med IEC/ISO15118-modulen, som er et solid skritt mot å realisere V2G toveis lading.
I fremtiden vil høyteknologiske produkter som ladestasjoner for elbiler, solcellepaneler og litiumbatterilagringssystemer (BESS) bli utviklet for å tilby et høyere nivå av integrerte løsninger for kunder over hele verden.
Publisert: 17. oktober 2024