Принцип работы зарядных станций постоянного тока для электромобилей

1. Классификация зарядных свай

Онзарядная станция переменного токараспределяет переменный ток из электросети взарядный модультранспортное средство посредством информационного взаимодействия с транспортным средством, изарядный модульВ автомобиле предусмотрен регулятор мощности для зарядки аккумуляторной батареи от переменного тока до постоянного.

ОнПистолет для зарядки от сети переменного тока (тип 1, тип 2, GB/T) длястанции зарядки переменного токаИмеет 7 клеммных отверстий, 7 отверстий оснащены металлическими клеммами для подключения трехфазного тока.станции зарядки электромобилей переменного тока(380 В), 7 отверстий, только 5 отверстий с металлическими клеммами, однофазный.зарядное устройство переменного тока для электромобилей(220 В), зарядные устройства переменного тока меньше, чемПистолеты для зарядки постоянным током (CCS1, CCS2, GB/T, Chademo).

Онзарядная станция постоянного токаПреобразует переменный ток из электросети в постоянный ток для зарядки аккумуляторной батареи транспортного средства, взаимодействуя с транспортным средством на основе полученной от него информации, и управляет выходной мощностью зарядной станции в соответствии с данными от менеджера батарей, установленного на транспортном средстве.

На зарядном устройстве постоянного тока имеется 9 клеммных отверстий длястанции зарядки постоянного токаКроме того, пистолет для зарядки постоянным током больше, чем пистолет для зарядки переменным током.

2. Основной принцип работы зарядных станций постоянного тока

В отраслевом стандарте «NB/T 33001-2010: Технические условия для небортовых проводных зарядных устройств для электромобилей», выпущенном Национальным управлением энергетики, указывается, что основной составзарядное устройство постоянного тока для электромобилейВключает в себя: блок питания, блок управления, блок учета, интерфейс зарядки, интерфейс питания и интерфейс взаимодействия человека с компьютером. Блок питания относится к модулю зарядки постоянным током, а блок управления — к контроллеру зарядной станции. В качестве продукта системной интеграции, помимо двух компонентов, «модуль зарядки постоянного тока" и "контроллер зарядной станции«Конструктивное строение, составляющее техническое ядро, также является одним из ключевых моментов проектирования надежности всей сваи. «Контроллер зарядной сваи» относится к категории встроенных аппаратных и программных технологий, а «модуль зарядки постоянным током» представляет собой высшее достижение силовой электроники в области переменного/постоянного тока.

Основной процесс зарядки выглядит следующим образом: на оба конца батареи подается постоянное напряжение, батарея заряжается постоянным высоким током, напряжение батареи постепенно и медленно повышается, достигая определенного уровня, когда напряжение батареи достигает номинального значения, уровень заряда (SoC) достигает 95% (для разных батарей — разные значения), и зарядка продолжается постоянным напряжением и малым током. «Напряжение повышается, но батарея не полностью заряжена, то есть, если есть время, можно переключиться на небольшой ток для ее обогащения». Для реализации этого процесса зарядки зарядная станция должна иметь «модуль зарядки постоянным током» для обеспечения постоянного тока; «контроллер зарядной станции» для управления «включением, выключением, выходным напряжением и выходным током» зарядного модуля; «сенсорный экран» в качестве человеко-машинного интерфейса для выдачи команд, и контроллер будет выдавать команды, такие как «включение, выключение, выходное напряжение, выходной ток» и другие, зарядному модулю. зарядная станция для электромобилейЕсли с электрической точки зрения достаточно иметь только зарядный модуль, плату управления и сенсорный экран; если команды, такие как включение питания, выключение и управление выходным напряжением/током, будут управляться с помощью нескольких клавиатур на зарядном модуле, то один зарядный модуль сможет зарядить аккумулятор.

Онэлектрическая часть зарядного устройства постоянного токаСостоит из первичной и вторичной цепей. На вход основной цепи поступает трехфазный переменный ток, который после подключения к автоматическому выключателю и интеллектуальному счетчику электроэнергии переменного тока преобразуется в постоянный ток, принимаемый зарядным модулем (выпрямительным модулем), а затем подключается предохранитель ипистолет-зарядное устройство для электромобилейдля зарядки электромобиля. Вторичная цепь состоит иззарядная станция для электромобилейКонтроллер, считыватель карт, дисплей, измеритель постоянного тока и т. д. Вторичная цепь также обеспечивает управление «старт-стоп» и «аварийную остановку»; сигнальная лампа отображает состояние «ожидание», «зарядка» и «полная зарядка»; в качестве устройства взаимодействия человека с компьютером дисплей обеспечивает считывание карт, настройку режима зарядки и управление запуском-остановкой.

Электрический принцип работы зарядных станций постоянного тока можно кратко описать следующим образом:

• В настоящее время мощность одного зарядного модуля составляет всего 15 кВт, что не удовлетворяет требованиям к энергопотреблению. Для этого необходимо, чтобы несколько зарядных модулей работали параллельно и имели шину CAN для обеспечения распределения тока между несколькими модулями.
• Входное напряжение зарядного модуля поступает из электросети, которая является источником высокого напряжения, что связано с электросетью и личной безопасностью, особенно личной безопасностью. Поэтому необходимо установить на входном конце воздушный выключатель (научное название — «автоматический выключатель в пластиковом корпусе»), молниезащитный выключатель или даже выключатель утечки тока;
• Выходное напряжение зарядной станции высокое, ток высокий, батарея электрохимическая, легко взрывается, поэтому для предотвращения неправильной эксплуатации на выходе должен быть предохранитель;
• Вопросы безопасности имеют наивысший приоритет; помимо мер на входном конце, должны быть установлены механические и электронные замки, проведено тестирование изоляции и обеспечено сопротивление разряду;
• Решение о том, принимать ли батарею на зарядку, принимает не зарядный модуль, а «мозг» батареи — система управления батареей (BMS). BMS выдает контроллеру инструкции о том, «разрешить ли зарядку, прекратить ли зарядку, какое напряжение и ток могут быть приняты», а контроллер затем передает их зарядному модулю. Поэтому необходимо реализовать связь по протоколу CAN между контроллером и BMS, а также связь по протоколу CAN между контроллером и зарядным модулем;
• Зарядная станция также нуждается в мониторинге и управлении, а контроллер должен быть подключен к фоновой сети через Wi-Fi, 3G/4G и другие модули сетевой связи;
• Оплата электроэнергии за зарядку не является бесплатной, необходимо установить счетчик и устройство для считывания карт, обеспечивающее функцию выставления счетов.
• На корпусе зарядной станции должны быть четко выраженные индикаторные лампы, обычно три индикаторные лампы, которые указывают на зарядку, неисправность и наличие питания соответственно;
• Ключевое значение имеет конструкция воздуховодов зарядных станций постоянного тока. Помимо знаний в области проектирования конструкций, для проектирования воздуховодов необходимо установить вентилятор внутри зарядной станции, хотя вентилятор уже установлен внутри каждого зарядного модуля.