1. Introduzione alla pila di ricarica DC
Negli ultimi anni, la rapida crescita dei veicoli elettrici (EV) ha stimolato la domanda di soluzioni di ricarica più efficienti e intelligenti. Le pile di ricarica CC, note per le loro capacità di ricarica rapida, sono in prima linea in questa trasformazione. Con i progressi tecnologici, ora sono progettati efficienti caricabatterie CC per ottimizzare i tempi di ricarica, migliorare l’utilizzo dell’energia e offrire un’integrazione perfetta con le reti intelligenti.
Con il continuo aumento del volume di mercato, l’implementazione di OBC (caricabatterie di bordo) bidirezionali non solo aiuta ad alleviare le preoccupazioni dei consumatori sull’autonomia e l’ansia di ricarica consentendo la ricarica rapida, ma consente anche ai veicoli elettrici di funzionare come stazioni di stoccaggio dell’energia distribuite. Questi veicoli possono restituire energia alla rete, contribuendo alla riduzione dei picchi e al riempimento delle valli. La ricarica efficiente dei veicoli elettrici tramite caricabatterie rapidi CC (DCFC) è una tendenza importante nella promozione delle transizioni verso le energie rinnovabili. Le stazioni di ricarica ultraveloci integrano vari componenti come alimentatori ausiliari, sensori, gestione dell'energia e dispositivi di comunicazione. Allo stesso tempo, sono necessari metodi di produzione flessibili per soddisfare le esigenze di ricarica in evoluzione dei diversi veicoli elettrici, aggiungendo complessità alla progettazione di DCFC e stazioni di ricarica ultraveloci.
La differenza tra la ricarica CA e la ricarica CC, per la ricarica CA (lato sinistro della Figura 2), collega l'OBC a una presa CA standard e l'OBC converte la CA nella CC appropriata per caricare la batteria. Per la ricarica CC (lato destro della Figura 2), il terminale di ricarica carica direttamente la batteria.
2. Composizione del sistema di pile di ricarica CC
(1) Componenti completi della macchina
(2) Componenti del sistema
(3) Schema a blocchi funzionale
(4) Sottosistema del palo di ricarica
I caricabatterie rapidi CC di livello 3 (L3) bypassano il caricabatterie di bordo (OBC) di un veicolo elettrico caricando la batteria direttamente tramite il sistema di gestione della batteria (BMS) del veicolo elettrico. Questo bypass porta ad un aumento significativo della velocità di ricarica, con una potenza di uscita del caricatore che varia da 50 kW a 350 kW. La tensione di uscita varia tipicamente tra 400 V e 800 V, con i veicoli elettrici più recenti che tendono verso sistemi di batterie da 800 V. Poiché i caricabatterie rapidi CC L3 convertono la tensione di ingresso CA trifase in CC, utilizzano un front-end di correzione del fattore di potenza (PFC) CA-CC, che include un convertitore CC-CC isolato. Questa uscita PFC viene quindi collegata alla batteria del veicolo. Per ottenere una maggiore potenza in uscita, più moduli di potenza sono spesso collegati in parallelo. Il vantaggio principale dei caricabatterie rapidi L3 DC è la notevole riduzione dei tempi di ricarica per i veicoli elettrici
Il nucleo della pila di ricarica è un convertitore AC-DC di base. È costituito da stadio PFC, bus DC e modulo DC-DC
Diagramma a blocchi dello stadio PFC
Schema a blocchi funzionali del modulo DC-DC
3. Schema dello scenario della pila di ricarica
(1) Sistema di ricarica dello storage ottico
Con l’aumento della potenza di ricarica dei veicoli elettrici, la capacità di distribuzione dell’energia nelle stazioni di ricarica spesso fatica a soddisfare la domanda. Per risolvere questo problema, è emerso un sistema di ricarica basato sullo stoccaggio che utilizza un bus CC. Questo sistema utilizza batterie al litio come unità di accumulo dell'energia e impiega EMS (Energy Management System) locale e remoto per bilanciare e ottimizzare l'offerta e la domanda di elettricità tra la rete, le batterie di accumulo e i veicoli elettrici. Inoltre, il sistema può essere facilmente integrato con i sistemi fotovoltaici (PV), offrendo vantaggi significativi in termini di prezzi dell’elettricità nelle ore di punta e nelle ore non di punta e nell’espansione della capacità della rete, migliorando così l’efficienza energetica complessiva.
(2) Sistema di ricarica V2G
La tecnologia Vehicle-to-Grid (V2G) utilizza le batterie dei veicoli elettrici per immagazzinare energia, supportando la rete elettrica consentendo l’interazione tra i veicoli e la rete. Ciò riduce la tensione causata dall’integrazione di fonti di energia rinnovabile su larga scala e dalla diffusa ricarica dei veicoli elettrici, migliorando in definitiva la stabilità della rete. Inoltre, in aree come quartieri residenziali e complessi di uffici, numerosi veicoli elettrici possono trarre vantaggio dalle tariffe di punta e non di punta, gestire gli aumenti dinamici del carico, rispondere alla domanda della rete e fornire energia di riserva, il tutto attraverso un EMS (sistema di gestione dell'energia) centralizzato. controllare. Per le famiglie, la tecnologia Vehicle-to-Home (V2H) può trasformare le batterie dei veicoli elettrici in una soluzione di accumulo di energia domestica.
(3) Sistema di tariffazione ordinato
Il sistema di ricarica ordinato utilizza principalmente stazioni di ricarica rapida ad alta potenza, ideali per esigenze di ricarica concentrate come trasporti pubblici, taxi e flotte logistiche. I programmi di ricarica possono essere personalizzati in base al tipo di veicolo, con la ricarica che avviene durante le ore di elettricità non di punta per ridurre i costi. Inoltre, è possibile implementare un sistema di gestione intelligente per semplificare la gestione centralizzata della flotta.
4. Tendenza allo sviluppo futuro
(1) Sviluppo coordinato di scenari diversificati integrati da stazioni di ricarica centralizzate + distribuite da singole stazioni di ricarica centralizzate
Le stazioni di ricarica distribuite basate sulla destinazione costituiranno una preziosa aggiunta alla rete di ricarica potenziata. A differenza delle stazioni centralizzate in cui gli utenti cercano attivamente i caricabatterie, queste stazioni si integreranno nei luoghi che le persone stanno già visitando. Gli utenti possono caricare i propri veicoli durante soggiorni prolungati (in genere più di un'ora), dove la ricarica rapida non è fondamentale. La potenza di ricarica di queste stazioni, generalmente compresa tra 20 e 30 kW, è sufficiente per i veicoli passeggeri, fornendo un livello di potenza ragionevole per soddisfare le esigenze di base.
(2) Grande quota di mercato da 20 kW a sviluppo del mercato con configurazioni diversificate da 20/30/40/60 kW
Con lo spostamento verso veicoli elettrici a voltaggio più elevato, esiste l’urgente necessità di aumentare la tensione massima di ricarica delle pile di ricarica a 1000 V per far fronte al futuro uso diffuso di modelli ad alta tensione. Questa mossa supporta i necessari aggiornamenti infrastrutturali per le stazioni di ricarica. Lo standard della tensione di uscita da 1.000 V ha ottenuto un'ampia accettazione nel settore dei moduli di ricarica e i principali produttori stanno introducendo progressivamente moduli di ricarica ad alta tensione da 1.000 V per soddisfare questa domanda.
Linkpower si dedica da oltre 8 anni alla fornitura di ricerca e sviluppo, compresi software, hardware e aspetto per pile di ricarica per veicoli elettrici AC/DC. Abbiamo ottenuto i certificati ETL / FCC / CE / UKCA / CB / TR25 / RCM. Utilizzando il software OCPP1.6, abbiamo completato i test con più di 100 fornitori di piattaforme OCPP. Abbiamo aggiornato OCPP1.6J a OCPP2.0.1 e la soluzione commerciale EVSE è stata dotata del modulo IEC/ISO15118, che rappresenta un solido passo avanti verso la realizzazione della ricarica bidirezionale V2G.
In futuro, verranno sviluppati prodotti high-tech come le pile di ricarica per veicoli elettrici, l’energia solare fotovoltaica e i sistemi di accumulo dell’energia con batterie al litio (BESS) per fornire un livello più elevato di soluzioni integrate ai clienti di tutto il mondo.
Orario di pubblicazione: 17 ottobre 2024