Elektriskais transportlīdzeklis ir ieslēgts

Tā kā pasaule gatavojas atbrīvot EV revolūciju, joprojām ir taisnība, ka adaptācijas ātrums ir lēns. Neskatoties uz to, ka elektriskie transportlīdzekļi ir videi draudzīgāki, vienmērīgāki un lētāki, šķiet, ka tie vēl nav praktiski. Iemesls ir divi vārdi, izmaksas un ekosistēma. Pašlaik EV cenas ir ievērojami vienādas ar benzīna automašīnām, padarot to par mazāk nozīmīgu izvēli pircējiem, sagaidāms, ka akumulatoru tehnoloģiju un valdības shēmu attīstība nākotnē samazinās EV izmaksas.

Otra daļa būtu tāda, ka pircējiem nav piemērotas ekosistēmas, lai bez lielām grūtībām izmantotu elektrisko transportlīdzekli. Ar “Ekosistēmu” es atsaucos uz uzlādes stacijām, lai uzlādētu jūsu EV, kad akumulatora sula ir beigusies. Iedomājieties, ka izmantojat benzīna transportlīdzekli, kad jūsu pilsētā nav nevienas degvielas uzpildes stacijas, un vienīgā vieta, kur jūs varat uzpildīt degvielu, ir jūsu mājās. Turklāt, lai uzlādētu tipisku EV, jums būs nepieciešamas vismaz 6-8 stundas. Daudzi uzņēmumi, piemēram, Tesla, EVgo, uzlādes punkts utt., Jau ir atzinuši šo problēmu, izveidojot uzlādes stacijas visā valstī. Ar tādām valstīm kā Nīderlande, kas solīja atteikties no benzīna dzinēja līdz 2035. gadam, ir pārliecība, ka nākotnes ceļi tiks aizstāti ar EV virs iekšdedzes motoriem un ap mums parādīsies daudz EV uzlādes staciju.

Bet kā darbojas EV uzlādes stacijas ? Vai vienā uzlādes stacijā var uzlādēt visu veidu elektriskos transportlīdzekļus? Kādi ir elektrisko transportlīdzekļu lādētāju veidi ? Kādi protokoli tiek ievēroti EV lādētājiem? Šajā rakstā mēs apspriedīsim atbildi uz visiem šiem jautājumiem un arī sapratīsim, kas ir elektrisko transportlīdzekļu uzlādes stacija un tās apakšsistēmas. Pirms iet tālāk, jums vajadzētu izlasīt par akumulatoriem, ko izmanto elektriskajā transportlīdzeklī, un par to, kā akumulatoru vadības sistēma darbojas elektromobiļa iekšpusē.

Elektrisko transportlīdzekļu apgādes aprīkojums (EVSE)

Iekārtas, kas veido elektrisko transportlīdzekļu uzlādes staciju, kopā sauc par elektrisko transportlīdzekļu piegādes aprīkojumu (EVSE). Šis termins ir populārāks, un tas neattiecas tikai uz uzlādes stacijām. Daži cilvēki to sauc arī par ECS, kas apzīmē elektrisko uzlādes staciju.

EVSE ir izstrādāts un izstrādāts, lai uzlādētu akumulatoru, izmantojot enerģijas piegādes režģi; šie akumulatori var būt elektriskā transportlīdzeklī (EV) vai pievienojamā elektriskā transportlīdzeklī (PEV). Šo EVSE jauda, ​​savienotājs un protokols mainīsies atkarībā no tā dizaina, kuru mēs apspriedīsim šajā rakstā.

Borta lādētāji un uzlādes stacijas

Pirms ieiet uzlādes stacijās, ir svarīgi saprast, kas atrodas EV iekšpusē un ar kuru daļu lādētājs tiks pievienots. Lielākajai daļai EV šodien ir iebūvēts lādētājs (OBC), un ražotājs kopā ar transportlīdzekli nodrošina arī lādētāju. Šos lādētājus kopā ar iebūvēto lādētāju klients var izmantot, lai uzlādētu savu EV no mājas kontaktligzdas, tiklīdz viņš / viņa to saņem mājās. Bet šie lādētāji ir ļoti vienkārši, un tiem nav papildu funkciju, un tāpēc parasti EV uzlāde prasa apmēram 8 stundas.

EV uzlādes staciju (EVSE) veidi

Uzlādes stacijas kopumā var iedalīt divos veidos: maiņstrāvas uzlādes stacija un līdzstrāvas uzlādes stacija.

AC lādēšanas stacijas, kā norāda nosaukums, ir paredzēts Maiņstrāvas veido režģi uz EV, kas pēc tam tiek pārveidots, lai DC, izmantojot borta lādētāju, lai uzlādētu transportlīdzekli. Šos lādētājus sauc arī par 1. un 2. līmeņa lādētājiem, kurus izmanto dzīvojamās un komerciālajās vietās. Maiņstrāvas uzlādes stacijas priekšrocība ir tā, ka iebūvētais lādētājs regulēs spriegumu un strāvu, kā tas nepieciešams EV, tāpēc uzlādes stacijai nav obligāti jāsazinās ar EV. Trūkumsir tā mazā izejas jauda, ​​kas palielina uzlādes laiku. Tipiska maiņstrāvas uzlādes sistēma ir parādīta zemāk redzamajā attēlā. Kā mēs redzam, ka maiņstrāva no tīkla tiek piegādāta tieši OBC caur EVSE, tad OBC to pārveido par līdzstrāvu un lādē akumulatoru caur BMS. Izmēģinājuma vadu izmanto, lai noteiktu lādētāja veidu, kas savienots ar EV, un iestatītu nepieciešamo ieejas strāvu OBC. Mēs par to vairāk apspriedīsim vēlāk.

DC uzlādes stacijas izpaužas Maiņstrāvas veido režģi un pārvērš to līdzstrāvas spriegumu, un to izmanto uzlādēt akumulatoru tieši apejot borta Charger (OBS). Šie lādētāji parasti izplata augstu spriegumu līdz 600 V un strāvu līdz 400 A, kas ļauj EV uzlādēt mazāk nekā 30 minūtēs, salīdzinot ar 8-16 stundām maiņstrāvas lādētājā. Tos sauc arī par 3. līmeņa lādētājiem un plaši pazīstami kā DC Fast Chargers (DCFC) vai Super lādētāji. Šāda veida lādētāja priekšrocība ir tā ātrā uzlādes laiks, savukārt trūkums - sarežģītā inženierijakur tai ir nepieciešams sazināties ar EV, lai to uzlādētu efektīvi un droši. Tipiska līdzstrāvas uzlādes sistēma ir parādīta zemāk, jo jūs varat redzēt, ka EVSE nodrošina līdzstrāvu tieši akumulatoram, apejot OBS. EVSE ir sakārtots kaudzītēs, lai nodrošinātu lielu strāvu, strāvas slēdža ierobežojumu dēļ viena kaudze nespēs nodrošināt lielu strāvu.

Parasti 1. līmeņa lādētāji ir domāti lietošanai mājokļos. Tie ir lādētāji, ko nodrošina ražotāji kopā ar EV, kurus var izmantot, lai uzlādētu EV, izmantojot standarta mājas kontaktligzdas. Tātad viņi strādā ar vienfāzes maiņstrāvas padevi un var izvadīt jebkur no 12A līdz 16A, un 24kWH EV uzlāde prasa apmēram 17 stundas. 1. līmeņa lādētājam nav lielas nozīmes uzlādes stacijās.

2. līmeņa lādētājs tiek nodrošināts kā 1. līmeņa lādētāja atjauninājums. To var vai nu uzstādīt mājā, pēc īpaša pieprasījuma, ja mājai ir sadalīta fāzes barošana, vai arī to var izmantot arī publiskās / komerciālās uzlādes stacijās. Šie lādētāji var nodrošināt līdz pat 80A izejas strāvu augsta ieejas sprieguma dēļ un var uzlādēt EV 8 stundu laikā. 3. līmeņa lādētājs vai Super lādētāji ir domāti tikai publiskām uzlādes stacijām. Viņiem nepieciešama daudzfāžu maiņstrāvas ieeja no tīkla un patērē vairāk nekā 240 kW, kas ir gandrīz 10 reizes vairāk nekā tipiska gaisa kondicionēšanas iekārta mūsu mājās. Tāpēc šo lādētāju darbībai nepieciešama īpaša tīkla atļauja.

Tiek uzskatīts, ka 2. un 3. līmeņa lādētāji ir efektīvāki nekā 1. līmeņa lādētāji, jo maiņstrāvas / līdzstrāvas un līdzstrāvas / līdzstrāvas pārveidošana notiek pašā EVSE. 2. un 3. līmeņa lādētāju milzīgā izmēra un sarežģītības dēļ tos nevar iebūvēt EV iekšpusē, jo tas palielinātu EV svaru un samazinātu efektivitāti.

Uzlādes stacijas tips	Lādētāja līmenis	Maiņstrāvas barošanas spriegums un strāva	Lādētāja jauda	Laiks uzlādēt 24kWH akumulatoru
Maiņstrāvas uzlādes stacija	1. līmenis - dzīvojamais	Vienfāzes - 120 / 230V un ~ 12 līdz 16A	~ 1,44 kW līdz ~ 1,92kW	~ 17 stundas
Maiņstrāvas uzlādes stacija	2. līmenis - komerciāls	Dalītā fāze - 208 / 240V un ~ 15 līdz 80A	~ 3,1 kW līdz ~ 19,2 kW	~ 8 stundas
Līdzstrāvas uzlādes stacija	3. līmenis - kompresors	Vienfāzes - 300 / 600V un ~ 400A	~ 120 kW līdz ~ 240 kW	~ 30 minūtes

EV lādēšanas savienotāju veidi

Tāpat kā eiropieši darbojas ar 220V 50Hz un amerikāņi ar 110V 60Hz, arī EV ir dažādi uzlādes savienotāji atkarībā no tā, kādā valstī tas tiek ražots. Tas ir radījis neskaidrības ESVE ražotāju vidū, jo tos nevar viegli padarīt universālus visiem EV. Galvenās maiņstrāvas un līdzstrāvas lādētāju savienotāju galvenās klasifikācijas ir norādītas zemāk.

Elektrisko transportlīdzekļu maiņstrāvas lādēšanas ligzdas:

Starp trim visizplatītākajiem maiņstrāvas uzlādes kontaktligzdām ir Ziemeļamerikā populāra kontaktligzda JSAE1772. Kā redzat, kontaktdakšai / savienotājam ir vairāki savienojumi, trīs platas tapas ir paredzētas fāzei, neitrālai un zemei, kamēr abas mazās tapas tiek izmantotas saziņai starp lādētāju un EV (pilota saskarne), mēs par to vairāk apspriedīsim vēlāk. Mennekes vai VDE-AR-E Eiropā izmanto trīsfāžu maiņstrāvas uzlādes sistēmai, un tādējādi tā var izvadīt lielu jaudu līdz 44kW. Le-Grand ir arī līdzīga kontaktligzda ar drošības aizvaru, lai novērstu atkritumu iekļūšanu uzlādes ligzdā. Saskaņā ar tehniskajiem standartiem visos turpmākajos maiņstrāvas lādētājos ir ieteicams izmantot tikai HSAE 1772 un VDE-AR-E kontaktligzdas.

Elektrisko transportlīdzekļu līdzstrāvas lādēšanas ligzdas:

DC lādētāja pusē mums ir CHAdeMO lādētāja kontaktligzda, kas ir vispopulārākais kontaktligzdas veids. To ieviesa Japāna, un drīz to pielāgoja Francija un Koreja. Šodien lielākajai daļai tādu EV kā Nissan Leaf, Kia utt. Ir šāda veida kontaktligzdas. Ligzdā ir divi plati kontakttīkli līdzstrāvas sliedēm un sakaru kontakti CAN protokolam. Kā mēs zinām, 3. līmeņa līdzstrāvas lādētāji neizmanto iebūvēto lādētāju, tāpēc tiem pašiem jānodrošina nepieciešamais spriegums un strāva EV akumulatoru komplektam. Tas tiek darīts, izveidojot sakaru saiti (izmēģinājuma saiti), izmantojot Control Area Network (CAN) protokolu ar akumulatora bloka BMS. Tad BMS uzdod lādētājam sākt uzlādes procesu, uzrauga to un pēc tam lūdz lādētāju pārtraukt uzlādi.

Par Tesla automašīnas ir sava veida lādētājiem sauc super lādētājus un līdz ar to ir sava veida savienotājiem, kā norādīts iepriekš. Bet viņi pārdod adapteri, kas var pārveidot viņu portu, lai to uzlādētu ar CHAdeMO vai CSS lādētājiem. CDD lādētājs ir vēl viena populāra lādētāja kontaktligzda, kas apvieno gan maiņstrāvas, gan līdzstrāvas lādētājus. Kā redzams attēlā, lādētājs ir sadalīts divos segmentos, lai atbalstītu gan līdzstrāvu, gan maiņstrāvu. Tas var atbalstīt CAN un elektropārvades sakarus (PLC), un to plaši izmanto Eiropas automašīnās, piemēram, Audi, BMW, Ford, GM, Porsche utt. Tas var atbalstīt līdz pat 400kW līdzstrāvas jaudu un 43kW maiņstrāvas jaudu.

EVSE maiņstrāvas uzlādes stacija - 1. un 2. līmeņa lādētāji

1. un 2. līmeņa uzlādes stacijām vienkārši jāpiegādā maiņstrāva elektrotransportlīdzeklī iebūvētajam lādētājam, kas pēc tam rūpētos par uzlādes procesu; tas varētu izskatīties pēc pirmā skatiena. Bet viņiem ir pienākums pierādīt pareizu enerģijas daudzumu no tīkla, kā to prasa EV akumulatoru komplekts, sazinoties ar to caur izmēģinājuma vadu. Apakšsistēmas, kas atrodas tipiskā maiņstrāvas uzlādes stacijā, kas attēlota TI apmācības dokumentā, ir parādītas zemāk.

1. līmeņa lādētāju maksimālā izejas strāva ir 16A mājsaimniecības strāvas kontaktligzdu ierobežojumu dēļ, savukārt 2. līmeņa lādētāji var nodrošināt līdz pat 80A, ja tos darbina ar trīsfāžu barošanu. Gan 1., gan 2. līmeņa maiņstrāvas lādētāji parasti izmanto SAEJ1772 standarta spraudkontaktu savienotājus.

Kā redzat, maiņstrāvas līnija (L1 un L2) ir pievienota J1772 savienotājam, izmantojot releju. Šis relejs tiks aizvērts, lai sāktu uzlādes procesu, un atvērts, kad uzlāde ir pabeigta. Pilot Signal sakari tiek izmantoti akumulatora stāvokļa noteikšanai, un resursdatora apstrādes sistēma izlemj, cik daudz enerģijas jāpiegādā iebūvētajam lādētājam. Mēs apspriedīsimies