1. Introducción a la pila de carga de CC
En los últimos años, el rápido crecimiento de los vehículos eléctricos (EV) ha impulsado la demanda de soluciones de carga más eficientes e inteligentes. Las pilas de carga de CC, conocidas por sus capacidades de carga rápida, están a la vanguardia de esta transformación. Con los avances tecnológicos, los cargadores de CC eficientes ahora están diseñados para optimizar el tiempo de carga, mejorar la utilización de la energía y ofrecer una integración perfecta con las redes inteligentes.
Con el continuo aumento del volumen de mercado, la implementación de OBC (cargadores a bordo) bidireccionales no solo ayuda a aliviar las preocupaciones de los consumidores sobre el alcance y la ansiedad por la carga al permitir una carga rápida, sino que también permite que los vehículos eléctricos funcionen como estaciones distribuidas de almacenamiento de energía. Estos vehículos pueden devolver energía a la red, ayudando a reducir los picos y llenar los valles. La carga eficiente de vehículos eléctricos mediante cargadores rápidos de CC (DCFC) es una tendencia importante en la promoción de las transiciones a las energías renovables. Las estaciones de carga ultrarrápida integran varios componentes como fuentes de alimentación auxiliares, sensores, gestión de energía y dispositivos de comunicación. Al mismo tiempo, se requieren métodos de fabricación flexibles para satisfacer las cambiantes demandas de carga de los diferentes vehículos eléctricos, lo que añade complejidad al diseño de DCFC y estaciones de carga ultrarrápidas.
La diferencia entre carga de CA y carga de CC: para la carga de CA (lado izquierdo de la Figura 2), conecte el OBC a una toma de CA estándar y el OBC convertirá la CA en la CC apropiada para cargar la batería. Para la carga de CC (lado derecho de la Figura 2), el poste de carga carga la batería directamente.
2. Composición del sistema de pila de carga de CC
(1) Componentes completos de la máquina
(2) Componentes del sistema
(3) Diagrama de bloques funcional
(4) Subsistema de pila de carga
Los cargadores rápidos de CC de nivel 3 (L3) evitan el cargador a bordo (OBC) de un vehículo eléctrico al cargar la batería directamente a través del sistema de gestión de batería (BMS) del vehículo eléctrico. Este bypass conduce a un aumento significativo en la velocidad de carga, con una potencia de salida del cargador que oscila entre 50 kW y 350 kW. El voltaje de salida suele variar entre 400 V y 800 V, y los vehículos eléctricos más nuevos tienden a utilizar sistemas de baterías de 800 V. Dado que los cargadores rápidos de CC L3 convierten el voltaje de entrada de CA trifásico en CC, utilizan una interfaz de corrección del factor de potencia (PFC) de CA-CC, que incluye un convertidor CC-CC aislado. Esta salida PFC luego se vincula a la batería del vehículo. Para lograr una mayor potencia de salida, a menudo se conectan varios módulos de potencia en paralelo. El principal beneficio de los cargadores rápidos L3 DC es la considerable reducción del tiempo de carga de los vehículos eléctricos
El núcleo de la pila de carga es un convertidor básico AC-DC. Consta de etapa PFC, bus DC y módulo DC-DC
Diagrama de bloques de la etapa PFC
Diagrama de bloques funcionales del módulo DC-DC
3. Esquema del escenario de la pila de carga
(1) Sistema de carga de almacenamiento óptico
A medida que aumenta la potencia de carga de los vehículos eléctricos, la capacidad de distribución de energía en las estaciones de carga a menudo tiene dificultades para satisfacer la demanda. Para abordar este problema, ha surgido un sistema de carga basado en almacenamiento que utiliza un bus de CC. Este sistema utiliza baterías de litio como unidad de almacenamiento de energía y emplea EMS (Sistema de Gestión de Energía) local y remoto para equilibrar y optimizar el suministro y la demanda de electricidad entre la red, las baterías de almacenamiento y los vehículos eléctricos. Además, el sistema puede integrarse fácilmente con sistemas fotovoltaicos (PV), lo que proporciona ventajas significativas en los precios de la electricidad en horas pico y valle y en la expansión de la capacidad de la red, mejorando así la eficiencia energética general.
(2) sistema de carga V2G
La tecnología Vehicle-to-Grid (V2G) utiliza baterías de vehículos eléctricos para almacenar energía, respaldando la red eléctrica al permitir la interacción entre los vehículos y la red. Esto reduce la tensión causada por la integración de fuentes de energía renovables a gran escala y la carga generalizada de vehículos eléctricos, lo que en última instancia mejora la estabilidad de la red. Además, en áreas como vecindarios residenciales y complejos de oficinas, numerosos vehículos eléctricos pueden aprovechar los precios en horas pico y valle, gestionar aumentos dinámicos de carga, responder a la demanda de la red y proporcionar energía de respaldo, todo a través de un EMS (Sistema de Gestión de Energía) centralizado. control. Para los hogares, la tecnología Vehicle-to-Home (V2H) puede transformar las baterías de los vehículos eléctricos en una solución de almacenamiento de energía en el hogar.
(3) Sistema de carga ordenado
El sistema de carga solicitado utiliza principalmente estaciones de carga rápida de alta potencia, ideales para necesidades de carga concentradas como transporte público, taxis y flotas de logística. Los horarios de carga se pueden personalizar según los tipos de vehículos, y la carga se realiza durante las horas de menor consumo de electricidad para reducir los costos. Además, se puede implementar un sistema de gestión inteligente para agilizar la gestión centralizada de la flota.
4.Tendencia de desarrollo futuro
(1) Desarrollo coordinado de escenarios diversificados complementados con estaciones de carga centralizadas + distribuidas a partir de estaciones de carga centralizadas únicas
Las estaciones de carga distribuidas basadas en destinos servirán como una valiosa adición a la red de carga mejorada. A diferencia de las estaciones centralizadas donde los usuarios buscan activamente cargadores, estas estaciones se integrarán en los lugares que la gente ya visita. Los usuarios pueden cargar sus vehículos durante estancias prolongadas (normalmente más de una hora), donde la carga rápida no es crítica. La potencia de carga de estas estaciones, que suele oscilar entre 20 y 30 kW, es suficiente para vehículos de pasajeros y proporciona un nivel razonable de potencia para satisfacer las necesidades básicas.
(2) Desarrollo del mercado de gran participación de 20 kW a configuración diversificada de 20/30/40/60 kW
Con el cambio hacia vehículos eléctricos de mayor voltaje, existe una necesidad apremiante de aumentar el voltaje máximo de carga de las pilas de carga a 1000 V para adaptarse al futuro uso generalizado de modelos de alto voltaje. Esta medida respalda las actualizaciones de infraestructura necesarias para las estaciones de carga. El estándar de voltaje de salida de 1000 V ha ganado una amplia aceptación en la industria de módulos de carga, y los principales fabricantes están introduciendo progresivamente módulos de carga de alto voltaje de 1000 V para satisfacer esta demanda.
Linkpower se ha dedicado a proporcionar I+D, incluido software, hardware y apariencia, para pilas de carga de vehículos eléctricos AC/DC durante más de 8 años. Hemos obtenido certificados ETL/FCC/CE/UKCA/CB/TR25/RCM. Utilizando el software OCPP1.6, hemos completado pruebas con más de 100 proveedores de plataformas OCPP. Hemos actualizado OCPP1.6J a OCPP2.0.1 y la solución EVSE comercial ha sido equipada con el módulo IEC/ISO15118, lo que es un paso sólido hacia la realización de la carga bidireccional V2G.
En el futuro, se desarrollarán productos de alta tecnología como pilas de carga de vehículos eléctricos, energía solar fotovoltaica y sistemas de almacenamiento de energía en baterías de litio (BESS) para proporcionar un mayor nivel de soluciones integradas para clientes de todo el mundo.
Hora de publicación: 17 de octubre de 2024