אתגר מערכת 800V: ערימת טעינה למערכת טעינה

ערימת טעינה 800V "יסודות הטעינה"

מאמר זה עוסק בעיקר בכמה דרישות מקדימות עבור 800Vערימות טעינהראשית, בואו נבחן את עקרון הטעינה: כאשר קצה הטעינה מחובר לקצה הרכב, ערימת הטעינה תספק (1) מתח DC עזר במתח נמוך לקצה הרכב כדי להפעיל את מערכת ניהול הסוללות (BMS) המובנית של הרכב החשמלי. לאחר ההפעלה, (2) חבר את קצה המכונית לקצה הערימה, החלף את פרמטרי הטעינה הבסיסיים כגון הספק הטעינה המרבי של קצה הרכב והספק הפלט המרבי של קצה הערימה. לאחר התאמה נכונה של שני הצדדים, מערכת ניהול הסוללות (BMS) של קצה הרכב תשלח מידע על ביקוש הכוח ל...תחנת טעינה לרכב חשמלי, וה-ערימת טעינה לרכב חשמלייתאים את מתח היציאה והזרם שלו בהתאם למידע זה, ויתחיל רשמית לטעון את הרכב, שהוא העיקרון הבסיסי שלחיבור טעינה, ואנחנו צריכים להכיר את זה קודם.

טעינה של 800 וולט: "הגברת מתח או זרם"

תיאורטית, אם נרצה לספק עוצמת טעינה כדי לקצר את זמן הטעינה, בדרך כלל יש שתי דרכים: או להגדיל את הסוללה או להגדיל את המתח; לפי W=Pt, אם עוצמת הטעינה מוכפלת, זמן הטעינה באופן טבעי יתקצר בחצי; לפי P=UI, אם המתח או הזרם מוכפלים, ניתן להכפיל את עוצמת הטעינה, דבר שהוזכר שוב ושוב ונחשב לשכל ישר.

אם הזרם גדול יותר, יהיו שתי בעיות, ככל שהזרם גדול יותר, כך הכבל הדורש זרם גדול ומגושם יותר, מה שיגדיל את קוטר החוט ומשקלו, יעלה את העלות, ולא יהיה נוח לתפעול עבור כוח האדם; בנוסף, לפי Q=I²Rt, אם הזרם גבוה יותר, אובדן ההספק גדול יותר, וההפסד בא לידי ביטוי בצורת חום, מה שמגביר גם את לחץ ניהול התרמיה, כך שאין ספק שלא מומלץ להגדיל את עוצמת הטעינה על ידי הגדלה רציפה של הזרם, בין אם מדובר בטעינה ובין אם במערכת ההנעה ברכב.

בהשוואה לטעינה מהירה בעלת זרם גבוה,טעינה מהירה במתח גבוהמייצר פחות חום ואובדן נמוך יותר, וכמעט יצרניות רכב מרכזיות אימצו את הדרך של העלאת המתח. במקרה של טעינה מהירה במתח גבוה, תיאורטית ניתן לקצר את זמן הטעינה ב-50%, והעלאת המתח יכולה גם להגדיל בקלות את עוצמת הטעינה מ-120 קילוואט ל-480 קילוואט.

טעינה של 800 וולט: "השפעות תרמיות התואמות למתח וזרם"

אבל בין אם מדובר בהגברת המתח או בהגברת הזרם, קודם כל, עם העלייה בעוצמת הטעינה שלכם, יופיע חום, אך הביטוי התרמי של הגברת המתח והגברת הזרם שונה. עם זאת, הראשון עדיף בהשוואה.

בשל ההתנגדות הנמוכה בה נתקל הזרם בעת מעברו דרך המוליך, שיטת הגברת המתח מפחיתה את גודל הכבל הנדרש, והחום שפיזור קטן יותר, ובעוד שהזרם גדל, הגידול בשטח החתך נושא הזרם מוביל לקוטר חיצוני גדול יותר ולמשקל כבל גדול יותר, והחום יגדל בהדרגה עם הארכת זמן הטעינה, שהוא מוסתר יותר, מה שמהווה סיכון גדול יותר לסוללה.

טעינה של 800 וולט: "כמה אתגרים מיידיים עם ערימות טעינה"

לטעינה מהירה של 800V יש גם כמה דרישות שונות בקצה הערימה:

אם מנקודת מבט פיזיקלית, עם עליית המתח, גודל התכנון של התקנים קשורים צפוי לגדול, לדוגמה, לפי רמת הזיהום של IEC60664 שהיא 2 והמרחק בין קבוצת חומרי הבידוד הוא 1, המרחק בין התקן המתח הגבוה צריך להיות בין 2 מ"מ ל-4 מ"מ, ודרישות התנגדות הבידוד זהות גם יגדלו, כמעט מרחק הזחילה ודרישות הבידוד צריכות להיות מוכפלות, ויש צורך לעצב מחדש את התכנון בהשוואה לתכנון מערכת המתח הקודם, כולל מחברים, מוטות נחושת, מחברים וכו'. בנוסף, העלייה במתח תוביל גם לדרישות גבוהות יותר לכיבוי קשת, ויש צורך להגדיל את הדרישות עבור התקנים מסוימים כגון נתיכים, קופסאות מיתוג, מחברים וכו', אשר חלים גם על תכנון המכונית, אשר יוזכרו במאמרים הבאים.

מערכת טעינה במתח גבוה 800V צריכה להוסיף מערכת קירור נוזלית אקטיבית חיצונית כפי שהוזכר לעיל, וקירור האוויר המסורתי אינו יכול לעמוד בדרישות בין אם מדובר בקירור אקטיבי או פסיבי, ובניהול התרמי של ה...תחנת טעינה לרכב חשמליקו האקדח לקצה הרכב גם הוא גבוה יותר מבעבר, וכיצד להפחית ולשלוט בטמפרטורה של חלק זה של המערכת מרמת המכשיר ומרמת המערכת היא נקודה שיש לשפר ולפתור על ידי כל חברה בעתיד; בנוסף, חלק זה של החום אינו רק החום המובא מטעינת יתר, אלא גם החום המובא על ידי התקני חשמל בתדר גבוה, לכן כיצד לבצע ניטור בזמן אמת ויציב, יעיל ובטוח כדי להסיר את החום חשוב מאוד, וזו לא רק פריצת דרך בחומרים, אלא גם גילוי שיטתי, כגון ניטור יעיל בזמן אמת של טמפרטורת הטעינה.

נכון לעכשיו, מתח המוצא שלערימות טעינה DCבשוק יש בעיקרון מתח של 400 וולט, שאינו יכול לטעון ישירות את סוללת ה-800 וולט, ולכן יש צורך במוצר DCDC נוסף כדי להעלות את מתח ה-400 וולט ל-800 וולט, ולאחר מכן לטעון את הסוללה, מה שדורש הספק גבוה יותר ומיתוג בתדר גבוה. מודול המשתמש בסיליקון קרביד כדי להחליף את ה-IGBT המסורתי הוא הבחירה המרכזית הנוכחית. למרות שמודולי סיליקון קרביד יכולים להגדיל את הספק המוצא של ערימות טעינה ולהפחית הפסדים, העלות גם גבוהה בהרבה, והדרישות ל-EMC גם גבוהות יותר.

לסיכום. בעיקרון, יהיה צורך להגדיל את המתח ברמת המערכת וברמת המכשיר, כולל מערכת ניהול תרמי, מערכת הגנה מפני טעינה וכו', ורמת המכשיר כוללת שיפור של כמה מכשירים מגנטיים והתקני חשמל.