עקרון העבודה של ערימות טעינה DC עבור כלי רכב בעלי אנרגיה חדשה

1. סיווג ערימות טעינה

הערימת טעינה ACמחלק את זרם החילופין מרשת החשמל אלמודול טעינהשל הרכב באמצעות אינטראקציה של מידע עם הרכב, ו-מודול טעינהברכב שולט על הכוח לטעינת הסוללה מ-AC ל-DC.

האקדח טעינה AC (סוג 1, סוג 2, GB/T) עֲבוּרתחנות טעינה של ACיש 7 חורי הדקים, 7 חורים בעלי הדקים ממתכת לתמיכה בתלת פאזיעמדות טעינה לרכב חשמלי AC(380V), 7 חורים יש רק 5 חורים עם מסופי מתכת הם חד פאזייםמטען חשמלי AC(220V), אקדחי טעינה AC קטנים יותר מאקדחי טעינה DC (CCS1, CCS2, GB/T, Chademo).

הערימת טעינה DCממיר את זרם החילופין של רשת החשמל למתח ישר כדי לטעון את סוללת הרכב על ידי אינטראקציה עם הרכב באמצעות מידע, ושולט בהספק המוצא של ערימת הטעינה בהתאם למנהל הסוללות ברכב.

ישנם 9 חורי הדקים על אקדח טעינת DC עבורתחנות טעינה DC, ואקדח טעינת DC גדול יותר מאקדח טעינת AC.

2. עקרון העבודה הבסיסי של ערימות טעינה DC

בתקן התעשייתי "NB/T 33001-2010: תנאים טכניים למטענים הולכי רכב שאינם מובנים לרכבים חשמליים" שהוציא מינהל האנרגיה הלאומי, מצוין כי ההרכב הבסיסי שלמטען חשמלי DCכולל: יחידת כוח, יחידת בקרה, יחידת מדידה, ממשק טעינה, ממשק ספק כוח וממשק אינטראקציה בין אדם למחשב. יחידת הכוח מתייחסת למודול טעינת DC, ויחידת הבקרה מתייחסת לבקר ערימת הטעינה. כמוצר אינטגרציה מערכתית, בנוסף לשני הרכיבים של "מודול טעינה DC"ו"בקר ערימת טעינה"העיצוב המבני, המהווה את הליבה הטכנית, הוא גם אחת הנקודות המרכזיות בתכנון האמינות של הערימה כולה. "בקר ערימה טעינה" שייך לקטגוריית טכנולוגיית חומרה ותוכנה משובצת, ו"מודול טעינה DC" מייצג את ההישג הגבוה ביותר של טכנולוגיית אלקטרוניקת הספק בתחום AC/DC.

תהליך הטעינה הבסיסי הוא: טעינת מתח DC בשני קצוות הסוללה, טעינת הסוללה בזרם גבוה קבוע, מתח הסוללה עולה בהדרגה ובאיטיות, עד רמה מסוימת, מתח הסוללה מגיע לערך הנומינלי, ה-SoC מגיע ל-95% (עבור סוללות שונות, שונה), וממשיך לטעון את הסוללה במתח קבוע וזרם קטן. "המתח עולה, אבל הסוללה לא מלאה, כלומר, היא לא מלאה, אם יש זמן, ניתן לעבור לזרם קטן כדי להעשיר אותה." על מנת לממש תהליך טעינה זה, ערימת הטעינה צריכה להיות בעלת "מודול טעינה DC" כדי לספק כוח DC מבחינת תפקוד; יש צורך ב"בקר ערימת טעינה" כדי לשלוט ב"הפעלה, כיבוי, מתח יציאה וזרם יציאה" של מודול הטעינה; יש צורך ב"מסך מגע" כממשק אדם-מכונה כדי להוציא הוראות, והבקר ינפיק הוראות כגון "הפעלה, כיבוי, מתח יציאה, זרם יציאה" והוראות אחרות למודול הטעינה. הפשוטה ביותר ערימת טעינה לרכב חשמלימבחינה חשמלית, צריך רק מודול טעינה, לוח בקרה ומסך מגע; אם פקודות כגון הפעלה, כיבוי וזרם פלט מועברות למספר מקלדות במודול הטעינה, אז מודול טעינה יכול לטעון את הסוללה.

ההחלק החשמלי של מטען DCמורכב ממעגל ראשוני ומעגל משני. הקלט של הלולאה הראשית הוא זרם חילופין תלת פאזי, אשר מומר לזרם ישר המקובל על ידי מודול הטעינה (מודול מיישר) לאחר מפסק הקלט ומד האנרגיה החכם AC, ולאחר מכן מחבר את הנתיך ואקדח מטען חשמלילטעינת הרכב החשמלי. המעגל המשני מורכב מ-ערימת טעינה לרכב חשמליבקר, קורא כרטיסים, מסך תצוגה, מד זרם ישר וכו'. המעגל המשני מספק גם בקרת "התחלה-עצירה" ופעולת "עצירת חירום"; נורית האיתות מספקת אינדיקציות סטטוס "המתנה", "טעינה" ו"מלאה"; כהתקן אינטראקציה בין אדם למחשב, הצג מספק פעולות החלקת כרטיס, הגדרת מצב טעינה ובקרת התחלה-עצירה.

העיקרון החשמלי של ערימות טעינה DC מסוכם כדלקמן:

• מודול טעינה יחיד הוא כיום רק 15 קילוואט, שאינו יכול לעמוד בדרישות ההספק, ודורש מספר מודולי טעינה לעבוד יחד במקביל, וצריך אפיק CAN כדי להשיג שיתוף זרם של מודולים מרובים;
• הקלט של מודול הטעינה מגיע מרשת החשמל, שהיא ספק כוח בעל הספק גבוה, הכולל את רשת החשמל ובטיחות אישית, במיוחד בטיחות אישית, יש צורך להתקין מתג אוויר (שם מדעי הוא "מפסק פלסטיק"), מתג הגנה מפני ברקים או אפילו מתג דליפה בקצה הקלט;
• הפלט של ערימת הטעינה הוא מתח גבוה וזרם גבוה, הסוללה אלקטרוכימית, קלה לפיצוץ, כדי למנוע את בטיחות הפעולה השגויה, הפלט חייב להיות בעל נתיך;
• נושאי בטיחות הם בעדיפות עליונה, בנוסף לאמצעים בקצה הכניסה, מנעולים מכניים ומנעולים אלקטרוניים חייבים להיות נוכחים, בדיקות בידוד חייבות להיות נוכחות, והתנגדות פריקה חייבת להיות נוכחת;
• האם הסוללה מקבלת טעינה לא נקבע על ידי ערימת הטעינה, אלא על ידי מוח הסוללה, ה-BMS. ה-BMS שולח הוראות לבקר "האם לאפשר טעינה, האם להפסיק את הטעינה, כמה מתח וזרם ניתן לקבל", והבקר שולח אותן לאחר מכן למודול הטעינה. לכן, יש צורך ליישם תקשורת CAN בין הבקר ל-BMS, ותקשורת CAN בין הבקר למודול הטעינה;
• יש צורך גם לנטר ולנהל את ערימת הטעינה, ויש לחבר את הבקר לרקע דרך WiFi או 3G/4G ומודולי תקשורת רשת אחרים;
• חשבון החשמל לטעינה אינו חינם, ויש להתקין מד מתח ונדרש קורא כרטיסים כדי לממש את פונקציית החיוב;
• צריכה להיות נורית חיווי ברורה על מעטפת ערימת הטעינה, בדרך כלל שלוש נוריות חיווי, המציינות טעינה, תקלה ואספקת חשמל בהתאמה;
• תכנון תעלות האוויר של עמודי טעינה DC הוא מפתח. בנוסף לידע מבני, תכנון תעלות אוויר דורש התקנת מאוורר בעמודת הטעינה, למרות שיש מאוורר בתוך כל מודול טעינה.