Trạm sạc 800V “Những điều cơ bản về sạc điện”
Bài viết này chủ yếu đề cập đến một số yêu cầu sơ bộ đối với điện áp 800V.cọc sạcTrước tiên, hãy cùng xem nguyên lý sạc: Khi đầu sạc được kết nối với đầu xe, trạm sạc sẽ cung cấp (1) nguồn điện DC phụ trợ điện áp thấp cho đầu xe để kích hoạt hệ thống quản lý pin (BMS) tích hợp của xe điện. Sau khi kích hoạt, (2) kết nối đầu xe với đầu trạm sạc, trao đổi các thông số sạc cơ bản như công suất sạc tối đa yêu cầu của đầu xe và công suất đầu ra tối đa của đầu trạm sạc. Sau khi hai phía được ghép nối chính xác, hệ thống quản lý pin (BMS) của đầu xe sẽ gửi thông tin yêu cầu công suất đến...trạm sạc xe điệnvàTrạm sạc xe điệnNó sẽ tự điều chỉnh điện áp và dòng điện đầu ra dựa trên thông tin này, và chính thức bắt đầu sạc cho xe, đó là nguyên tắc cơ bản.kết nối sạcvà trước hết chúng ta cần phải làm quen với nó.
Sạc 800V: “tăng điện áp hoặc dòng điện”
Về mặt lý thuyết, nếu muốn tăng công suất sạc để rút ngắn thời gian sạc, thường có hai cách: hoặc tăng dung lượng pin hoặc tăng điện áp; Theo công thức W=Pt, nếu công suất sạc tăng gấp đôi, thời gian sạc sẽ giảm đi một nửa; Theo công thức P=UI, nếu điện áp hoặc dòng điện tăng gấp đôi, công suất sạc cũng có thể tăng gấp đôi, điều này đã được đề cập nhiều lần và được coi là lẽ thường.
Nếu dòng điện lớn hơn, sẽ có hai vấn đề: dòng điện càng lớn, dây cáp cần dòng điện càng lớn và cồng kềnh, dẫn đến đường kính và trọng lượng dây tăng lên, chi phí tăng cao và gây bất tiện cho người vận hành; ngoài ra, theo công thức Q=I²Rt, nếu dòng điện cao hơn, tổn thất điện năng càng lớn, và tổn thất này được thể hiện dưới dạng nhiệt, làm tăng áp lực quản lý nhiệt, vì vậy không có gì ngạc nhiên khi việc tăng công suất sạc bằng cách liên tục tăng dòng điện là không nên, cho dù đó là sạc hay hệ thống điều khiển trên xe.
So với sạc nhanh dòng điện cao,Sạc nhanh điện áp caoNó tạo ra ít nhiệt hơn và tổn thất thấp hơn, và hầu hết các hãng xe lớn đều đã áp dụng phương pháp tăng điện áp. Trong trường hợp sạc nhanh điện áp cao, về mặt lý thuyết, thời gian sạc có thể được rút ngắn tới 50%, và việc tăng điện áp cũng có thể dễ dàng tăng công suất sạc từ 120KW lên 480KW.
Sạc ở điện áp 800V: “Hiệu ứng nhiệt tương ứng với điện áp và dòng điện”
Nhưng dù là tăng điện áp hay tăng dòng điện, trước hết, khi công suất sạc tăng lên, thiết bị sẽ nóng lên, nhưng biểu hiện nhiệt khi tăng điện áp và tăng dòng điện là khác nhau. Tuy nhiên, so với tăng điện áp thì phương án tăng dòng điện vẫn được ưa chuộng hơn.
Do điện trở thấp mà dòng điện gặp phải khi đi qua dây dẫn, phương pháp tăng điện áp làm giảm kích thước cáp cần thiết, và lượng nhiệt cần tản ra cũng ít hơn. Trong khi đó, khi dòng điện tăng lên, diện tích mặt cắt ngang dẫn điện tăng dẫn đến đường kính ngoài lớn hơn và trọng lượng cáp lớn hơn, và nhiệt lượng sẽ tăng dần theo thời gian sạc, điều này càng khó nhận biết hơn, gây ra rủi ro lớn hơn cho pin.
Sạc điện 800V: “Một số thách thức trước mắt đối với các trạm sạc”
Sạc nhanh 800V cũng có một số yêu cầu khác biệt ở đầu cực pin:
Xét về mặt vật lý, khi điện áp tăng lên, kích thước thiết kế của các thiết bị liên quan chắc chắn sẽ tăng theo. Ví dụ, theo tiêu chuẩn IEC60664, mức độ ô nhiễm là 2 và khoảng cách giữa các nhóm vật liệu cách điện là 1, thì khoảng cách của thiết bị cao áp cần phải tăng từ 2mm lên 4mm, và yêu cầu về điện trở cách điện cũng tăng lên. Điều này có nghĩa là khoảng cách rò rỉ và yêu cầu cách điện cần phải tăng gấp đôi, dẫn đến việc phải thiết kế lại so với thiết kế hệ thống điện áp trước đây, bao gồm cả các đầu nối, thanh đồng, v.v. Ngoài ra, việc tăng điện áp cũng dẫn đến yêu cầu cao hơn về khả năng dập tắt hồ quang, và cần phải tăng yêu cầu đối với một số thiết bị như cầu chì, hộp chuyển mạch, đầu nối, v.v., điều này cũng áp dụng cho thiết kế ô tô, sẽ được đề cập trong các bài viết tiếp theo.
Hệ thống sạc điện áp cao 800V cần bổ sung hệ thống làm mát bằng chất lỏng chủ động bên ngoài như đã đề cập ở trên, và hệ thống làm mát bằng không khí truyền thống không đáp ứng được yêu cầu, dù là làm mát chủ động hay thụ động, và việc quản lý nhiệt của hệ thống cũng gặp khó khăn.trạm sạc xe điệnNhiệt độ ở đường dây cấp nguồn cho xe cũng cao hơn trước, và làm thế nào để giảm thiểu và kiểm soát nhiệt độ của phần này trong hệ thống từ cấp độ thiết bị đến cấp độ hệ thống là điểm cần được cải thiện và giải quyết bởi mỗi công ty trong tương lai; Ngoài ra, nhiệt lượng tỏa ra ở phần này không chỉ là nhiệt lượng do sạc quá mức mà còn là nhiệt lượng do các thiết bị điện tần số cao tạo ra, vì vậy việc giám sát thời gian thực và tản nhiệt ổn định, hiệu quả và an toàn là rất quan trọng, điều này không chỉ là một bước đột phá về vật liệu mà còn là một phương pháp phát hiện có hệ thống, chẳng hạn như giám sát nhiệt độ sạc theo thời gian thực và hiệu quả.
Hiện tại, điện áp đầu ra củaCác trụ sạc DCTrên thị trường hiện nay chủ yếu là các thiết bị 400V, không thể sạc trực tiếp pin 800V, vì vậy cần thêm sản phẩm DCDC tăng áp để nâng điện áp từ 400V lên 800V rồi mới sạc pin. Điều này đòi hỏi công suất cao hơn và tần số chuyển mạch cao hơn, và mô-đun sử dụng silicon carbide để thay thế IGBT truyền thống hiện là lựa chọn phổ biến. Mặc dù mô-đun silicon carbide có thể tăng công suất đầu ra của các khối sạc và giảm tổn thất, nhưng chi phí cũng cao hơn nhiều, và yêu cầu về EMC cũng cao hơn.
Tóm lại, về cơ bản, việc tăng điện áp cần được thực hiện ở cấp độ hệ thống và cấp độ thiết bị, bao gồm hệ thống quản lý nhiệt, hệ thống bảo vệ sạc, v.v., và ở cấp độ thiết bị bao gồm việc cải tiến một số thiết bị từ tính và thiết bị nguồn.
Thời gian đăng bài: 30/07/2025
