Nguyên lý hoạt động của các trạm sạc DC cho xe năng lượng mới

1. Phân loại cọc sạc

CáiPin sạc ACphân phối điện xoay chiều từ lưới điện đến...mô-đun sạccủa phương tiện thông qua tương tác thông tin với phương tiện, vàmô-đun sạcBộ điều khiển trên xe dùng để chuyển đổi nguồn điện sạc pin từ dòng điện xoay chiều (AC) sang dòng điện một chiều (DC).

CáiSúng sạc AC (Loại 1, Loại 2, GB/T) vìTrạm sạc ACCó 7 lỗ đấu dây, 7 lỗ có đầu nối kim loại để hỗ trợ điện ba pha.Trạm sạc xe điện AC(380V), 7 lỗ nhưng chỉ có 5 lỗ có đầu nối kim loại là loại một pha.Bộ sạc xe điện AC(220V), súng sạc AC nhỏ hơnSúng sạc DC (CCS1, CCS2, GB/T, Chademo).

CáiPin sạc DCNó chuyển đổi nguồn điện xoay chiều (AC) từ lưới điện thành nguồn điện một chiều (DC) để sạc pin cho xe bằng cách tương tác với xe thông qua thông tin, và điều khiển công suất đầu ra của bộ sạc theo bộ quản lý pin trên xe.

Có 9 lỗ cắm trên súng sạc DC.Trạm sạc DCvà súng sạc DC lớn hơn súng sạc AC.

2. Nguyên lý hoạt động cơ bản của các trạm sạc DC

Trong tiêu chuẩn ngành “NB/T 33001-2010: Điều kiện kỹ thuật đối với bộ sạc không dẫn điện trên xe dành cho xe điện” do Cục Quản lý Năng lượng Quốc gia ban hành, có chỉ ra rằng thành phần cơ bản củaBộ sạc xe điện DCBao gồm: bộ nguồn, bộ điều khiển, bộ đo lường, giao diện sạc, giao diện nguồn điện và giao diện tương tác người-máy. Bộ nguồn đề cập đến mô-đun sạc DC, và bộ điều khiển đề cập đến bộ điều khiển trụ sạc. Là một sản phẩm tích hợp hệ thống, ngoài hai thành phần “Mô-đun sạc DC" Và "bộ điều khiển cọc sạc“Cấu thành nên cốt lõi kỹ thuật, thiết kế kết cấu cũng là một trong những điểm then chốt trong thiết kế độ tin cậy của toàn bộ cọc sạc. Bộ điều khiển cọc sạc thuộc loại công nghệ phần cứng và phần mềm nhúng, và mô-đun sạc DC đại diện cho thành tựu cao nhất của công nghệ điện tử công suất trong lĩnh vực AC/DC.”

Quá trình sạc cơ bản là: cấp điện áp DC vào cả hai đầu pin, sạc pin bằng dòng điện cao không đổi, điện áp pin tăng dần và chậm, tăng đến một mức nhất định, điện áp pin đạt giá trị định mức, trạng thái sạc (SoC) đạt 95% (tùy thuộc vào loại pin), và tiếp tục sạc pin bằng điện áp không đổi và dòng điện nhỏ. “Điện áp tăng lên, nhưng pin chưa đầy, tức là chưa sạc đầy, nếu còn thời gian, có thể chuyển sang dòng điện nhỏ để sạc bổ sung.” Để thực hiện quá trình sạc này, trạm sạc cần có “mô-đun sạc DC” để cung cấp nguồn điện DC; cần có “bộ điều khiển trạm sạc” để điều khiển “bật nguồn, tắt nguồn, điện áp đầu ra và dòng điện đầu ra” của mô-đun sạc; cần có “màn hình cảm ứng” làm giao diện người-máy để ra lệnh, và bộ điều khiển sẽ ra các lệnh như “bật nguồn, tắt nguồn, điện áp đầu ra, dòng điện đầu ra” và các lệnh khác cho mô-đun sạc. Cách đơn giản nhất là như vậy. trạm sạc xe điệnHiểu theo khía cạnh điện tử, chỉ cần một mô-đun sạc, bảng điều khiển và màn hình cảm ứng; nếu các lệnh như bật nguồn, tắt máy và điện áp đầu ra/dòng điện đầu ra được tích hợp vào một số bàn phím trên mô-đun sạc, thì mô-đun sạc đó có thể sạc pin.

Cáibộ phận điện của bộ sạc DCBao gồm mạch sơ cấp và mạch thứ cấp. Đầu vào của mạch chính là dòng điện xoay chiều ba pha, được chuyển đổi thành dòng điện một chiều phù hợp với mô-đun sạc (mô-đun chỉnh lưu) sau khi đi qua cầu dao mạch đầu vào và đồng hồ đo năng lượng thông minh AC, sau đó kết nối với cầu chì và...súng sạc xe điệnđể sạc xe điện. Mạch thứ cấp bao gồm mộtTrạm sạc xe điệnBộ điều khiển, đầu đọc thẻ, màn hình hiển thị, đồng hồ đo DC, v.v. Mạch thứ cấp cũng cung cấp chức năng điều khiển “khởi động-dừng” và “dừng khẩn cấp”; Đèn báo trạng thái hiển thị là “chế độ chờ”, “đang sạc” và “đã sạc đầy”; Là thiết bị tương tác người-máy, màn hình hiển thị cung cấp các thao tác quẹt thẻ, cài đặt chế độ sạc và điều khiển khởi động-dừng.

Nguyên lý hoạt động điện của các trạm sạc DC được tóm tắt như sau:

• Hiện tại, một mô-đun sạc đơn lẻ chỉ có công suất 15kW, không đáp ứng được yêu cầu về điện năng, và cần nhiều mô-đun sạc hoạt động song song cùng nhau, đồng thời cần có bus CAN để chia sẻ dòng điện giữa nhiều mô-đun;
• Đầu vào của mô-đun sạc đến từ lưới điện, là nguồn điện cao áp, liên quan đến lưới điện và an toàn cá nhân, đặc biệt là an toàn cá nhân, cần phải lắp đặt cầu dao chống rò rỉ (tên khoa học là “cầu dao vỏ nhựa”), cầu dao chống sét hoặc thậm chí là cầu dao chống rò rỉ điện ở đầu vào;
• Đầu ra của bộ sạc có điện áp và dòng điện cao, pin là loại điện hóa, dễ phát nổ, để phòng ngừa sự cố vận hành sai, đầu ra phải có cầu chì;
• Vấn đề an toàn là ưu tiên hàng đầu, bên cạnh các biện pháp ở đầu vào, phải có khóa cơ khí và khóa điện tử, phải có kiểm tra cách điện và phải có khả năng chống phóng điện;
• Việc pin có chấp nhận sạc hay không không phụ thuộc vào cụm sạc mà phụ thuộc vào bộ điều khiển trung tâm của pin, tức là hệ thống quản lý pin (BMS). BMS sẽ đưa ra các chỉ thị cho bộ điều khiển về "có cho phép sạc hay không, có nên dừng sạc hay không, điện áp và dòng điện tối đa có thể chấp nhận là bao nhiêu", và bộ điều khiển sau đó sẽ truyền các chỉ thị này đến mô-đun sạc. Do đó, cần phải thực hiện giao tiếp CAN giữa bộ điều khiển và BMS, cũng như giữa bộ điều khiển và mô-đun sạc;
• Cần phải giám sát và quản lý trạm sạc, đồng thời bộ điều khiển cần được kết nối với hệ thống mạng thông qua WiFi hoặc 3G/4G và các mô-đun truyền thông mạng khác;
• Hóa đơn tiền điện cho việc sạc điện không miễn phí, cần phải lắp đặt đồng hồ đo điện và thiết bị đọc thẻ để thực hiện chức năng thanh toán;
• Trên vỏ trụ sạc cần có đèn báo rõ ràng, thường là ba đèn báo, lần lượt cho biết trạng thái sạc, lỗi và nguồn điện;
• Thiết kế ống dẫn khí của các trụ sạc DC là rất quan trọng. Bên cạnh kiến ​​thức về cấu trúc, thiết kế ống dẫn khí còn yêu cầu lắp đặt quạt trong trụ sạc, mặc dù mỗi mô-đun sạc đều có quạt bên trong.