Зарядни устройства с постоянен ток с два изхода: Как се споделя мощността между два електромобила?

Инсталирането на комерсиална EV инфраструктура често достига твърд таван. Проектантите са изправени пред ограничения на капацитета на мрежата и строги ограничения на разпределителната апаратура. Изкопаването на канали за множество самостоятелни станции е невероятно скъпо. Може да не искате да инвестирате много в големи надстройки на помощни програми. Вместо това хостовете на сайтове и операторите на автопаркове често оценяват архитектурите с двоен изход. Тези ефективни оформления максимизират вашия съществуващ електрически капацитет. Разбирането на тази технология е изключително важно за дългосрочен успех. Трябва да знаете точно как a DC зарядно устройство с двоен изход динамично насочва киловати между две превозни средства. Това специфично знание ръководи точното планиране на обекта. Той помага на операторите да предвидят ефективно действителното време за зареждане. Можете също така точно да изчислите възвръщаемостта на инвестицията за избрания от вас Оборудване за зареждане с постоянен ток . По-долу разбиваме вътрешните захранващи модули. Ние изследваме сценарии за балансиране на натоварването. И накрая, ние покриваме слепите зони за съответствие, които трябва да избягвате.

Ключови изводи

• Dynamic Over Static: Модерните DC зарядни устройства с двоен изход дават приоритет на Dynamic Power Sharing (DPS), разпределяйки киловати въз основа на състоянието на зареждане в реално време (SoC) на всяко превозно средство, а не на твърдо разделение 50/50.

• Ефективност на хардуера: Работата с два диспенсера от един захранващ шкаф значително намалява разходите за инсталиране, прокопаване на канали и такси за свързване към мрежата.

• BMS комуникация: Интелигентното маршрутизиране на мощността разчита на непрекъснато ръкостискане на данни между зарядното устройство и системите за управление на батерията (BMS) на автомобила.

• Оценяване на възвръщаемостта на инвестициите: Истинската стойност на система с двоен изход се измерва чрез степента на използване на обекта и избягването на такси за пиково потребление, а не само пикова мощност на киловат.

Бизнес обосновката за оборудване за зареждане с постоянен ток с два изхода

Внедряването на еднопортови зарядни устройства изисква специални вериги за всяко място за паркиране. Този традиционен подход води до бързо нарастване на разходите за инфраструктура. Трябва да платите за по-дебел проводник, по-голям тръбопровод и масивни прекъсвачи. Домакинът на сайта често открива, че техният токов трансформатор не може да се справи с исканото натоварване. Място с десет места за паркиране ще се нуждае от десет независими високоволтови трасета. Този дизайн просто не се мащабира добре в по-стари съоръжения. Надстройките на помощните програми могат да забавят проектите с няколко месеца.

Системите с двоен изход решават това директно. Те използват единична верига с голям капацитет заедно с централизиран захранващ модулен шкаф. Тази интелигентна архитектура обслужва две съседни места за паркиране едновременно. Окопавате само веднъж. Изтегляте само един основен източник на захранване. Това значително намалява вашите първоначални капиталови разходи. След това централизираният шкаф действа като интелигентен диспечер. Той насочва енергията точно там, където превозните средства имат нужда от нея.

Как да измерим успешно внедряване? Ние оценяваме няколко критични критерия за успех:

• По-нисък CapEx на порт: Споделянето на инфраструктура намалява разходите за физическа инсталация на зарядно отделение.

• Максимално използване на хардуера: Системата с два порта намалява времето на престой на зарядното устройство. Ако едното отделение е празно, другото отделение може да използва пълния хардуерен капацитет.

• Управление на търсенето на комунални услуги: Интелигентното маршрутизиране избягва задействането на скъпи прагове на пиково търсене на комунални услуги. Той поддържа общото теглене на съоръжението под наказателните нива.

Основни архитектури за споделяне на мощност: статично срещу динамично разпределение

Дизайнерите на хардуер използват два основни метода за разпределение на електричество. По-старите дизайни разчитат на статични правила. Съвременните системи използват динамични матрици за маршрутизиране. Трябва да разберете разликата, преди да купите хардуер.

Статично разпределение на мощността (фиксирано разпределение)

Статичното разделяне действа като твърдо математическо разделение. Той трайно намалява наполовина общата мощност, когато две EV се свържат. Представете си, че притежавате зарядно устройство от 120kW. Когато се включат две превозни средства, вътрешните релета заключват точно 60kW към всеки порт. Този механизъм изисква по-прости вътрешни компоненти. Най-често го намирате в по-стари модели или бюджетно оборудване.

Основният недостатък е силната неефективност. Да предположим, че превозно средство А пристига с почти пълна батерия. Може да приеме само 20kW. Статичната система все още запазва 60kW за този порт. Останалите 40kW на порт А блокират. Превозно средство Б може отчаяно да се нуждае от 100kW, но остава заключено на лимита си от 60kW. Губите ценно време и ценен капацитет на сайта.

Динамично споделяне на мощност (матрично маршрутизиране)

Динамичното споделяне на захранването решава проблема с блокирания капацитет. Той използва разширено матрично маршрутизиране. Вътре в шкафа инженерите групират по-малки захранващи модули заедно. Вътрешните контактори динамично превключват тези модули към активни портове въз основа на търсенето в реално време. Зарядното устройство непрекъснато оценява от какво всъщност се нуждае всяко превозно средство.

Предимството е огромна ефективност. Нека преразгледаме примера със 120kW. Превозно средство А се свързва и се нуждае от 90kW. Превозно средство B се свързва и се нуждае от 30kW. Динамичната матрица насочва точната необходима мощност към всеки щепсел. Нулев капацитет стои празен. Това подобрява изживяването на клиента. Шофьорите прекарват по-малко време в чакане на вашия паркинг.

Таблица 1: Сравнение на основните архитектури за споделяне на мощност

Как динамичното балансиране на натоварването се изпълнява на практика

Разбирането на вътрешната механика помага на плановиците да оптимизират оформлението на сайта. А DC зарядно устройство с двоен изход разчита на високоскоростен обмен на данни. Не се досеща. Отговаря на строги команди на автомобила.

Ето как се развива динамичната последователност на споделяне:

1. Първоначалното ръкостискане: EV се свързва към кабела. Зарядното устройство незабавно установява комуникация със системата за управление на батерията (BMS) на автомобила. Той определя максималната приемлива скорост на зареждане и текущото състояние на зареждане (SoC).

2. Мониторинг на кривата на зареждане Реалност: Батериите не се зареждат равномерно. Когато батерията се запълни над 80%, нейната степен на приемане на заряд спада рязко. Това предпазва клетките на батерията от увреждане от топлина. Зарядното устройство активно следи това забавяне.

3. Преразпределение в реално време: Системата реагира на спадащо търсене. Представете си, че превозно средство А достига 80% SoC и намалява до 25kW. След това превозно средство B се включва при 10% SoC. Превозно средство B изисква максимална мощност. Вътрешните контактори на зарядното устройство незабавно пренасочват освободените захранващи модули от порт A към порт B. Те правят това, без да прекъсват активната сесия.

4. Приоритетизиране „първи влязъл, първи излязъл“ (FIFO): Някои оператори предпочитат йерархия, базирана на правила. Съвременният фърмуер позволява на хостовете на сайта да приоритизират превозното средство, което пристига първо. Това гарантира, че превозно средство A бързо постига своя целеви SoC. Едва тогава системата пренасочва тежката мощност към второто превозно средство.

Таблица 2: Сценарий за преразпределение на мощността минута по минута (150kW общ капацитет)

Оценяване на DC зарядни устройства с два изхода за вашия сайт

Изборът на правилния хардуер изисква внимателна проверка. Не всички бързи зарядни устройства работят еднакво добре под напрежение. Когато оценявате следващите си Оборудване за зареждане с постоянен ток , обърнете голямо внимание на вътрешните инженерни решения.

Гранулация на захранващия модул

Потърсете единици, пълни с по-малки, модулни захранващи блокове. Някои производители използват модули от 15kW или 30kW. По-малките модули позволяват високо прецизно нарязване на мощността. Ако зарядното устройство използва масивни 60kW модули, то не може да споделя мощност ефективно. Той може да предава енергия само на парчета от 60kW. По-малката детайлност дава по-голяма гъвкавост на матричната система за маршрутизиране.

Охлаждаща инфраструктура

Устойчивото споделяне на висока мощност генерира невероятни количества топлина. Активното охлаждане не подлежи на обсъждане за натоварени обекти. Оценявайте внимателно кабелите с течно охлаждане спрямо стандартните кабели с въздушно охлаждане. Течното охлаждане позволява по-тънки и по-леки кабели. Това значително подобрява достъпността на потребителите. Базирайте избора си на охлаждане въз основа на планираната степен на използване и специфичния регионален климат.

Конфигурации на конектори

В момента стандартизацията се измества в индустрията. Уверете се, че вашето устройство поддържа необходимите физически стандарти за вашите потребители. Много оператори на автопаркове все още изискват двойни CCS оформления. Обществените мрежи обаче често изискват комбинация NACS/CCS. Изборът на взаимозаменяеми съединителни кабели предпазва бъдещето от вашата скъпа хардуерна инвестиция.

Съответствие с OCPP

Софтуерното блокиране разрушава оперативната гъвкавост. Проверете дали хардуерът работи на Open Charge Point Protocol (OCPP) 1.6J или 2.0.1. Този жизненоважен стандарт гарантира, че можете да използвате бекенд софтуер на трети страни. Можете безпроблемно да наблюдавате сесиите и да променяте параметрите за споделяне на мощност. Никога не оставате приковани към собствената мрежа на оригиналния производител.

Реалности на внедряване и слепи зони на съответствие

Дори и най-добрият хардуер се бори, ако е инсталиран неправилно. Проектантите на обекти често пренебрегват местните кодове и физическите ограничения. Трябва да избягвате тези често срещани слепи петна за съответствие.

NEC Изчисляване на натоварването

Електротехниците трябва да спазват Националния електрически кодекс (NEC). Съгласно NEC зарядните устройства за EV се квалифицират като „продължителни натоварвания“. Тази класификация носи строго наказание. Зарядно устройство с двоен изход изисква прекъсвачът на веригата нагоре по веригата да бъде оразмерен на 125% от максималната комбинирана номинална стойност на табелката на устройството. Няма значение колко интелигентно споделя властта вътрешно. Устройство от 120kW, което черпи приблизително 150 ампера, изисква прекъсвач с размер най-малко 187,5 ампера. Не пренебрегвайте това правило при първоначалното планиране на сайта.

Управление на кабели

Управлението на два тежки DC кабела от един пиедестал създава физически предизвикателства. Кабелите често падат на земята. Това създава сериозни опасности от спъване между съседни места за паркиране. Тежките съединителни глави се чупят лесно при падане върху бетон. Трябва да имате нужда от здрави системи за прибиране на кабела. Надеждни ретрактори издърпват кабелите нагоре и настрани, като поддържат вашия сайт безопасен и съвместим с ADA.

Софтуерни зависимости

Динамичното споделяне остава изцяло зависимо от софтуера. Вътрешната матрица се нуждае от постоянни инструкции. Прекъсванията на мрежата или вътрешни грешки във фърмуера могат да нарушат тази логика. Когато софтуерът се повреди, много устройства автоматично се връщат към статично разделяне 50/50, за да останат в безопасност. Някои дори могат сериозно да ограничат общата продукция. Винаги оценявайте Споразумението за ниво на обслужване (SLA) на производителя. Изисквайте дълги гаранции за непрекъсната работа и възможности за бързо дистанционно отстраняване на неизправности.

Заключение

Оборудването за зареждане с постоянен ток с два изхода ефективно трансформира блокирания електрически капацитет в силно използвани активи. Чрез интелигентно насочване на захранването точно там, където е най-необходимо, вие разпръсквате допълнително парите си за инфраструктура. Този подход предотвратява скъпи, отнемащи време надстройки на помощни програми.

Логиката на вашето решение трябва да остане ясна. Изберете статични разделения само за силно предсказуеми, еднакви нощни флоти. За обществено зареждане с висок оборот или смесени автомобилни паркове, динамичното споделяне на мощността е напълно задължително, за да се оправдаят капиталовите разходи.

Следващата ви стъпка изисква действие. Извършете цялостен енергиен одит на обекта. Определете вашия точен пиков наличен киловат капацитет. След като разберете вашите твърди електрически граници, можете уверено да изберете доставчици на хардуер и да проектирате устойчиво оформление.

ЧЗВ

Въпрос: Може ли зарядно устройство за постоянен ток с два изхода да достави максималната си рекламирана скорост на две коли едновременно?

О: Не. Максималната обявена скорост (напр. 180kW) представлява общия капацитет на главния захранващ шкаф. Ако две коли се зареждат едновременно, тези 180kW се разделят между тях въз основа на вътрешните правила за споделяне на мощността на системата.

В: Какво се случва, когато едно EV приключи със зареждането?

О: При настройка за динамично споделяне на мощност нещата се променят моментално. След като първото EV приключи със зареждането, неговият BMS спира да изисква захранване. След това зарядното незабавно насочва 100% от наличния капацитет към второто свързано EV.

В: Имам ли нужда от по-голяма електрическа услуга за зарядно устройство с два изхода в сравнение с такова с един изход?

О: Не е задължително. Зарядно устройство с два изхода от 120kW изисква точно същата електрическа услуга и размер на прекъсвача като зарядно устройство с един изход от 120kW. Ключовата разлика е, че двойното устройство умело разделя съществуващия капацитет на две отделни паркоместа.

В: Споделянето на захранване уврежда ли батерията на EV?

О: Не. Зарядното устройство следва стриктно специфичните изисквания за мощност, продиктувани от собствената система за управление на батерията на автомобила. Споделянето на мощност просто ограничава максималното налично захранване. Той никога не насилва повече мощност, отколкото превозното средство може безопасно да приеме.