شارژرهای DC دو خروجی: برق بین دو EV چگونه تقسیم می شود؟

نصب زیرساخت های تجاری EV اغلب به سقف سختی برخورد می کند. برنامه‌ریزان با محدودیت‌های ظرفیت شبکه و محدودیت‌های دقیق تابلو برق مواجه هستند. ترانشه برداری برای چندین ایستگاه مستقل بسیار گران است. ممکن است نخواهید سرمایه گذاری زیادی در ارتقاء ابزارهای اصلی انجام دهید. در عوض، میزبان‌های سایت و اپراتورهای ناوگان اغلب معماری‌های خروجی دوگانه را ارزیابی می‌کنند. این طرح های کارآمد ظرفیت الکتریکی موجود شما را به حداکثر می رساند. درک این فناوری برای موفقیت بلندمدت کاملاً حیاتی است. شما باید دقیقا بدانید که چگونه یک شارژر DC دو خروجی به صورت پویا کیلووات را بین دو خودرو هدایت می کند. این دانش خاص برنامه ریزی دقیق سایت را راهنمایی می کند. این به اپراتورها کمک می کند تا زمان های شارژ واقعی را به طور موثر پیش بینی کنند. شما همچنین می توانید بازده سرمایه گذاری را برای انتخاب خود به طور دقیق محاسبه کنید تجهیزات شارژ DC . در زیر، ماژول های برق داخلی را تجزیه می کنیم. ما سناریوهای متعادل کننده بار را بررسی می کنیم. در نهایت، نقاط کور انطباق را پوشش می دهیم که باید از آنها اجتناب کنید.

خوراکی های کلیدی

• Dynamic Over Static: شارژرهای DC دو خروجی مدرن، اشتراک‌گذاری پویا (DPS) را در اولویت قرار می‌دهند و کیلووات را بر اساس وضعیت شارژ بی‌درنگ (SoC) هر وسیله نقلیه به جای تقسیم 50/50 سفت و سخت تخصیص می‌دهند.

• کارایی سخت افزار: کارکردن دو دیسپنسر از یک کابینت برق به طور قابل توجهی هزینه های نصب، ترانشه و هزینه اتصال به شبکه را کاهش می دهد.

• ارتباط BMS: مسیریابی برق هوشمند به دست دادن داده های مداوم بین شارژر و سیستم های مدیریت باتری خودرو (BMS) متکی است.

• ارزیابی ROI: ارزش واقعی یک سیستم خروجی دوگانه با نرخ استفاده از سایت و اجتناب از هزینه‌های پیک تقاضای شرکت اندازه‌گیری می‌شود، نه فقط با حداکثر خروجی کیلووات.

کیس تجاری برای تجهیزات شارژ DC دو خروجی

استقرار شارژرهای تک پورت به مدارهای اختصاصی برای هر ایستگاه پارکینگ نیاز دارد. این رویکرد سنتی منجر به افزایش سریع هزینه های زیرساختی می شود. شما باید برای گیج سیم ضخیم تر، مجرای بزرگتر و پانل های شکن عظیم بپردازید. میزبان های سایت اغلب متوجه می شوند که ترانسفورماتور جریان آنها نمی تواند بار درخواستی را مدیریت کند. یک سایت با ده ایستگاه پارکینگ به ده راه اندازی مستقل ولتاژ بالا نیاز دارد. این طرح به سادگی در امکانات قدیمی تر مقیاس خوبی ندارد. ارتقای ابزارها می تواند پروژه ها را چندین ماه به تاخیر بیندازد.

سیستم های خروجی دوگانه این را مستقیماً حل می کنند. آنها از یک مدار با ظرفیت بالا در کنار یک کابینت ماژول برق متمرکز استفاده می کنند. این معماری هوشمندانه به دو پارکینگ مجاور به طور همزمان خدمات می دهد. فقط یک بار سنگر می کنی شما فقط یک منبع تغذیه اصلی را می کشید. این هزینه سرمایه اولیه شما را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. سپس کابینه متمرکز به عنوان یک توزیع کننده هوشمند عمل می کند. انرژی را دقیقاً در جایی که وسایل نقلیه به آن نیاز دارند هدایت می کند.

چگونه یک استقرار موفق را اندازه گیری کنیم؟ ما چند معیار مهم موفقیت را ارزیابی می کنیم:

• CapEx کمتر به ازای هر پورت: زیرساخت اشتراکی هزینه نصب فیزیکی در هر محل شارژ را کاهش می دهد.

• حداکثر استفاده از سخت افزار: سیستم دو پورت زمان بیکاری شارژر را کاهش می دهد. اگر یک محفظه خالی باشد، جایگاه دیگر می تواند از ظرفیت کامل سخت افزار استفاده کند.

• مدیریت تقاضای Utility: مسیریابی هوشمند از ایجاد آستانه های پرهزینه اوج تقاضا جلوگیری می کند. مجموع تساوی تسهیلات را زیر سطوح پنالتی نگه می دارد.

معماری های به اشتراک گذاری قدرت هسته: تخصیص استاتیک در مقابل تخصیص پویا

طراحان سخت افزار از دو روش اصلی برای توزیع برق استفاده می کنند. طرح های قدیمی بر قوانین ایستا تکیه دارند. سیستم های مدرن از ماتریس های مسیریابی پویا استفاده می کنند. قبل از خرید هر سخت افزاری باید تفاوت را درک کنید.

تقسیم توان استاتیک (تخصیص ثابت)

یک تقسیم استاتیک به عنوان یک تقسیم سخت ریاضی عمل می کند. هنگامی که دو EV متصل می شوند، به طور دائم کل خروجی را نصف می کند. تصور کنید یک شارژر 120 کیلوواتی دارید. هنگامی که دو وسیله نقلیه وصل می شوند، رله های داخلی دقیقاً 60 کیلو وات به هر پورت قفل می شوند. این مکانیسم به اجزای داخلی ساده تری نیاز دارد. شما بیشتر آن را در مدل های قدیمی تر یا تجهیزات ارزان قیمت پیدا می کنید.

اشکال اصلی ناکارآمدی شدید است. فرض کنید وسیله نقلیه A با باتری تقریباً پر از راه می رسد. ممکن است فقط 20 کیلو وات را بپذیرد. سیستم استاتیک هنوز 60 کیلو وات برای آن پورت ذخیره می کند. 40 کیلووات باقیمانده در پورت A متوقف می شود. خودروی B ممکن است به شدت به 100 کیلووات نیاز داشته باشد، اما در حد 60 کیلووات خود قفل باقی می ماند. شما زمان گرانبها و ظرفیت ارزشمند سایت را هدر می دهید.

اشتراک انرژی پویا (مسیریابی ماتریس)

اشتراک توان پویا مشکل ظرفیت رشته ای را حل می کند. از مسیریابی ماتریسی پیشرفته استفاده می کند. در داخل کابینت، مهندسان ماژول های قدرت کوچکتر را با هم گروه بندی می کنند. کنتاکتورهای داخلی به صورت پویا این ماژول ها را بر اساس تقاضای بلادرنگ به پورت های فعال تغییر می دهند. شارژر دائماً آنچه را که هر وسیله نقلیه واقعاً نیاز دارد ارزیابی می کند.

مزیت کارایی فوق العاده است. اجازه دهید مثال 120 کیلووات را دوباره بررسی کنیم. وسیله نقلیه A متصل می شود و به 90 کیلو وات نیاز دارد. وسیله نقلیه B متصل می شود و به 30 کیلو وات نیاز دارد. ماتریس پویا توان دقیق مورد نیاز را به هر دوشاخه هدایت می کند. ظرفیت صفر بیکار می نشیند. این باعث بهبود تجربه مشتری می شود. رانندگان زمان کمتری را برای انتظار در پارکینگ شما صرف می کنند.

جدول 1: مقایسه معماری های به اشتراک گذاری قدرت هسته

نحوه اجرای تعادل بار پویا در عمل

درک مکانیک داخلی به برنامه ریزان کمک می کند تا طرح های سایت را بهینه کنند. الف شارژر DC دو خروجی به تبادل اطلاعات با سرعت بالا متکی است. حدس نمیزند. به دستورات سخت خودرو پاسخ می دهد.

در اینجا نحوه توالی اشتراک گذاری پویا آشکار می شود:

1. دست دادن اولیه: یک EV به کابل وصل می شود. شارژر فوراً با سیستم مدیریت باتری خودرو (BMS) ارتباط برقرار می کند. حداکثر نرخ شارژ قابل قبول و وضعیت فعلی شارژ (SoC) را تعیین می کند.

2. نظارت بر واقعیت منحنی شارژ: باتری ها با نرخ ثابت شارژ نمی شوند. وقتی باتری از 80 درصد پر می شود، میزان پذیرش شارژ آن به شدت کاهش می یابد. این از سلول های باتری در برابر آسیب گرما محافظت می کند. شارژر به طور فعال این کاهش سرعت را کنترل می کند.

3. تخصیص مجدد در زمان واقعی: سیستم به کاهش تقاضا واکنش نشان می دهد. تصور کنید خودروی A به 80 درصد SoC برسد و تا 25 کیلووات دریچه گاز را کاهش دهد. سپس خودروی B با 10% SoC وصل می‌شود. خودروی B حداکثر قدرت را می طلبد. کنتاکتورهای داخلی شارژر فوراً ماژول های برق آزاد شده را از پورت A به پورت B تغییر می دهند. آنها این کار را بدون وقفه در هیچ یک از جلسات فعال انجام می دهند.

4. اولویت بندی First-In, First-Out (FIFO): برخی از اپراتورها سلسله مراتب مبتنی بر قانون را ترجیح می دهند. سیستم عامل مدرن به میزبانان سایت اجازه می دهد تا اولین وسیله نقلیه را که می رسد اولویت بندی کنند. این اطمینان حاصل می کند که وسیله نقلیه A به سرعت SoC هدف خود را می رساند. تنها در این صورت است که سیستم نیروی سنگین را به وسیله نقلیه دوم هدایت می کند.

جدول 2: سناریوی تخصیص مجدد نیرو دقیقه به دقیقه (ظرفیت کل 150 کیلو وات)

ارزیابی شارژرهای DC دو خروجی برای سایت شما

انتخاب سخت افزار مناسب نیاز به بازرسی دقیق دارد. همه شارژرهای سریع تحت فشار عملکرد یکسانی ندارند. هنگام ارزیابی بعدی خود تجهیزات شارژ DC ، توجه زیادی به انتخاب های مهندسی داخلی داشته باشید.

دانه بندی ماژول قدرت

به دنبال واحدهای بسته بندی شده با بلوک های قدرت کوچکتر و مدولار باشید. برخی از تولیدکنندگان از ماژول های 15 کیلووات یا 30 کیلووات استفاده می کنند. ماژول های کوچکتر امکان برش قدرت بسیار دقیق را فراهم می کنند. اگر یک شارژر از ماژول های عظیم 60 کیلوواتی استفاده کند، نمی تواند به طور موثر برق را به اشتراک بگذارد. این فقط می تواند انرژی را در قطعات 60 کیلووات تحویل دهد. دانه بندی کوچکتر به سیستم مسیریابی ماتریس انعطاف بیشتری می دهد.

زیرساخت خنک کننده

اشتراک گذاری پایدار با خروجی بالا مقادیر باورنکردنی گرما تولید می کند. خنک کننده فعال برای سایت های شلوغ غیر قابل مذاکره است. کابل های خنک شونده با مایع را در مقایسه با کابل های معمولی با هوا خنک ارزیابی کنید. خنک کننده مایع به کابل های نازک تر و سبک تر اجازه می دهد. این امر دسترسی کاربران را تا حد زیادی بهبود می بخشد. انتخاب خنک کننده خود را بر اساس میزان استفاده مورد نظر و آب و هوای منطقه ای خاص خود قرار دهید.

تنظیمات اتصال دهنده

استانداردسازی در حال حاضر در سراسر صنعت در حال تغییر است. مطمئن شوید که واحد شما از استانداردهای فیزیکی لازم برای کاربران شما پشتیبانی می کند. بسیاری از اپراتورهای ناوگان هنوز به طرح بندی دوگانه CCS نیاز دارند. با این حال، شبکه های عمومی اغلب یک ترکیب NACS/CCS را درخواست می کنند. انتخاب کابل های رابط قابل تعویض، سرمایه گذاری سخت افزاری گران قیمت شما را در آینده تضمین می کند.

انطباق با OCPP

قفل نرم افزار انعطاف پذیری عملیاتی را از بین می برد. بررسی کنید که سخت افزار روی پروتکل نقطه شارژ باز (OCPP) 1.6J یا 2.0.1 اجرا شود. این استاندارد حیاتی تضمین می‌کند که می‌توانید از نرم‌افزار پشتیبان شخص ثالث استفاده کنید. شما می توانید به طور یکپارچه بر جلسات نظارت داشته باشید و پارامترهای اشتراک انرژی را تغییر دهید. شما هرگز به شبکه اختصاصی سازنده اصلی گیر نمی دهید.

واقعیت های پیاده سازی و نقاط کور مطابقت

حتی بهترین سخت افزارها در صورت نصب نادرست با مشکل مواجه می شوند. برنامه ریزان سایت اغلب کدهای محلی و محدودیت های فیزیکی را نادیده می گیرند. شما باید از این نقاط کور انطباق رایج اجتناب کنید.

محاسبات بار NEC

برقکارها باید از کد ملی برق (NEC) پیروی کنند. بر اساس NEC، شارژرهای EV واجد شرایط 'بارهای مداوم' هستند. این طبقه بندی مجازات شدیدی دارد. یک شارژر دو خروجی نیاز دارد که قطع کننده مدار بالادست 125 درصد از حداکثر امتیاز پلاک ترکیبی واحد اندازه داشته باشد. مهم نیست که چقدر هوشمندانه قدرت را در داخل تقسیم می کند. یک واحد 120 کیلوواتی که تقریباً 150 آمپر می کشد به یک قطع کننده با اندازه حداقل 187.5 آمپر نیاز دارد. در برنامه ریزی اولیه سایت این قانون را نادیده نگیرید.

مدیریت کابل

مدیریت دو کابل DC سنگین از یک پایه، چالش های فیزیکی ایجاد می کند. کابل ها اغلب به زمین می افتند. این خطرات جدی سفر بین پارکینگ های مجاور را معرفی می کند. سرهای اتصال دهنده سنگین وقتی روی بتن بیفتند به راحتی می شکنند. شما باید به سیستم های جمع کننده کابل قوی نیاز داشته باشید. کشنده های قابل اعتماد کابل ها را به سمت بالا و خارج می کنند و سایت شما را ایمن و مطابق با ADA نگه می دارند.

وابستگی های نرم افزاری

اشتراک گذاری پویا کاملاً به نرم افزار وابسته است. ماتریس داخلی نیاز به دستورالعمل های ثابت دارد. قطع شدن شبکه یا اشکالات سیستم عامل داخلی می تواند این منطق را مختل کند. وقتی نرم‌افزار از کار می‌افتد، بسیاری از واحدها به‌طور خودکار به یک تقسیم ثابت 50/50 برمی‌گردند تا ایمن بمانند. برخی حتی ممکن است تولید کل را به شدت محدود کنند. همیشه توافقنامه سطح خدمات سازنده (SLA) را ارزیابی کنید. ضمانت های زمان بالا و قابلیت عیب یابی سریع از راه دور را می طلبید.

نتیجه گیری

تجهیزات شارژ DC دو خروجی به طور موثر ظرفیت الکتریکی رشته ای را به دارایی های بسیار مورد استفاده تبدیل می کند. با هدایت هوشمندانه برق دقیقاً در جایی که بیشتر مورد نیاز است، دلار زیرساخت خود را بیشتر افزایش می دهید. این رویکرد از ارتقاء ابزارهای پرهزینه و وقت گیر جلوگیری می کند.

منطق تصمیم گیری شما باید سرراست باقی بماند. تقسیم‌های استاتیک را فقط برای ناوگان یک‌شب بسیار قابل پیش‌بینی و یکنواخت انتخاب کنید. برای شارژ عمومی یا ناوگان خودروهای مختلط با گردش مالی بالا، اشتراک قدرت پویا برای توجیه هزینه سرمایه کاملاً اجباری است.

مرحله بعدی شما نیاز به اقدام دارد. یک ممیزی جامع انرژی سایت انجام دهید. اوج دقیق ظرفیت موجود کیلووات خود را تعیین کنید. هنگامی که محدودیت‌های سخت الکتریکی خود را شناختید، می‌توانید با اطمینان از فروشندگان سخت‌افزار لیست کوتاهی کرده و یک طرح انعطاف‌پذیر طراحی کنید.

سوالات متداول

س: آیا یک شارژر DC دو خروجی می تواند حداکثر سرعت تبلیغ شده خود را همزمان به دو خودرو برساند؟

پاسخ: خیر. حداکثر سرعت اعلام شده (به عنوان مثال، 180 کیلو وات) نشان دهنده ظرفیت کل کابینت برق اصلی است. اگر دو خودرو به طور همزمان شارژ شوند، آن 180 کیلووات بر اساس قوانین تقسیم برق داخلی سیستم بین آنها تقسیم می شود.

س: وقتی شارژ یک EV تمام می شود چه اتفاقی می افتد؟

پاسخ: در یک راه‌اندازی اشتراک‌گذاری انرژی پویا، همه چیز فوراً تغییر می‌کند. پس از اتمام شارژ اولین EV، BMS آن درخواست برق را متوقف می کند. سپس شارژر فوراً 100٪ ظرفیت موجود را به دومین EV متصل می کند.

س: آیا برای شارژر دو خروجی نسبت به شارژر تک پریز به سرویس الکتریکی بزرگتری نیاز دارم؟

پاسخ: نه لزوما. یک شارژر دو خروجی 120 کیلوواتی دقیقاً به همان سرویس الکتریکی و اندازه قطع کننده یک شارژر تک خروجی 120 کیلوواتی نیاز دارد. تفاوت اصلی این است که واحد دوگانه به طرز هوشمندانه ای ظرفیت موجود را در دو فضای پارکینگ مجزا تقسیم می کند.

س: آیا اشتراک برق به باتری EV آسیب می زند؟

پاسخ: خیر. شارژر به شدت از درخواست های برق خاص که توسط سیستم مدیریت باتری خود خودرو دیکته شده است پیروی می کند. اشتراک برق به سادگی حداکثر منبع موجود را محدود می کند. هرگز نیرویی بیشتر از آنچه خودرو می تواند با خیال راحت بپذیرد، وارد نمی کند.