A kereskedelmi elektromos járművek infrastruktúrájának telepítése gyakran kemény plafont ér el. A tervezők hálózati kapacitáskorlátokkal és szigorú kapcsolóberendezési korlátokkal szembesülnek. A több önálló állomás árokásása hihetetlenül drága. Előfordulhat, hogy nem szeretne sokat befektetni a jelentősebb közüzemi fejlesztésekbe. Ehelyett a telephelyek és a flottaüzemeltetők gyakran értékelik a kétkimenetes architektúrákat. Ezek a hatékony elrendezések maximalizálják meglévő elektromos kapacitását. Ennek a technológiának a megértése elengedhetetlen a hosszú távú sikerhez. Pontosan tudnia kell, hogyan a két kimenetű DC töltő dinamikusan irányítja a kilowattokat két jármű között. Ez a speciális tudás vezet a pontos helyszíntervezéshez. Segít a kezelőknek hatékonyan megjósolni a tényleges töltési időt. Pontosan kiszámolhatja a befektetés megtérülését is a kiválasztott esetében DC töltőberendezés . Az alábbiakban lebontjuk a belső tápegységeket. Feltérképezzük a terheléselosztási forgatókönyveket. Végül kitérünk azokra a holtterekre, amelyeket el kell kerülnie.
Kulcs elvitelek
Dinamikus a statikus felett: A modern, kétkimenetes egyenáramú töltők előnyben részesítik a dinamikus teljesítménymegosztást (DPS), a kilowattokat az egyes járművek valós idejű töltési állapota (SoC) alapján osztják fel a merev 50/50 arányú felosztás helyett.
Hardverhatékonyság: Két adagoló működtetése egyetlen tápegységből jelentősen csökkenti a telepítési költségeket, az árokásás és a hálózati csatlakozási díjakat.
BMS-kommunikáció: Az intelligens áramelosztás a töltő és a jármű akkumulátor-kezelő rendszere (BMS) közötti folyamatos adat-kézfogásokon alapul.
A megtérülés értékelése: A kettős kimenetű rendszer valódi értékét a telephely kihasználtsága és a közüzemi csúcsigényi díjak elkerülése méri, nem csak a kilowatt csúcsteljesítmény.
Üzleti tok kétkimenetes egyenáramú töltőberendezésekhez
Az egyportos töltők üzembe helyezéséhez minden parkolóhelyhez külön áramkörre van szükség. Ez a hagyományos megközelítés gyorsan emelkedő infrastrukturális költségekhez vezet. Fizetnie kell a vastagabb huzalvastagságért, a nagyobb vezetékekért és a masszív megszakítópanelekért. A webhelyek gazdagépei gyakran észlelik, hogy az áramváltójuk nem tudja kezelni a kért terhelést. Egy tíz parkolóhellyel rendelkező telken tíz független nagyfeszültségű távra lenne szükség. Ez a kialakítás egyszerűen nem skálázható jól a régebbi létesítményekben. A közüzemi frissítések több hónappal késleltethetik a projekteket.
A kettős kimenetű rendszerek ezt közvetlenül megoldják. Egyetlen nagy kapacitású áramkört működtetnek a központi tápegység-szekrény mellett. Ez az okos architektúra két szomszédos parkolóhelyet szolgál ki egyszerre. Csak egyszer vágsz árkot. Csak egy fő tápfeszültséget húz. Ez jelentősen csökkenti az előzetes tőkekiadást. A központi szekrény ezután intelligens diszpécserként működik. Pontosan oda irányítja az energiát, ahol a járműveknek szüksége van rá.
Hogyan mérjük a sikeres telepítést? Néhány kritikus sikerkritériumot értékelünk:
Alacsonyabb portonkénti tőkeköltség: Az infrastruktúra megosztása csökkenti a töltőhelyenkénti fizikai telepítési költségeket.
Maximális hardverhasználat: A kétportos rendszer csökkenti a töltő üresjárati idejét. Ha az egyik rekesz üres, a másik rekesz kihasználhatja a teljes hardverkapacitást.
A közüzemi igények kezelése: Az intelligens útválasztás elkerüli a költséges közüzemi csúcsigényi küszöbök kiváltását. A teljes létesítmény lehívását a büntetési szint alatt tartja.
Alapvető energiamegosztási architektúrák: statikus vs. dinamikus elosztás
A hardvertervezők két elsődleges módszert alkalmaznak az elektromos áram elosztására. A régebbi tervek statikus szabályokon alapulnak. A modern rendszerek dinamikus útválasztási mátrixokat használnak. Hardver vásárlása előtt meg kell értenie a különbséget.
A statikus felosztás kemény matematikai osztásként működik. Két elektromos jármű csatlakoztatásakor tartósan felére csökkenti a teljes teljesítményt. Képzeld el, hogy van egy 120 kW-os töltőd. Amikor két jármű csatlakozik, a belső relék pontosan 60 kW-ot rögzítenek mindegyik porthoz. Ez a mechanizmus egyszerűbb belső alkatrészeket igényel. Leginkább régebbi modellekben vagy pénztárcabarát berendezésekben találja meg.
A fő hátrány a súlyos hatástalanság. Tegyük fel, hogy az A jármű majdnem tele akkumulátorral érkezik. Lehet, hogy csak 20 kW-ot fogad el. A statikus rendszer továbbra is 60 kW-ot tart fenn erre a portra. Az A porton fennmaradó 40 kW megakad. A B járműnek égetően szüksége lehet 100 kW-ra, de továbbra is a 60 kW-os határon marad. Értékes időt és értékes helyszíni kapacitást veszít el.
Dinamikus energiamegosztás (mátrixos útválasztás)
A dinamikus energiamegosztás megoldja az elakadt kapacitás problémáját. Speciális mátrixútválasztást használ. A szekrényben a mérnökök csoportosítják a kisebb teljesítménymodulokat. A belső kontaktorok dinamikusan kapcsolják ezeket a modulokat aktív portokra a valós idejű igények alapján. A töltő folyamatosan értékeli, hogy az egyes járműveknek mire van szüksége.
Előnye a rendkívüli hatékonyság. Nézzük újra a 120 kW-os példát. Az A jármű csatlakozik, és 90 kW-ot igényel. A B jármű csatlakozik és 30 kW-ot igényel. A dinamikus mátrix pontosan a szükséges teljesítményt irányítja minden egyes csatlakozóhoz. A nulla kapacitás tétlenül áll. Ez javítja a vásárlói élményt. A sofőrök kevesebb időt töltenek a parkolóban várakozással.
1. táblázat: Az alapvető energiamegosztási architektúrák összehasonlítása
Funkció
Statikus teljesítmény felosztás
Dinamikus energiamegosztás (DPS)
Allokációs módszer
Merev 50/50 felosztás
Valós idejű kereslet alapú útválasztás
Megakadt kapacitás
Magas (felhasználatlan kilowatt pazarlás)
Nulla (az összes rendelkezésre álló teljesítmény felhasználva)
Hardver komplexitás
Alacsony (egyszerű relék)
Magas (mátrix kontaktorok és szoftver)
Ideális használati tok
Egységes flották töltése egyik napról a másikra
Nyilvános állomások változatos járművekkel
Hogyan működik a dinamikus terheléselosztás a gyakorlatban
A belső mechanika megértése segít a tervezőknek optimalizálni a webhely elrendezését. A A kétkimenetes egyenáramú töltő nagy sebességű adatcserén alapul. Nem találgat. A jármű szigorú parancsaira reagál.
A dinamikus megosztási sorrend a következőképpen alakul:
A kezdeti kézfogás: Egy elektromos autó csatlakozik a kábelhez. A töltő azonnal kapcsolatot létesít a jármű akkumulátorkezelő rendszerével (BMS). Meghatározza a maximálisan elfogadható töltési sebességet és az aktuális töltési állapotot (SoC).
A töltési görbe megfigyelése valóság: Az akkumulátorok nem töltődnek átalánydíjjal. Amint az akkumulátor 80% fölé töltődik, a töltés elfogadási aránya meredeken csökken. Ez megvédi az akkumulátorcellákat a hőkárosodástól. A töltő aktívan figyeli ezt a lassulást.
Valós idejű újraelosztás: A rendszer reagál a csökkenő keresletre. Képzeld el, hogy az A jármű eléri a 80%-ot, és 25 kW-ra csökkenti a fojtószelepet. A B jármű ezután 10%-os SoC-on csatlakozik. A B jármű maximális teljesítményt igényel. A töltő belső érintkezői azonnal átirányítják a felszabaduló tápmodulokat az A portból a B portba. Ezt anélkül teszik, hogy megszakítanák az aktív munkamenetet.
First-In, First-Out (FIFO) prioritás: Egyes operátorok előnyben részesítik a szabályalapú hierarchiát. A modern firmware lehetővé teszi, hogy a webhelyek gazdagépei az elsőként érkező járművet helyezzék előtérbe. Ez biztosítja, hogy az A jármű gyorsan elérje a cél SoC-ját. A rendszer csak ezután irányítja át a nehéz energiát a második járműre.
2. táblázat: Percenkénti teljesítmény-újraelosztási forgatókönyv (150 kW teljes kapacitás)
Idő
A jármű (SoC)
Jármű A teljesítmény
B jármű (SoC)
A jármű B teljesítménye
0:00
20%
150 kW (max.)
Nincs csatlakoztatva
0 kW
0:15
50%
120 kW
10% (csak csatlakoztatva)
30 kW (maradék)
0:30
80%
40 kW (fojtott)
30%
110 kW (átcsoportosítva)
0:45
100% (kész)
0 kW
60%
150 kW (teljes hozzáférés)
Kettős kimeneti egyenáramú töltők értékelése az Ön webhelyén
A megfelelő hardver kiválasztása alapos ellenőrzést igényel. Nem minden gyorstöltő működik egyformán jól nyomás alatt. Amikor értékeli a következőt Egyenáramú töltőberendezés , fordítson nagy figyelmet a belső mérnöki döntésekre.
A teljesítménymodul szemcsézettsége
Keressen kisebb, moduláris tápegységekkel ellátott egységeket. Egyes gyártók 15 kW-os vagy 30 kW-os modulokat használnak. A kisebb modulok rendkívül pontos teljesítményszeletelést tesznek lehetővé. Ha egy töltő masszív 60 kW-os modulokat használ, nem tudja hatékonyan megosztani az áramot. Csak 60 kW-os darabokban tud energiát leadni. A kisebb granularitás nagyobb rugalmasságot biztosít a mátrixútválasztó rendszernek.
Hűtési infrastruktúra
A tartós, nagy teljesítményű megosztás hihetetlen mennyiségű hőt termel. Az aktív hűtés nem alku tárgya a forgalmas helyszíneken. Gondosan értékelje a folyadékhűtéses kábeleket a normál léghűtéses kábelekkel szemben. A folyadékhűtés vékonyabb, könnyebb kábeleket tesz lehetővé. Ez nagymértékben javítja a felhasználói hozzáférést. A hűtést a tervezett felhasználási arány és az adott regionális éghajlat alapján válassza.
Csatlakozó konfigurációk
A szabványosítás jelenleg az egész iparágban eltolódik. Győződjön meg arról, hogy egysége támogatja a felhasználók számára szükséges fizikai szabványokat. Sok flottaüzemeltetőnek továbbra is Dual CCS-elrendezésre van szüksége. A nyilvános hálózatok azonban gyakran kérnek NACS/CCS kombinációt. A cserélhető csatlakozókábelek kiválasztása a jövő számára biztonságos hardverbefektetést biztosít.
OCPP megfelelőség
A szoftveres bezárás tönkreteszi a működési rugalmasságot. Ellenőrizze, hogy a hardver Open Charge Point Protocol (OCPP) 1.6J vagy 2.0.1 protokollon fut-e. Ez a létfontosságú szabvány biztosítja a harmadik féltől származó háttérszoftverek használatát. Zökkenőmentesen figyelheti a munkameneteket, és módosíthatja az energiamegosztási paramétereket. Soha nem marad le az eredeti gyártó saját hálózatánál.
Megvalósítási valóság és megfelelőségi vakfoltok
Még a legjobb hardver is küzd, ha nem megfelelően telepítik. A webhelytervezők gyakran figyelmen kívül hagyják a helyi kódokat és a fizikai korlátokat. Kerülnie kell ezeket a gyakori megfelelési holtfoltokat.
NEC terhelési számítások
A villanyszerelőknek be kell tartaniuk a National Electrical Code (NEC) előírásait. A NEC értelmében az elektromos töltőkészülékek 'folyamatos terhelésnek' minősülnek. Ez a besorolás szigorú büntetést von maga után. A kétkimenetű töltőhöz az áramköri megszakítót az egység maximális kombinált adattábla névleges értékének 125%-ára kell méretezni. Nem számít, mennyire intelligensen osztja meg a hatalmat belül. Egy 120 kW-os, nagyjából 150 amperes egységhez legalább 187,5 amperes megszakító szükséges. Ne hagyja figyelmen kívül ezt a szabályt a helyszín kezdeti tervezése során.
Kábelkezelés
Két nehéz egyenáramú kábel egyetlen talapzatról történő kezelése fizikai kihívásokat jelent. A kábelek gyakran leesnek a földre. Ez komoly botlási veszélyt jelent a szomszédos parkolóhelyek között. A nehéz csatlakozófejek könnyen eltörnek, ha betonra ejtik. Erős kábelvisszahúzó rendszerre van szüksége. A megbízható visszahúzók felfelé és félrehúzzák a kábeleket, így a webhely biztonságos és ADA-kompatibilis.
Szoftverfüggőségek
A dinamikus megosztás továbbra is teljes mértékben szoftverfüggő. A belső mátrixnak állandó utasításokra van szüksége. Hálózati leállások vagy belső firmware-hibák megzavarhatják ezt a logikát. Amikor a szoftver meghibásodik, sok egység automatikusan visszaáll a statikus 50/50 arányú felosztásra, hogy biztonságban maradjon. Egyesek akár súlyosan korlátozhatják a teljes teljesítményt. Mindig értékelje a gyártó szolgáltatási szint megállapodását (SLA). Igényeljen magas rendelkezésre állási garanciákat és gyors távoli hibaelhárítási lehetőségeket.
Következtetés
A kétkimenetes egyenáramú töltőberendezések hatékonyan alakítják át az elakadt elektromos kapacitást nagy kihasználtságú eszközökké. Azzal, hogy okosan irányítja az áramellátást pontosan ott, ahol a legnagyobb szükség van rá, tovább növeli infrastrukturális költségeit. Ez a megközelítés megakadályozza a költséges, időigényes segédprogram-frissítéseket.
A döntési logikájának egyértelműnek kell lennie. Csak a nagyon kiszámítható, egységes éjszakai flottákhoz válassza a statikus felosztást. A nagy forgalmú állami töltésnél vagy vegyes járműflottáknál a dinamikus teljesítménymegosztás teljes mértékben kötelező a tőkeköltség igazolására.
A következő lépéshez cselekvésre van szükség. Végezzen átfogó energetikai auditot a helyszínen. Határozza meg a rendelkezésre álló kilowatt kapacitás pontos csúcsát. Ha ismeri a szigorú elektromos korlátokat, magabiztosan kiválaszthatja a hardvergyártókat, és rugalmas elrendezést tervezhet.
GYIK
K: Egy kétkimenetes egyenáramú töltő képes egyszerre két autóra szállítani a hirdetett maximális sebességét?
V: Nem. A meghirdetett maximális sebesség (pl. 180 kW) a fő tápegység teljes kapacitását jelenti. Ha két autó tölt egyszerre, akkor az a 180 kW-ot a rendszer belső teljesítménymegosztási szabályai alapján osztják szét közöttük.
K: Mi történik, ha az egyik EV befejezi a töltést?
V: A dinamikus energiamegosztási beállításban a dolgok azonnal megváltoznak. Amint az első EV befejezi a töltést, a BMS-je leállítja az áramellátást. A töltő ezután a rendelkezésre álló kapacitás 100%-át azonnal a második csatlakoztatott elektromos járműhöz irányítja.
K: Szükségem van nagyobb elektromos szervizre egy kétaljzatos töltőhöz, mint az egyaljzatoshoz?
V: Nem feltétlenül. A 120 kW-os kétcsatlakozós töltő pontosan ugyanolyan elektromos szolgáltatást és megszakítóméretet igényel, mint egy 120 kW-os egycsatlakozós töltő. A legfontosabb különbség az, hogy a kettős egység okosan osztja fel a meglévő kapacitást két különálló parkolóhely között.
K: Az árammegosztás károsítja az elektromos járművek akkumulátorát?
V: Nem. A töltő szigorúan követi a jármű saját akkumulátorkezelő rendszere által meghatározott energiaigényeket. Az energiamegosztás egyszerűen korlátozza a rendelkezésre álló maximális tápellátást. Soha nem erőltet több energiát, mint amennyit a jármű biztonságosan el tud fogadni.
