Anàlisi exhaustiva de l'armari de càrrega de vehicles elèctrics: tipus, principis i coneixements bàsics de la indústria

Amb la popularització a gran-escala dels vehicles d'energia nova i el fort suport de les polítiques rellevants, la indústria dels vehicles d'energia nova ha entrat en un període de ràpid desenvolupament i la demanda dels usuaris de serveis de càrrega ha continuat augmentant en conseqüència. Com a infraestructura de suport indispensable per als vehicles elèctrics, la funció principal del Gabinet de càrrega de vehicles elèctrics és proporcionar serveis de càrrega estables i segurs per als vehicles elèctrics. Mentrestant, els equips relacionats, com ara armaris de càrrega de bateries ignífugs i armaris de càrrega de bateries de liti, que són complementaris a les piles de càrrega, s'han millorat contínuament amb el desenvolupament de la indústria, construint conjuntament un ecosistema de serveis de càrrega diversificat.

La classificació dels armaris de càrrega de vehicles elèctrics és diversa, amb diferents criteris de classificació corresponents a diferents escenaris d'aplicació i requisits funcionals. La distinció clara de les característiques dels diferents tipus de piles de càrrega és la base per a la disposició racional de les instal·lacions de càrrega. Des de la perspectiva dels mètodes d'instal·lació, es divideixen principalment en -carregador de terra (pila de càrrega-dempeus) i carregador-muntat a la paret (pila de càrrega-muntada a la paret). Les piles de càrrega-de peu a terra són adequades per a places d'aparcament que no estan a prop de les parets, mentre que les piles de càrrega-muntades a la paret són més adequades per a places d'aparcament que es troben a prop de les parets. Aquests dos tipus poden cobrir de manera flexible les necessitats de càrrega de diferents condicions del lloc.

Segons les seves ubicacions d'instal·lació, les piles de càrrega es poden classificar en tres tipus: piles de càrrega públiques, piles de càrrega dedicades i piles de càrrega privades. Les piles de càrrega públiques s'instal·len a les places d'aparcament dels aparcaments públics (garatges) i proporcionen serveis de càrrega pública als vehicles de la comunitat, sovint organitzats conjuntament amb les estacions de càrrega de bateries. Les piles de càrrega dedicades les construeixen empreses constructores als seus propis aparcaments (garatges) i són exclusivament per al personal intern. Les piles de recàrrega privades s'instal·len en places d'aparcament individuals (garatges) i ofereixen específicament serveis de càrrega per a vehicles elèctrics propietat de particulars.

Segons el nombre d'interfícies de càrrega, les piles de càrrega es poden dividir en dues categories: una-per-una càrrega i una-per-moltes de càrrega. Una càrrega-per-es refereix a una pila de càrrega que només pot carregar un vehicle elèctric, la qual cosa és adequada per a escenaris en què les necessitats de càrrega estan disperses. Un-per a-moltes de càrrega, d'altra banda, utilitza diverses interfícies per carregar simultàniament més d'un vehicle elèctric, el que el fa ideal per a zones amb necessitats de càrrega concentrades i millora la utilització del lloc.

Pel que fa als mètodes d'alimentació, els tipus bàsics de piles de càrrega són piles de càrrega de CA i piles de càrrega de CC, a més de les piles de càrrega integrades AC/DC que combinen ambdues funcions. Les piles de càrrega de CC estan connectades directament a la xarxa elèctrica i poden carregar directament les bateries dels vehicles elèctrics. Normalment utilitzen un sistema de tres-quatre-fils o un sistema de tres-tres-fils per a l'alimentació, amb un ampli rang ajustable de tensió i corrent de sortida, que permet una càrrega ràpida. Sovint es combinen amb mòduls de càrrega per millorar l'eficiència de càrrega. Les piles de càrrega de CA no tenen capacitats de càrrega en si mateixes i només proporcionen potència. Necessiten una connexió a un-carregador integrat per completar el procés de càrrega. A causa de la potència generalment més baixa dels-carregadors integrats, no es pot aconseguir una càrrega ràpida. Les piles de càrrega integrades AC/DC poden canviar de manera flexible entre els modes de càrrega. Durant el dia, quan hi ha una gran demanda de càrrega, s'utilitza la càrrega ràpida de CC, i a la nit, quan hi ha menys usuaris, es passa a la càrrega lenta de CA, adaptant-se a les necessitats de càrrega de diferents períodes de temps. Val la pena assenyalar que les piles de càrrega de diferents tipus de fonts d'alimentació sovint es combinen amb els equips especialitzats corresponents. Per exemple, els armaris de càrrega de bateries d'ions de liti-són adequats per a escenaris de càrrega relacionats amb models de vehicles d'ions de liti-, mentre que els armaris de càrrega de bateries de 12 V són adequats per a escenaris específics de demanda de baixa-tensió.

A més de les categories bàsiques esmentades, hi ha diversos tipus d'equips de càrrega amb funcions especialitzades a la indústria, com ara armari de càrrega modular, armari de càrrega personalitzat, així com armari de càrrega a prova de pols, armari de càrrega impermeable i armari de càrrega a prova d'explosió{0}, que tenen propietats protectores especials i poden adaptar-se a necessitats de càrrega en diferents condicions ambientals.

El nucli de l'operació de la pila de càrrega gira al voltant de dos aspectes clau: la conversió i la transmissió d'energia elèctrica, garantint una transmissió eficient i segura d'energia elèctrica des de la xarxa elèctrica a les bateries dels vehicles elèctrics. En el procés de conversió d'energia elèctrica, el component bàsic de la pila de càrrega és el convertidor, la funció principal del qual és convertir l'entrada de corrent altern (CA) de la xarxa elèctrica en el corrent continu (DC) requerit per les bateries dels vehicles elèctrics. Aquest procés es basa en una regulació precisa del sistema de gestió de la bateria (BMS) per garantir que la tensió, el corrent i altres paràmetres coincideixen amb els requisits de la bateria.

Pel que fa a la transmissió d'energia elèctrica, hi ha principalment dos mètodes: transmissió per cable i transmissió sense fil. Actualment, la transmissió per cable és la més utilitzada, que consisteix a transmetre energia elèctrica convertida a bateries de vehicles elèctrics mitjançant cables de càrrega. La transmissió sense fil, en canvi, aconsegueix la transmissió sense contacte d'energia elèctrica a través de camps magnètics. El seu principi bàsic consisteix a instal·lar bobines d'inductància mútua al terra i al xassís del vehicle, respectivament. La bobina d'entrada genera corrent d'excitació i la bobina de sortida adquireix inductivament energia elèctrica per completar la càrrega. Tanmateix, la tecnologia de transmissió sense fil encara es troba en l'etapa d'investigació i desenvolupament, encara no ha aconseguit una aplicació comercial a gran-escala i s'enfronta a limitacions com ara la necessitat d'una alineació precisa de la bobina i una càrrega-a-. A més, la lògica de transmissió de dispositius com ara armaris de càrrega de vehicles elèctrics i molls de càrrega segueix el principi de transmissió bàsic de les piles de càrrega, amb una transmissió eficient i segura d'energia elèctrica com a objectiu principal.

Aquest article analitza de manera exhaustivaArmari de càrrega de vehicles elèctrics, que combina els antecedents del desenvolupament de la indústria per ordenar sistemàticament el seu sistema de classificació multi-dimensional, que inclou dimensions com ara mètodes d'instal·lació, ubicacions, nombre d'interfícies, mètodes d'alimentació, així com diverses subdivisions d'equips de protecció i personalitzats. Dissecciona profundament el principi de funcionament bàsic de "conversió + transmissió" de piles de càrrega i explica detalladament les estructures dels components bàsics, com ara fonts d'alimentació i plaques de control. En comparar les característiques i els escenaris aplicables de la càrrega ràpida de CC, la càrrega lenta de CA i la càrrega sense fil, explica els estàndards nacionals per a les interfícies de càrrega i les diferències entre la càrrega ràpida i lenta en termes d'estructura, cost i impacte de la bateria. Subratlla la importància d'una combinació raonable de càrrega ràpida i lenta per a l'estabilitat de la xarxa i la satisfacció de la demanda. Finalment, s'esmenta la tendència de desenvolupament d'equips de càrrega específics de la indústria-, mostrant la construcció diversificada de l'ecosistema del servei de càrrega.