ממשקי טעינה מהירה וטעינה איטית לרכבים חשמליים

רכבי EV משתמשים בטעינה מהירה ואיטית כאחד, עם טעינה מהירה תוך שימוש במטענים DC בעלי הספק גבוה למילוי מהיר, בעוד טעינה איטית משתמשת במטענים AC למשך זמן רב יותר, טעינה הדרגתית יותר בבית או בעבודה.

טעינה מהירה:
מְהִירוּת:
מציע זמני טעינה מהירים משמעותית בהשוואה לטעינה איטית, מה שמאפשר לרכבי החשמל להחזיר חלק ניכר מהטווח שלהם תוך פרק זמן קצר.

כּוֹחַ:
משתמש במטענים DC בעלי הספק גבוה, בדרך כלל מסירה 50 קילוואט או יותר, אפילו עולה 350 קילוואט.

תַשׁתִית:
דורש ציוד ותשתית מיוחדים, מה שהופך אותו למתאים יותר לתחנות טעינה ציבוריות ויישומים מסחריים.

יישומים נפוצים:
אידיאלי לנסיעות למרחקים ארוכים ולמצבים שבהם יש צורך בטעינה מהירה.

השפעה על הסוללה:
אמנם טעינה מהירה יכולה להיות נוחה, שימוש תכוף עלול להרוס את הסוללה מהר יותר בשל צריכת החשמל הגבוהה והחום שנוצר.

זמן טעינה:
יכול לטעון את הסוללה עד 80% קיבולת במעט 30 פּרוֹטוֹקוֹל, אבל גובה מ 80% אֶל 100% עשוי להימשך זמן רב יותר עקב מהירות טעינה מופחתת לבטיחות הסוללה.

טעינה איטית:
מְהִירוּת: מאופיין בזמני טעינה ארוכים יותר, לעתים קרובות נדרשות שעות לטעינה מלאה של EV.
כּוֹחַ: משתמש במטענים AC עם הספק נמוך יותר, בדרך כלל נע בין 3 קילוואט ל 22 קילוואט.
תַשׁתִית: זמין יותר, במיוחד לשימוש ביתי, ופחות יקר וקל יותר להתקנה.
יישומים נפוצים: אידיאלי עבור הפעלות של לילה או טעינה ממושכת בבית, עֲבוֹדָה, או מקומות אחרים שבהם הרכב חונה לתקופה ממושכת.
השפעה על הסוללה: בדרך כלל עדין יותר לסוללה ועשוי לעזור להאריך את תוחלת החיים שלה.
זמן טעינה: יכול לקחת מספר שעות כדי להגיע לטעינה מלאה.

נ.אמריקה, יַפָּן, האיחוד האירופי, סין ושאר השווקים סוגי מטענים לרכב חשמלי

לרכבי אנרגיה חדשים המונעים באמצעות סוללות, טעינה היא חלק חיוני. גם אם יתכנו שירותי החלפת סוללות דומים לתדלוק בעתיד, זה הערכה שמרנית כי בתוך 10 שנים, יהיה צורך להסתמך על טעינות מהירות ואיטיות שונות כדי לחדש את הסוללות. הפעם אציג בפניכם בקצרה את מערכת הטעינה של רכבי אנרגיה חדשים.
ניתן לחלק את מערכת הטעינה לשתי שיטות: טעינה רגילה וטעינה מהירה. אם לשפוט לפי המראה והגודל, ההבדל בין יציאות הטעינה הוא למעשה פשוט מאוד. יציאת הטעינה המהירה גדולה ויש 9 חורים, ויציאת הטעינה האיטית קטנה ויש לה 7 חורים. בדרך זו, אפילו משתמשים מתחילים לא יעשו טעויות. בְּדֶרֶך כְּלַל, שתי יציאות טעינה יתוכננו בחלק הקדמי והאחורי של המכונית. דגמים מסוימים יעצבו גם שתי יציאות טעינה ביחד, כגון החלק הקדמי או האחורי של המכונית. בעלי רכב יכולים לבחור את שיטת הטעינה בהתאם לצרכי זמן הטעינה שלהם.

ממשק טעינה מהירה (טעינה מהירה)
טעינה מהירה היא שיטת טעינת DC. זרם הטעינה צריך להיות גדול יותר, מה שמצריך בניית עמדות טעינה מהירה. זה לא מחייב את סוללת הכוח להיות טעונה במלואה, אלא עונה רק על הצרכים של המשך נהיגה. במצב טעינה זה, רַק 50% אֶל 80% ניתן לטעון את סוללת החשמל 20 אֶל 30 פּרוֹטוֹקוֹל. ערימת הטעינה הקרקעית (צִיוּד) מוציא ישירות מתח DC כדי לטעון את סוללת החשמל של הרכב. הרכב החשמלי צריך רק לספק טעינה וממשקי תקשורת נלווים.

היתרונות של טעינה מהירה: זמן טעינה קצר, זרימה מהירה של רכבים נטענים, וחיסכון בשטח חניה בתחנת הטעינה.

חסרונות של טעינה מהירה: יעילות טעינה נמוכה יותר, ייצור מטען גבוה יותר, עלויות התקנה ועבודה. זרם הטעינה גדול ודורש טכנולוגיות ושיטות טעינה גבוהות, מה שיש לו השפעה שלילית על חיי סוללת החשמל. קל לגרום לחריגות בסוללת החשמל ולהוות סיכונים בטיחותיים. יֶתֶר עַל כֵּן, טעינת זרם גבוה תשפיע על רשת החשמל הציבורית ותשפיע על איכות ובטיחות אספקת החשמל של רשת החשמל.

טעינה רגילה (טעינה איטית)
מצב טעינה זה הוא טעינת AC. רשת החשמל החיצונית מספקת מתח AC אזרחי חד פאזי של 220V למטען המשולב של הרכב החשמלי, והמטען המובנה טוען את סוללת החשמל. זה בדרך כלל לוקח 5 אֶל 8 שעות לטעינה מלאה.
היתרונות של טעינה רגילה: ערימת הטעינה (תיבת טעינה) הוא נמוך בעלות וקל להתקנה. כוח העמק הנמוך של רשת החשמל בלילה יכול לשמש לטעינה כדי להפחית את עלויות הטעינה. במהלך תקופת הטעינה, זרם הטעינה קטן והמתח יציב יחסית, מה שיכול להבטיח את הבטיחות של ערכת סוללות החשמל ולהאריך את חיי השירות של סוללת החשמל.
חסרונות של טעינה רגילה: זמן הטעינה ארוך מדי וקשה לענות על הצרכים של תפעול חירום של הרכב.

ממשק טעינה מהירה
DC+: מתח DC חיובי
זֶרֶם יָשָׁר -: ספק כוח DC שלילי
פ: טָחוּן (טָחוּן)
S+: תקשורת CAN-H
S-: תקשורת CAN-L
CC1: אישור חיבור טעינה
CC2: אישור חיבור טעינה
A+: 12V+
א-: 12V-

ההבדל בין AC ו-DC של טעינת EV

כיצד תאשר אם CC1 ו-CC2 מחוברים כהלכה?
להלן דיאגרמה סכמטית לזיהוי חיבור ערימת טעינה CC1.
כפי שניתן לראות מהתרשים למטה, כדי לקבוע אם החיבור תקין, אתה יכול לאשר זאת לפי המתח בנקודת הזיהוי. מתחים שונים מתקבלים על ידי חלוקת מתח נגדים שונים.

אז יש את התרשים הסכמטי לאישור חיבור התקן בקרת רכב CC2.
אחרי שהוא מופעל, שני הנגדים מחלקים את המתח כדי לקבל מתח של 6V, אחרת מתקבל מתח של 12V.

ניקח את ה-BYD e6 כדוגמה, התקן חיבור גוף הרכב משמש להולכה ולהזנת אנרגיה חשמלית חיצונית לסוללת החשמל כאשר הרכב בטעינה. לכיסוי יציאת הטעינה יש מאפייני שיכוך, כלומר, בדוק אם ההתנגדות בין "CC1" ו-"PE" ביציאת הטעינה היא 1KΩ; באותו זמן, עליך לבדוק אם החיבור בין יציאת הטעינה למנהל החשמל תקין.

ממשק טעינה איטית
CC: אישור חיבור התקן בקרת רכב
CP: אישור חיבור ערימת טעינה
פ: טָחוּן (טָחוּן)
ל: זרם חילופין תלת פאזי "U"
נ: AC תלת פאזי "נייטרלי"
NC1: זרם חילופין תלת פאזי "V"
NC2: זרם חילופין תלת פאזי "W"
בדרך כלל NC1 ו-NC2 ריקים.
L ו-N הם שני החוטים המחוברים ל-220V הביתי שלנו.

כיצד CC ו-CP מאשרים אם החיבור תקין?
"תיבת בקרת הכבלים" ו"התקן בקרת הרכב" מאשרים הדדית אם החיבור נכון.

רֵאשִׁית, "תיבת בקרת הכבלים" תעבור את נקודת זיהוי ה-CP 1 ונקודת זיהוי 4 כדי לזהות אם המתח הוא 12V. אם הוא לא מחובר כמו שצריך, לא תהיה קרקע בנקודת הזיהוי 4, והמתח לא יזוהה. אם החיבור טוב, נקודת זיהוי 4 מחובר לקרקע הרכב דרך PE, והמתח הוא 12V בשלב זה. אחרי שיש כוח 12V, "תיבת בקרת הכבלים" תחבר את S1 ל-PWM, אחרת S1 יהיה מחובר +12.

אָז, התקן בקרת הרכב יזהה את ההתנגדות R3 דרך CC כדי לאשר אם אקדח הטעינה מחובר לשקע הרכב. אִם לֹא, ההתנגדות תהיה אינסופית, אחרת יהיה ערך התנגדות מתאים.

כָּאן, התקן בקרת הרכב יקבע את עוצמת המטען המובנה (בדרך כלל מוגדר על ידי היצרן כברירת מחדל):

התקן הטעינה המובנה קובע את זרם הטעינה המרבי של תיבת הבקרה על הכבל באמצעות אות מחזור העבודה של CP. יחס ההגדרה הכללי הוא כדלקמן:

במקביל, התקן הטעינה המובנה יקבע גם את הקיבולת המדורגת של הכבל דרך ה-RC ב-CC.

לְבָסוֹף, לאחר חישוב הקיבולת הנקובת של כבל הטעינה והזרם של תיבת הבקרה על הכבל, התקן בקרת הרכב מגדיר את ההספק המרבי של המטען המובנה לערך המינימלי שלהם.

אחרי שאמרתי כל כך הרבה, יש אנשים שחייבים לשאול: "למה יש שני ממשקי טעינה? האם לא טוב לאחד אותם לאחד?זה נקבע בעיקר על ידי טעינה מהירה.

עליכם לדעת שתהליך הטעינה של רכב הוא לא רק מרשת החשמל אל המצבר, אלא גם דורש מעבר דרך ערימות טעינה, כבלי טעינה, תקעי טעינה, וממשקי שקע הרכב לפני הכניסה לרכב. מהעקרונות הקודמים, אנחנו גם יודעים את זה עבור טעינת AC, לאחר הכניסה לרכב, זה לא עובר ישירות לסוללה, אלא גם עובר דרך שתי הרמות של מטען על הסיפון ו-BMS.

לטעינה מהירה, בהשוואה לטעינת AC, כוח הטעינה אינו מוגבל למתח הטעינה והזרם הספציפיים, החל מ-20 קילוואט, 40קילוואט, 60קילוואט עד 200 קילוואט, 250קילוואט, ו-350 קילוואט. כל עוד הקלט (רֶשֶׁת) ופלט (רֶכֶב) לתמוך בו, זה יכול להיעשות טוב מאוד.

החשמל מהרשת נכנס תחילה לערימת הטעינה ולאחר מכן מגיע לרכב דרך כבל הטעינה. רוב כבלי הטעינה קבועים על ערימת הטעינה, והקצה השני הוא תקע בצורת אקדח המחובר לרכב (שיטת חיבור זו נקראת בתקן שיטת חיבור C).

יש גם מספר קטן של ערימות טעינה מבודדות ודורשות כבל עצמאי, כששני הקצוות מחוברים לערימת הטעינה ולרכב (שיטת חיבור ב'). לגבי האופן שבו כבל הטעינה מקובע על הרכב (שיטת חיבור א'), אין לו כמעט יישום. טעינת AC יכולה להשתמש במצב חיבור B ומצב חיבור C. עבור זרם טעינת AC גדול מ-32A וטעינת DC, ניתן להשתמש רק בשיטת חיבור C.

מכיוון שמערכת החשמל של הרכב היא מערכת DC, בעת טעינה עם AC, כוח AC אינו יכול לטעון ישירות את הסוללה. זה צריך לעבור דרך רכיב שנקרא מטען על הלוח (OBC, מטען על הסיפון) להמיר AC ל DC ולהמיר את המתח לפי הפקודה של BMS לפני אספקתו לסוללה.

בתרשים הרכב מטען לרכב זה, ישנם שני רכיבי ליבה - מיישר ACDC ושנאי DCDC (יחידת הכוח בתמונה). הראשון משמש להמרת זרם חילופין לזרם ישר שמקובל על מצבר הרכב, והאחרון משמש להתאמת המתח של הזרם הישר.

לפי פקודת BMS, זרם הטעינה והמתח מותאמים באופן דינמי כדי להתאים לצרכי הטעינה של הסוללה בשלבים שונים. לְדוּגמָה, במהלך טעינת זרם קבוע, ככל שעוצמת הסוללה עולה, גם מתח הטעינה צריך לעלות. הוא גם אחראי על המרת מתח נמוך וטעינת הסוללה הקטנה של 12V.

במהלך טעינת DC, ערימת ה-DC עצמה היא מיישר ACDC בתוספת שנאי DCDC, הממיר ישירות מתח AC מחוץ לרכב בהתאם לצרכי ה-BMS, מחליף את תפקיד המטען המובנה. לָכֵן, ערימות טעינה DC נקראות גם מטענים מחוץ ללוח.