Interfaces de carregamento rápido e carregamento lento para veículos elétricos

EVs usam carregamento rápido e lento, com carregamento rápido empregando carregadores DC de alta potência para reabastecimento rápido, enquanto o carregamento lento usa carregadores CA por mais tempo, carregamento mais gradual em casa ou no trabalho.

Carregamento rápido:
Velocidade:
Oferece tempos de carregamento significativamente mais rápidos em comparação com o carregamento lento, permitindo que os VE recuperem uma parte substancial da sua autonomia num curto espaço de tempo.

Poder:
Usa carregadores DC de alta potência, normalmente entregando 50 kW ou mais, mesmo excedendo 350 kW.

Infraestrutura:
Requer equipamentos e infraestrutura especializados, tornando-o mais adequado para estações de carregamento públicas e aplicações comerciais.

Aplicações Comuns:
Ideal para viagens de longa distância e situações em que são necessárias recargas rápidas.

Impacto da bateria:
Embora o carregamento rápido possa ser conveniente, o uso frequente pode potencialmente degradar a bateria mais rapidamente devido à alta entrada de energia e ao calor gerado.

Tempo de carregamento:
Pode carregar a bateria até 80% capacidade em tão pouco quanto 30 minutos, mas cobrando de 80% para 100% pode demorar mais devido à velocidade de carregamento reduzida para segurança da bateria.

Carregamento lento:
Velocidade: Caracterizado por tempos de carregamento mais longos, muitas vezes exigindo horas para carregar totalmente um EV.
Poder: Usa carregadores CA de menor potência, normalmente variando de 3 kW para 22 kW.
Infraestrutura: Mais amplamente disponível, especialmente para uso doméstico, e mais barato e mais fácil de instalar.
Aplicações Comuns: Ideal para sessões de carregamento noturnas ou prolongadas em casa, trabalhar, ou outros locais onde o veículo fique estacionado por um longo período.
Impacto da bateria: Geralmente mais suave com a bateria e pode ajudar a prolongar sua vida útil.
Tempo de carregamento: Pode levar várias horas para atingir a carga completa.

América do Norte, Japão, UE, China e outros mercados Tipos de carregadores de veículos elétricos

Para veículos de novas energias alimentados por baterias, carregar é uma parte essencial. Mesmo que possa haver serviços de substituição de bateria semelhantes ao reabastecimento no futuro, estima-se conservadoramente que dentro 10 anos, várias cargas rápidas e lentas terão que ser utilizadas para recarregar as baterias. Desta vez, apresentarei brevemente a vocês o sistema de carregamento de veículos de novas energias.
O sistema de carregamento pode ser dividido em dois métodos: carregamento regular e carregamento rápido. A julgar pela aparência e tamanho, a diferença entre as portas de carregamento é realmente muito simples. A porta de carregamento rápido é grande e possui 9 buracos, e a porta de carregamento lento é pequena e tem 7 buracos. Desta maneira, mesmo usuários novatos não cometerão erros. Geralmente, duas portas de carregamento serão projetadas na frente e na traseira do carro. Alguns modelos também projetarão duas portas de carregamento juntas, como a frente ou traseira do carro. Os proprietários de automóveis podem escolher o método de carregamento de acordo com suas necessidades de tempo de carregamento.

Interface de carregamento rápido (carregamento rápido)
O carregamento rápido é um método de carregamento DC. A corrente de carga precisa ser maior, que exige a construção de estações de carregamento rápido. Não requer que a bateria esteja totalmente carregada, mas apenas atende às necessidades de condução contínua. Neste modo de carregamento, apenas 50% para 80% da bateria pode ser carregada em 20 para 30 minutos. A pilha de carga terrestre (equipamento) emite diretamente energia DC para carregar a bateria do veículo. O veículo elétrico só precisa fornecer carregamento e interfaces de comunicação relacionadas.

As vantagens do carregamento rápido: curto tempo de carregamento, fluxo rápido de veículos de carregamento, e economizando área de estacionamento na estação de carregamento.

Desvantagens do carregamento rápido: menor eficiência de carregamento, maior fabricação de carregadores, custos de instalação e trabalho. A corrente de carregamento é grande e requer alta tecnologia e métodos de carregamento, o que tem um impacto negativo na vida útil da bateria. É fácil causar anormalidades na bateria e representar riscos à segurança. Além disso, o carregamento de alta corrente terá um impacto na rede elétrica pública e afetará a qualidade do fornecimento de energia e a segurança da rede elétrica.

Carregamento regular (carregamento lento)
Este modo de carregamento é carregamento AC. A rede elétrica externa fornece energia CA monofásica civil de 220 V para o carregador de bordo do veículo elétrico, e o carregador integrado carrega a bateria. Geralmente leva 5 para 8 horas para carregar totalmente.
As vantagens do carregamento normal: a pilha de carregamento (caixa de carregamento) é de baixo custo e fácil de instalar. A energia do vale baixo da rede elétrica à noite pode ser usada para carregar para reduzir os custos de carregamento. Durante o período de carregamento, a corrente de carga é pequena e a tensão é relativamente estável, o que pode garantir a segurança da bateria elétrica e prolongar a vida útil da bateria elétrica.
Desvantagens do carregamento normal: O tempo de carregamento é muito longo e é difícil atender às necessidades de operação de emergência do veículo.

Interface de carregamento rápido
CC+: Potência CC positiva
CC -: Fonte de alimentação CC negativa
Educação Física: Chão (chão)
S+: Comunicação CAN-H
S-: Comunicação CAN-L
CC1: Confirmação de conexão de carregamento
CC2: Confirmação de conexão de carregamento
UM+: 12V+
UM-: 12V-

diferença entre AC e DC de carregamento de EV

Como você confirma se CC1 e CC2 estão conectados corretamente?
A seguir está o diagrama esquemático de detecção de conexão da pilha de carregamento CC1.
Como você pode ver no gráfico abaixo, para determinar se a conexão está normal, você pode confirmar pela tensão no ponto de detecção. Diferentes tensões são obtidas dividindo a tensão por diferentes resistores.

Depois, há o diagrama esquemático de confirmação da conexão do dispositivo de controle do veículo CC2.
Depois de ligado, os dois resistores dividem a tensão para obter uma tensão de 6V, caso contrário, uma tensão de 12V é obtida.

Tomando o BYD e6 como exemplo, o dispositivo de conexão da carroceria do veículo é usado para conduzir e inserir energia elétrica externa na bateria quando o veículo está carregando. A tampa da porta de carregamento possui características de amortecimento, aquilo é, verifique se a resistência entre “CC1” e “PE” na porta de carregamento é 1KΩ; ao mesmo tempo, você precisa verificar se a conexão entre a porta de carregamento e o gerenciador de energia está normal.

Interface de carregamento lento
CC: Confirmação de conexão do dispositivo de controle do veículo
CP: Confirmação de conexão da pilha de carregamento
Educação Física: Chão (chão)
eu: Corrente alternada trifásica “U”
N: CA trifásica “neutra”
NC1: Corrente alternada trifásica “V”
NC2: Corrente alternada trifásica “W”
Normalmente NC1 e NC2 estão vazios.
L e N são os dois fios conectados à nossa casa 220V.

Como CC e CP confirmam se a conexão está normal?
A “caixa de controle de cabo” e o “dispositivo de controle do veículo” confirmam mutuamente se a conexão está correta.

Primeiro, a “caixa de controle de cabo” passará pelo ponto de detecção do CP 1 e ponto de detecção 4 para detectar se a tensão é 12V. Se não estiver conectado corretamente, não haverá aterramento no ponto de detecção 4, e a tensão não será detectada. Se a conexão estiver boa, ponto de detecção 4 está conectado ao aterramento do veículo através de PE, e a tensão é 12V neste momento. Depois que houver energia de 12V, a “caixa de controle de cabo” conectará S1 ao PWM, caso contrário, S1 será conectado a +12.

Então, o dispositivo de controle do veículo detectará a resistência R3 através do CC para confirmar se a pistola de carregamento está conectada à tomada do veículo. Se não, a resistência será infinita, caso contrário, haverá um valor de resistência correspondente.

Aqui, o dispositivo de controle do veículo definirá a potência do carregador de bordo (geralmente definido pelo fabricante por padrão):

O dispositivo de carregamento integrado determina a corrente máxima de carregamento da caixa de controle no cabo através do sinal de ciclo de trabalho do CP. A proporção de configuração geral é a seguinte:

Ao mesmo tempo, o dispositivo de carregamento integrado também determinará a capacidade nominal do cabo através do RC no CC.

Finalmente, depois de calcular a capacidade nominal do cabo de carregamento e a corrente da caixa de controle no cabo, o dispositivo de controle do veículo define a potência máxima do carregador de bordo para seu valor mínimo.

Tendo dito tanto, algumas pessoas devem perguntar: “Por que existem duas interfaces de carregamento? Não é bom unificá-los em um?”Isso é determinado principalmente pelo carregamento rápido.

Você deve saber que o processo de carregamento de um veículo não é apenas da rede elétrica até a bateria, mas também requer passar por pilhas de carregamento, cabos de carregamento, plugues de carregamento, e interfaces de tomada do veículo antes de entrar no veículo. Dos princípios anteriores, também sabemos que para carregamento AC, depois de entrar no veículo, não vai diretamente para a bateria, mas também passa pelos dois níveis de carregador de bordo e BMS.

Para carregamento rápido, em comparação com o carregamento AC, a potência de carregamento não está limitada à tensão e corrente de carregamento específicas, variando de 20kW, 40kW, 60kW a 200 kW, 250kW, e 350kW. Enquanto a entrada (grade) e saída (veículo) apoie isso, isso pode ser feito muito bem.

A energia da rede entra primeiro na pilha de carregamento e depois chega ao veículo através do cabo de carregamento. A maioria dos cabos de carregamento são fixados na pilha de carregamento, e a outra extremidade é um plugue em forma de pistola conectado ao veículo (este método de conexão é chamado de método de conexão C no padrão).

Há também um pequeno número de pilhas de carregamento que são isoladas e requerem um cabo independente, com ambas as extremidades conectadas à pilha de carga e ao veículo (método de conexão B). Quanto à forma como o cabo de carregamento é fixado no veículo (método de conexão A), quase não tem aplicação. O carregamento CA pode usar o modo de conexão B e o modo de conexão C. Para corrente de carregamento CA superior a 32A e carregamento CC, apenas o método de conexão C pode ser usado.

Como o sistema de energia do veículo é um sistema DC, ao carregar com AC, A energia CA não pode carregar diretamente a bateria. Ele precisa passar por um componente chamado carregador de bordo (OBC, Carregador integrado) converter AC em DC e transformar a tensão de acordo com o comando do BMS antes de alimentá-la à bateria.

Neste diagrama de composição do carregador de carro, existem dois componentes principais - retificador ACDC e transformador DCDC (unidade de energia na foto). O primeiro é usado para converter corrente alternada em corrente contínua que seja aceitável para a bateria do veículo, e o último é usado para ajustar a tensão da corrente contínua.

De acordo com o comando BMS, a corrente e a tensão de carga são ajustadas dinamicamente para se adaptar às necessidades de carga da bateria em diferentes estágios. Por exemplo, durante o carregamento de corrente constante, à medida que a carga da bateria aumenta, a tensão de carga também precisa aumentar. Também é responsável por converter baixa tensão e carregar a pequena bateria de 12V.

Durante o carregamento CC, a própria pilha DC é um retificador ACDC mais um transformador DCDC, que converte diretamente a energia CA fora do veículo de acordo com as necessidades do BMS, substituindo a função do carregador de bordo. Portanto, As pilhas de carregamento DC também são chamadas de carregadores externos.