อินเทอร์เฟซการชาร์จที่รวดเร็วและการชาร์จช้าสำหรับยานพาหนะไฟฟ้า

EV ใช้ทั้งการชาร์จแบบเร็วและช้า, ด้วยการชาร์จที่รวดเร็วโดยใช้เครื่องชาร์จ DC กำลังสูงเพื่อการเติมเต็มอย่างรวดเร็ว, ในขณะที่การชาร์จช้าจะใช้เครื่องชาร์จ AC นานกว่า, การชาร์จที่บ้านหรือที่ทำงานก็ค่อยเป็นค่อยไป.

ชาร์จเร็ว:
ความเร็ว:
ให้เวลาในการชาร์จที่เร็วกว่าอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับการชาร์จที่ช้า, ช่วยให้ EV สามารถฟื้นช่วงที่สำคัญได้ในระยะเวลาอันสั้น.

พลัง:
ใช้เครื่องชาร์จ DC กำลังสูง, โดยทั่วไปแล้วจะส่งมอบ 50 กิโลวัตต์หรือมากกว่า, เกินเลยด้วยซ้ำ 350 กิโลวัตต์.

โครงสร้างพื้นฐาน:
ต้องใช้อุปกรณ์และโครงสร้างพื้นฐานพิเศษ, ทำให้เหมาะสำหรับสถานีชาร์จสาธารณะและการใช้งานเชิงพาณิชย์มากขึ้น.

การใช้งานทั่วไป:
เหมาะสำหรับการเดินทางระยะไกลและสถานการณ์ที่ต้องการการเติมเงินอย่างรวดเร็ว.

ผลกระทบของแบตเตอรี่:
ในขณะที่การชาร์จอย่างรวดเร็วก็ทำได้สะดวก, การใช้งานบ่อยครั้งอาจทำให้แบตเตอรี่เสื่อมเร็วขึ้นเนื่องจากการป้อนพลังงานสูงและความร้อนที่เกิดขึ้น.

เวลาในการชาร์จ:
สามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้ถึง 80% ความจุเพียงเล็กน้อยเท่านั้น 30 นาที, แต่ชาร์จจาก 80% ถึง 100% อาจใช้เวลานานขึ้นเนื่องจากความเร็วในการชาร์จลดลงเพื่อความปลอดภัยของแบตเตอรี่.

การชาร์จช้า:
ความเร็ว: โดดเด่นด้วยเวลาในการชาร์จที่นานขึ้น, มักต้องใช้เวลาหลายชั่วโมงในการชาร์จ EV ให้เต็ม.
พลัง: ใช้เครื่องชาร์จ AC พลังงานต่ำ, โดยทั่วไปมีตั้งแต่ 3 กิโลวัตต์ถึง 22 กิโลวัตต์.
โครงสร้างพื้นฐาน: ได้อย่างแพร่หลายมากขึ้น, โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับใช้ในบ้าน, และราคาถูกกว่าและติดตั้งง่ายกว่า.
การใช้งานทั่วไป: เหมาะสำหรับการชาร์จข้ามคืนหรือชาร์จที่บ้านเป็นเวลานานๆ, งาน, หรือสถานที่อื่นๆ ที่รถจอดไว้เป็นเวลานาน.
ผลกระทบของแบตเตอรี่: โดยทั่วไปจะอ่อนโยนต่อแบตเตอรี่และอาจช่วยยืดอายุการใช้งานได้.
เวลาในการชาร์จ: อาจใช้เวลาหลายชั่วโมงกว่าจะชาร์จเต็ม.

เอ็น.อเมริกา, ญี่ปุ่น, สหภาพยุโรป, ประเทศจีนและตลาดอื่นๆ ประเภทของเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า

สำหรับรถยนต์พลังงานใหม่ที่ขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่, การชาร์จเป็นส่วนสำคัญ. แม้ว่าในอนาคตอาจมีบริการเปลี่ยนแบตเตอรี่ที่คล้ายกับการเติมเชื้อเพลิงก็ตาม, มีการประเมินแบบอนุรักษ์นิยมว่าภายใน 10 ปี, จะต้องอาศัยการชาร์จแบบเร็วและช้าหลายๆ แบบเพื่อเติมพลังงานให้กับแบตเตอรี่. ในครั้งนี้ ผมจะแนะนำระบบการชาร์จของรถยนต์พลังงานใหม่ให้คุณทราบโดยย่อ.
ระบบการชาร์จสามารถแบ่งได้เป็น 2 วิธี: การชาร์จปกติและการชาร์จอย่างรวดเร็ว. ดูจากรูปลักษณ์และขนาดแล้ว, ความแตกต่างระหว่างพอร์ตชาร์จนั้นง่ายมากจริงๆ. พอร์ตชาร์จเร็วมีขนาดใหญ่และมี 9 หลุม, และพอร์ตชาร์จที่ช้าก็เล็กและมี 7 หลุม. ด้วยวิธีนี้, แม้แต่ผู้ใช้มือใหม่ก็จะไม่ทำผิดพลาด. โดยทั่วไป, พอร์ตชาร์จ 2 พอร์ตจะได้รับการออกแบบที่ด้านหน้าและด้านหลังของรถ. บางรุ่นยังจะออกแบบพอร์ตชาร์จ 2 พอร์ตพร้อมกันอีกด้วย, เช่นด้านหน้าหรือด้านหลังของรถ. เจ้าของรถสามารถเลือกวิธีการชาร์จได้ตามความต้องการด้านเวลาในการชาร์จ.

อินเตอร์เฟซการชาร์จอย่างรวดเร็ว (การชาร์จอย่างรวดเร็ว)
การชาร์จแบบเร็วเป็นวิธีการชาร์จแบบ DC. กระแสไฟชาร์จต้องมีมากขึ้น, ซึ่งต้องมีการสร้างสถานีชาร์จเร็ว. ไม่จำเป็นต้องชาร์จแบตเตอรี่พลังงานให้เต็ม, แต่ตอบสนองความต้องการในการขับขี่อย่างต่อเนื่องเท่านั้น. ในโหมดการชาร์จนี้, เท่านั้น 50% ถึง 80% ของพลังงานแบตเตอรี่สามารถชาร์จเข้าได้ 20 ถึง 30 นาที. กองชาร์จภาคพื้นดิน (อุปกรณ์) ส่งออกพลังงาน DC โดยตรงเพื่อชาร์จแบตเตอรี่พลังงานรถยนต์. รถยนต์ไฟฟ้าจำเป็นต้องมีอินเทอร์เฟซการชาร์จและการสื่อสารที่เกี่ยวข้องเท่านั้น.

ข้อดีของการชาร์จอย่างรวดเร็ว: เวลาชาร์จสั้น, กระแสการชาร์จที่รวดเร็วของยานพาหนะ, และประหยัดพื้นที่จอดรถบริเวณสถานีชาร์จ.

ข้อเสียของการชาร์จอย่างรวดเร็ว: ประสิทธิภาพการชาร์จลดลง, การผลิตเครื่องชาร์จที่สูงขึ้น, ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งและการทำงาน. กระแสไฟชาร์จมีขนาดใหญ่และต้องใช้เทคโนโลยีและวิธีการชาร์จสูง, ซึ่งส่งผลเสียต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่พลังงาน. ทำให้เกิดความผิดปกติในแบตเตอรี่พลังงานได้ง่ายและก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัย. นอกจากนี้, การชาร์จด้วยกระแสไฟฟ้าแรงสูงจะส่งผลกระทบต่อโครงข่ายไฟฟ้าสาธารณะ และส่งผลต่อคุณภาพแหล่งจ่ายไฟและความปลอดภัยของโครงข่ายไฟฟ้า.

การชาร์จปกติ (ชาร์จช้า)
โหมดการชาร์จนี้เป็นการชาร์จ AC. โครงข่ายไฟฟ้าภายนอกจ่ายไฟ AC เฟสเดียวสำหรับพลเรือน 220V ให้กับเครื่องชาร์จในรถยนต์ไฟฟ้า, และอุปกรณ์ชาร์จออนบอร์ดจะชาร์จแบตเตอรี่พลังงาน. มันมักจะใช้เวลา 5 ถึง 8 ชั่วโมงในการชาร์จจนเต็ม.
ข้อดีของการชาร์จแบบธรรมดา: กองชาร์จ (กล่องชาร์จ) มีต้นทุนต่ำและติดตั้งง่าย. พลังงานหุบเขาระดับต่ำของโครงข่ายไฟฟ้าในตอนกลางคืนสามารถใช้เพื่อชาร์จเพื่อลดต้นทุนการชาร์จ. ในช่วงระยะเวลาการชาร์จ, กระแสไฟชาร์จมีขนาดเล็กและแรงดันไฟฟ้าค่อนข้างคงที่, ซึ่งสามารถมั่นใจในความปลอดภัยของชุดแบตเตอรี่ไฟฟ้าและยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ไฟฟ้า.
ข้อเสียของการชาร์จแบบธรรมดา: เวลาในการชาร์จนานเกินไปและเป็นการยากที่จะตอบสนองความต้องการในการใช้งานฉุกเฉินของยานพาหนะ.

อินเตอร์เฟซการชาร์จที่รวดเร็ว
ดีซี+: กำลังไฟฟ้ากระแสตรงเป็นบวก
ดี.ซี -: แหล่งจ่ายไฟ DC เป็นลบ
วิชาพลศึกษา: พื้น (พื้น)
เอส+: การสื่อสาร CAN-H
ส-: การสื่อสาร CAN-L
ซีซี1: การยืนยันการเชื่อมต่อการชาร์จ
ซีซี2: การยืนยันการเชื่อมต่อการชาร์จ
เอ+: 12วี+
เอ-: 12V-

ความแตกต่างระหว่าง AC และ DC ของการชาร์จ EV

คุณจะยืนยันได้อย่างไรว่า CC1 และ CC2 เชื่อมต่ออย่างถูกต้อง?
ต่อไปนี้เป็นแผนผังการตรวจจับการเชื่อมต่อกองชาร์จ CC1.
ดังที่คุณเห็นจากแผนภูมิด้านล่าง, เพื่อตรวจสอบว่าการเชื่อมต่อเป็นปกติหรือไม่, คุณสามารถยืนยันได้ด้วยแรงดันไฟฟ้าที่จุดตรวจจับ. แรงดันไฟฟ้าที่ต่างกันได้มาจากการหารแรงดันไฟฟ้าด้วยตัวต้านทานที่ต่างกัน.

จากนั้นจะมีแผนผังยืนยันการเชื่อมต่ออุปกรณ์ควบคุมยานพาหนะ CC2.
หลังจากที่เปิดเครื่องแล้ว, ตัวต้านทานสองตัวจะแบ่งแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้า 6V, มิฉะนั้นจะได้แรงดันไฟฟ้า 12V.

เอา BYD e6 เป็นตัวอย่าง, อุปกรณ์เชื่อมต่อตัวถังรถใช้เพื่อนำและป้อนพลังงานไฟฟ้าภายนอกไปยังแบตเตอรี่สำรองขณะชาร์จรถยนต์. ฝาครอบพอร์ตการชาร์จมีลักษณะการหน่วง, นั่นคือ, ตรวจสอบว่าความต้านทานระหว่าง “CC1” และ “PE” บนพอร์ตการชาร์จคือ 1KΩ หรือไม่; ในเวลาเดียวกัน, คุณต้องตรวจสอบว่าการเชื่อมต่อระหว่างพอร์ตชาร์จและตัวจัดการพลังงานเป็นเรื่องปกติหรือไม่.

อินเตอร์เฟซการชาร์จช้า
ซีซี: การยืนยันการเชื่อมต่ออุปกรณ์ควบคุมยานพาหนะ
ซีพี: การยืนยันการเชื่อมต่อกองชาร์จ
วิชาพลศึกษา: พื้น (พื้น)
ล: กระแสสลับสามเฟส “U”
เอ็น: AC สามเฟส "เป็นกลาง"
เอ็นซี1: กระแสสลับสามเฟส “วี”
เอ็นซี2: กระแสสลับสามเฟส “W”
โดยปกติแล้ว NC1 และ NC2 จะว่างเปล่า.
L และ N เป็นสายไฟสองเส้นที่เชื่อมต่อกับไฟ 220V ในครัวเรือนของเรา.

CC และ CP จะยืนยันได้อย่างไรว่าการเชื่อมต่อเป็นปกติ?
“กล่องควบคุมสายเคเบิล” และ “อุปกรณ์ควบคุมยานพาหนะ” ร่วมกันยืนยันว่าการเชื่อมต่อถูกต้องหรือไม่.

อันดับแรก, “กล่องควบคุมสายเคเบิล” จะผ่านจุดตรวจจับ CP 1 และจุดตรวจจับ 4 เพื่อตรวจสอบว่าแรงดันไฟฟ้าเป็น 12V หรือไม่. หากไม่ได้เชื่อมต่ออย่างถูกต้อง, จะไม่มีพื้นดินที่จุดตรวจจับ 4, และจะตรวจไม่พบแรงดันไฟฟ้า. ถ้าการเชื่อมต่อดี, จุดตรวจจับ 4 เชื่อมต่อกับกราวด์รถยนต์ผ่าน PE, และแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ 12V ในขณะนี้. หลังจากนั้นมีไฟ 12V, “กล่องควบคุมสายเคเบิล” จะเชื่อมต่อ S1 กับ PWM, มิฉะนั้น S1 จะเชื่อมต่อกับ +12.

แล้ว, อุปกรณ์ควบคุมรถยนต์จะตรวจจับความต้านทาน R3 ผ่าน CC เพื่อยืนยันว่าปืนชาร์จเชื่อมต่อกับช่องเสียบของรถยนต์หรือไม่. ถ้าไม่, การต่อต้านจะไม่มีที่สิ้นสุด, มิฉะนั้นจะมีค่าความต้านทานที่สอดคล้องกัน.

ที่นี่, อุปกรณ์ควบคุมยานพาหนะจะตั้งค่าพลังงานของเครื่องชาร์จออนบอร์ด (มักจะกำหนดโดยผู้ผลิตเป็นค่าเริ่มต้น):

อุปกรณ์ชาร์จแบบออนบอร์ดจะกำหนดกระแสการชาร์จสูงสุดของกล่องควบคุมบนสายเคเบิลผ่านสัญญาณรอบการทำงานของ CP. อัตราการตั้งค่าทั่วไปมีดังนี้:

ในเวลาเดียวกัน, อุปกรณ์ชาร์จออนบอร์ดจะกำหนดความจุพิกัดของสายเคเบิลผ่าน RC บน CC ด้วย.

ในที่สุด, หลังจากคำนวณความจุพิกัดของสายชาร์จและกระแสไฟของกล่องควบคุมบนสายเคเบิลแล้ว, อุปกรณ์ควบคุมยานพาหนะจะตั้งค่าพลังงานสูงสุดของเครื่องชาร์จออนบอร์ดให้เป็นค่าต่ำสุด.

พูดมากไปแล้ว, บางคนต้องถาม: “เหตุใดจึงมีอินเทอร์เฟซการชาร์จสองแบบ? ไม่ดีหรือที่จะรวมเป็นหนึ่งเดียว?” สิ่งนี้ถูกกำหนดโดยการชาร์จอย่างรวดเร็วเป็นหลัก.

คุณต้องรู้ว่ากระบวนการชาร์จของรถยนต์ไม่ใช่แค่จากระบบไฟฟ้าไปยังแบตเตอรี่เท่านั้น, แต่ยังต้องผ่านกองชาร์จด้วย, สายชาร์จ, ปลั๊กชาร์จ, และช่องเสียบปลั๊กไฟก่อนขึ้นรถ. จากหลักการเดิม, เรายังรู้เรื่องนี้สำหรับการชาร์จ AC, หลังจากขึ้นรถแล้ว, มันไม่ได้ไปที่แบตเตอรี่โดยตรง, แต่ยังผ่านเครื่องชาร์จออนบอร์ดและ BMS สองระดับอีกด้วย.

เพื่อการชาร์จที่รวดเร็ว, เมื่อเทียบกับการชาร์จ AC, กำลังชาร์จไม่ได้จำกัดอยู่ที่แรงดันและกระแสการชาร์จเฉพาะ, ตั้งแต่ 20kW, 40กิโลวัตต์, 60กิโลวัตต์ ถึง 200 กิโลวัตต์, 250กิโลวัตต์, และ 350 กิโลวัตต์. ตราบใดที่อินพุต (ตาราง) และเอาท์พุท (ยานพาหนะ) สนับสนุนมัน, มันทำได้ดีมาก.

พลังจากโครงข่ายจะเข้าสู่กองชาร์จก่อน จากนั้นจึงไปถึงตัวรถผ่านสายชาร์จ. สายชาร์จส่วนใหญ่จะยึดอยู่กับกองชาร์จ, และปลายอีกด้านหนึ่งเป็นปลั๊กรูปปืนเชื่อมต่อกับตัวรถ (วิธีการเชื่อมต่อนี้เรียกว่าวิธีการเชื่อมต่อ C ในมาตรฐาน).

นอกจากนี้ยังมีกองชาร์จจำนวนเล็กน้อยที่แยกและต้องใช้สายเคเบิลแยกกัน, โดยปลายทั้งสองข้างเชื่อมต่อกับกองชาร์จและตัวรถ (วิธีการเชื่อมต่อ B). ส่วนวิธีการยึดสายชาร์จเข้ากับตัวรถนั้น (วิธีการเชื่อมต่อ A), มันเกือบจะไม่มีแอปพลิเคชันเลย. การชาร์จ AC สามารถใช้โหมดการเชื่อมต่อ B และโหมดการเชื่อมต่อ C. สำหรับกระแสไฟชาร์จ AC ที่มากกว่า 32A และการชาร์จ DC, สามารถใช้วิธีการเชื่อมต่อ C เท่านั้น.

เนื่องจากระบบส่งกำลังของยานพาหนะเป็นระบบ DC, เมื่อชาร์จด้วยไฟ AC, ไฟ AC ไม่สามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้โดยตรง. จะต้องผ่านส่วนประกอบที่เรียกว่าเครื่องชาร์จในตัว (โอบีซี, ที่ชาร์จออนบอร์ด) เพื่อแปลงไฟ AC เป็น DC และแปลงแรงดันไฟฟ้าตามคำสั่งของ BMS ก่อนจ่ายไฟให้กับแบตเตอรี่.

ในแผนภาพองค์ประกอบอุปกรณ์ชาร์จในรถยนต์นี้, มีสององค์ประกอบหลักคือวงจรเรียงกระแส ACDC และหม้อแปลง DCDC (หน่วยพลังงานในภาพ). แบบแรกใช้เพื่อแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรงที่แบตเตอรี่รถยนต์ยอมรับได้, และอย่างหลังใช้ปรับแรงดันไฟกระแสตรง.

ตามคำสั่งบีเอ็มเอส, กระแสไฟและแรงดันไฟฟ้าในการชาร์จจะถูกปรับแบบไดนามิกเพื่อปรับให้เข้ากับความต้องการการชาร์จของแบตเตอรี่ในแต่ละขั้นตอน. ตัวอย่างเช่น, ระหว่างการชาร์จกระแสคงที่, เมื่อพลังงานแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น, แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จก็ต้องเพิ่มขึ้นเช่นกัน. นอกจากนี้ยังรับผิดชอบในการแปลงแรงดันไฟฟ้าต่ำและชาร์จแบตเตอรี่ขนาดเล็ก 12V.

ระหว่างการชาร์จ DC, เสาเข็ม DC นั้นเป็นวงจรเรียงกระแส ACDC บวกกับหม้อแปลง DCDC, ซึ่งแปลงไฟ AC ภายนอกรถโดยตรงตามความต้องการของ BMS, แทนที่บทบาทของเครื่องชาร์จออนบอร์ด. ดังนั้น, กองชาร์จ DC เรียกอีกอย่างว่าเครื่องชาร์จนอกบอร์ด.