Как работают зарядные устройства переменного тока для электромобилей?

Поскольку использование чисто электрических транспортных средств становится все более распространенным, а спрос на зарядку растет, рынок выдвигает все более высокие требования к безопасности и удобству зарядки транспортных средств. Удобная, безопасная и быстрая зарядка — единодушное требование рынка транспортных средств. В этой статье мы сосредоточимся на системе зарядки переменного тока.

Зарядка электромобилей может осуществляться только постоянным током, в то время как общенациональная система электроснабжения использует переменный ток. Чтобы решить проблему зарядки переменного тока в постоянный, необходимо разработать метод преобразования.

Зарядка переменного тока означает, что напряжение на входе в транспортное средство от электросети является переменным током, либо 220 В переменного тока односторонним, либо 380 В переменного тока трехфазным. Переменный ток проходит через стандартную зарядную вилку и гнездо для зарядки и поступает во встроенное зарядное устройство, которое затем преобразует переменный ток в постоянный ток для зарядки аккумуляторной батареи, завершая базовую зарядку переменного тока.

Состав системы зарядки переменного тока

Компоненты зарядки переменного тока в основном состоят из автомобильных зарядных устройств, розеток для зарядки переменного тока (жгутов розеток для зарядки переменного тока), зарядных кабелей, зарядных батарей переменного тока или источников питания переменного тока 220 В и контроллеров транспортного средства (VCU, BMS).

При этом розетка для зарядки переменного тока и бортовое зарядное устройство устанавливаются на транспортном средстве, портативное зарядное устройство также помещается в багажник, а зарядная станция переменного тока устанавливается на автостоянке.

Функция станции, портативного зарядного устройства, бортового зарядного устройства, розетки.

(1) Бортовое зарядное устройство является ключевым компонентом системы зарядки переменного тока, которое преобразует переменный ток в постоянный ток для зарядки аккумулятора в соответствии с инструкциями по управлению.

(2) Зарядная розетка переменного тока соответствует стандарту IEC62196-2 и является интерфейсом транспортного средства, подключаемого к внешней электросети. Ее интерфейс имеет две сигнальные цепи, одну цепь заземления, одну цепь нулевого провода и три цепи пожарной сигнализации, всего семь интерфейсов, а соответствующий интерфейс пожарной сигнализации применяется в соответствии с входным напряжением 220 В переменного тока или 380 В переменного тока.

(3) Контроллер транспортного средства реализован для мониторинга состояния транспортного средства и выдачи команд управления бортовому зарядному устройству для его работы или остановки, управления его рабочим током и напряжением и т. д. Это управляющий мозг зарядки транспортного средства.

(4) Зарядный кабель режима 2 — это зарядный кабель, который соединяет внешнюю электросеть и транспортное средство и напрямую подает питание 220 В переменного тока на бортовое зарядное устройство. Функциональный блок на кабеле может определять состояние транспортного средства и электросети, подключать или отключать питание транспортного средства с определенными защитными функциями. Согласно стандартным требованиям, входной зарядный ток зарядного устройства 16 А ограничен 13 А, а входное напряжение составляет 220 В переменного тока, поэтому при зарядке с помощью зарядного кабеля режима 2 максимальная входная мощность бортового зарядного устройства составляет 2860 Вт, что означает, что время зарядки будет увеличено.

(5) Зарядный пост переменного тока также является компонентом транспортного средства, который подключается к внешней электросети и напрямую подает питание 220 В переменного тока или 380 В переменного тока на бортовое зарядное устройство. Он также имеет функцию определения состояния транспортного средства и электросети, а также подключения или отключения электропитания транспортного средства. Напряжение питания зарядного поста составляет 220 В переменного тока и 380 В переменного тока в зависимости от выходной мощности зарядного поста. Согласно требованиям стандарта, если выходной ток зарядного поста переменного тока больше 32 А, напряжение питания должно быть 380 В переменного тока. Поэтому при зарядке с помощью зарядного поста переменного тока мощность зарядки больше, т. е. время зарядки будет короче.

Три режима зарядки переменного тока

Режим зарядки переменным током имеет в общей сложности три режима зарядки, соответственно, режим 1, режим 2 и режим 3. В соответствии со стандартными требованиями и безопасностью зарядки, из которых режим 1 использовался очень мало, режим 3, как правило, используется для подключения режима режима C, его режимы 2 и 3 подключены к принципу работы зарядки переменным током электрического принципа работы режима C, как показано на рисунке 2 и рисунке 3.

1.Модель 1 заряжается.

На зарядном пистолете нет блока управления, и автомобиль заряжается напрямую через кабель зарядного пистолета, подключенного к бытовой розетке переменного тока для зарядки, которая не может установить связь с автомобилем, и невозможно подтвердить максимальную силу тока, напряжение и температуру при зарядке. Метод зарядки Mode 1 в основном был исключен из-за низкой безопасности.

Хотя режим 1 не требует трансформации существующей гражданской распределительной сети электроэнергии, удобен и гибок, но большое количество электромобилей, подключенных к сетевой зарядке, значительно увеличит нагрузку на сеть, повлияет на стабильность сети, а также станет причиной пожара и других потенциальных опасностей, многие страны напрямую запрещают зарядку в режиме 1 (например, США, Великобритания, Сингапур) или устанавливают верхний предел зарядного тока или времени зарядки, а также другие дополнительные ограничения (например, Франция, Дания и другие страны континентальной Европы).

2.Модель 2 зарядки

Зарядное устройство режима 2 оснащено стандартной вилкой на одном конце, которая вставляется в стандартную розетку для подключения к сети переменного тока, и разъемом на другом конце кабеля зарядки (со стороны транспортного средства) с встроенным блоком управления зарядкой (IC-CPD или ICCB) в середине кабеля.

Внутрисхемный блок управления имеет функцию управления в соответствии с IEC 61851 и соответствует требованиям электрозащиты IEC 62752.

Сборка зарядных устройств режима 2 должна иметь функцию управления и обеспечивать защитное заземление, требуется не менее трех вспомогательных проводов, поэтому в настоящее время несколько основных стандартных однофазных портов зарядки переменного тока имеют не менее 5 отверстий (два отверстия для зарядного провода, два отверстия для обеспечения управления, одно отверстие для защиты заземления), трехфазный порт зарядки переменного тока, как правило, имеет 7 отверстий (четыре отверстия для трехфазного четырехпроводного зарядного провода, два отверстия для обеспечения управления, одно отверстие для защиты заземления). Во многих областях, где распространены трехфазные и однофазные порты зарядки, используются семь отверстий, а два отверстия не используются для однофазной зарядки.

Параметры зарядки, указанные в IEC 61851-1, не должны превышать.

32А/250В, переменный ток, однофазный
32А/480В, переменный ток, три фазы

3.Режим 3 зарядки

Разница между режимом 3 и режимами 1 и 2 заключается в том, что зарядный пистолет подключается не к бытовой сети переменного тока, а к выделенному источнику питания переменного тока, т. е. зарядному посту переменного тока. В этом случае зарядный пистолет можно использовать без адаптера, поскольку зарядный пост переменного тока сам по себе выступает в качестве защитного устройства. Режим 3 обеспечивает безопасную зарядку, а также в определенной степени увеличивает скорость зарядки (10/13/32A).

Порт зарядки переменного тока на стороне транспортного средства зарядного поста Mode 3 такой же, как и в Mode 2. Потребителям обычно необходимо приносить с собой собственный кабель Mode 3, чтобы использовать общественные зарядные станции переменного тока.

После изучения трех режимов зарядки переменного тока становится ясно, что рынок предлагает разнообразный ассортимент зарядных устройств переменного тока, каждое из которых предназначено для удовлетворения различных потребностей и сценариев. Ключевым выводом является важность выбора наиболее подходящего зарядного устройства для ваших конкретных требований. При наличии широкого спектра доступных вариантов, сосредоточение внимания на совместимости, скорости зарядки и конкретных потребностях вашего электромобиля гарантирует, что вы сделаете наиболее обоснованный и эффективный выбор.

Помните, что правильное зарядное устройство не только улучшает процесс зарядки, но и максимизирует эффективность и долговечность аккумулятора вашего электромобиля. Выбирайте с умом, чтобы быть уверенным, что вы извлечете выгоду из всего потенциала электрической мобильности.