چالش سیستم ۸۰۰ ولت: شمع شارژ برای سیستم شارژ

شمع شارژ ۸۰۰ ولتی «اصول شارژ»

این مقاله عمدتاً در مورد برخی از الزامات اولیه برای ۸۰۰ ولت صحبت می‌کند.شمع‌های شارژابتدا بیایید نگاهی به اصل شارژ بیندازیم: وقتی نوک شارژ به انتهای خودرو متصل می‌شود، شمع شارژ (1) برق کمکی DC با ولتاژ پایین را برای انتهای خودرو فراهم می‌کند تا BMS (سیستم مدیریت باتری) داخلی خودرو را فعال کند. پس از فعال‌سازی، (2) انتهای خودرو را به انتهای شمع وصل کنید، پارامترهای اصلی شارژ مانند حداکثر توان مورد نیاز شارژ انتهای خودرو و حداکثر توان خروجی انتهای شمع را با هم عوض کنید، پس از اینکه دو طرف به درستی با هم مطابقت داده شدند، BMS (سیستم مدیریت باتری) انتهای خودرو اطلاعات مربوط به تقاضای برق را به ... ارسال می‌کند.ایستگاه شارژ EV، وشمع شارژ ماشین الکتریکیولتاژ و جریان خروجی خود را بر اساس این اطلاعات تنظیم می‌کند و رسماً شارژ خودرو را آغاز می‌کند، که اصل اساسی ...اتصال شارژو ما باید ابتدا با آن آشنا شویم.

شارژ ۸۰۰ ولت: «افزایش ولتاژ یا جریان»

از لحاظ تئوری، اگر بخواهیم توان شارژ را برای کوتاه کردن زمان شارژ فراهم کنیم، معمولاً دو راه وجود دارد: یا باتری را افزایش می‌دهید یا ولتاژ را افزایش می‌دهید؛ طبق W=Pt، اگر توان شارژ دو برابر شود، زمان شارژ به طور طبیعی نصف می‌شود؛ طبق P=UI، اگر ولتاژ یا جریان دو برابر شود، توان شارژ می‌تواند دو برابر شود، که بارها به آن اشاره شده و عقل سلیم آن را پذیرفته است.

اگر جریان بیشتر باشد، دو مشکل وجود خواهد داشت، هر چه جریان بیشتر باشد، کابلی که به جریان نیاز دارد بزرگتر و حجیم‌تر می‌شود که باعث افزایش قطر و وزن سیم، افزایش هزینه و نامناسب بودن کار برای پرسنل می‌شود؛ علاوه بر این، طبق Q=I²Rt، اگر جریان بیشتر باشد، تلفات توان بیشتر است و این تلفات به صورت گرما منعکس می‌شود که فشار مدیریت حرارتی را نیز افزایش می‌دهد، بنابراین شکی نیست که افزایش توان شارژ با افزایش مداوم جریان، چه در شارژ و چه در سیستم محرک خودرو، توصیه نمی‌شود.

در مقایسه با شارژ سریع با جریان بالا،شارژ سریع با ولتاژ بالاگرمای کمتری تولید می‌کند و تلفات کمتری دارد، و تقریباً شرکت‌های خودروسازی جریان اصلی مسیر افزایش ولتاژ را در پیش گرفته‌اند، در مورد شارژ سریع ولتاژ بالا، از لحاظ تئوری زمان شارژ می‌تواند ۵۰٪ کاهش یابد و افزایش ولتاژ نیز می‌تواند به راحتی قدرت شارژ را از ۱۲۰ کیلووات به ۴۸۰ کیلووات افزایش دهد.

شارژ ۸۰۰ ولت: «اثرات حرارتی مربوط به ولتاژ و جریان»

اما چه افزایش ولتاژ باشد و چه افزایش جریان، اولاً با افزایش توان شارژ شما، گرمای شما ظاهر می‌شود، اما نمود حرارتی افزایش ولتاژ و افزایش جریان متفاوت است. با این حال، در مقایسه، مورد اول ارجحیت دارد.

با توجه به مقاومت کم جریان هنگام عبور از هادی، روش افزایش ولتاژ، اندازه کابل مورد نیاز را کاهش می‌دهد و گرمای دفع شده کمتر می‌شود و در حالی که جریان افزایش می‌یابد، افزایش سطح مقطع حامل جریان منجر به قطر بیرونی بزرگتر و وزن کابل بیشتر می‌شود و با افزایش زمان شارژ، گرما به آرامی افزایش می‌یابد که پنهان‌تر است و این خطر بیشتری برای باتری است.

شارژ ۸۰۰ ولتی: «برخی چالش‌های فوری با شمع‌های شارژ»

شارژ سریع ۸۰۰ ولتی همچنین الزامات متفاوتی در انتهای لیست دارد:

اگر از نظر فیزیکی، با افزایش ولتاژ، اندازه طراحی دستگاه‌های مرتبط افزایش یابد، به عنوان مثال، طبق سطح آلودگی IEC60664 که ۲ است و فاصله گروه مواد عایق ۱، فاصله دستگاه ولتاژ بالا باید از ۲ میلی‌متر به ۴ میلی‌متر باشد و همان الزامات مقاومت عایق نیز افزایش یابد، تقریباً فاصله خزشی و الزامات عایق باید دو برابر شود که در مقایسه با طراحی سیستم ولتاژ قبلی، از جمله کانکتورها، میله‌های مسی، رابط‌ها و غیره، نیاز به طراحی مجدد در طراحی دارد. علاوه بر این، افزایش ولتاژ منجر به الزامات بالاتر برای خاموش کردن قوس نیز می‌شود و لازم است الزامات برخی از دستگاه‌ها مانند فیوزها، جعبه‌های کلید، رابط‌ها و غیره که در طراحی خودرو نیز کاربرد دارند، افزایش یابد که در مقالات بعدی به آنها اشاره خواهد شد.

سیستم شارژ ولتاژ بالای ۸۰۰ ولت نیاز به اضافه کردن یک سیستم خنک‌کننده مایع فعال خارجی دارد، همانطور که در بالا ذکر شد، و خنک‌کننده هوای سنتی نمی‌تواند الزامات را برآورده کند، چه خنک‌کننده فعال باشد و چه غیرفعال، و مدیریت حرارتیایستگاه شارژ خودروهای برقیخط تفنگ تا انتهای خودرو نیز بالاتر از قبل است و چگونگی کاهش و کنترل دمای این بخش از سیستم از سطح دستگاه و سطح سیستم، نکته‌ای است که باید توسط هر شرکت در آینده بهبود یافته و حل شود؛ علاوه بر این، این بخش از گرما نه تنها گرمای ناشی از شارژ بیش از حد است، بلکه گرمای ناشی از دستگاه‌های قدرت با فرکانس بالا نیز می‌باشد، بنابراین نحوه انجام نظارت در زمان واقعی و پایدار، مؤثر و ایمن برای از بین بردن گرما بسیار مهم است، که نه تنها یک پیشرفت در مواد است، بلکه تشخیص سیستماتیک، مانند نظارت در زمان واقعی و مؤثر بر دمای شارژ را نیز شامل می‌شود.

در حال حاضر، ولتاژ خروجی ازشمع‌های شارژ DCدر بازار اساساً ۴۰۰ ولت است که نمی‌تواند مستقیماً باتری ۸۰۰ ولتی را شارژ کند، بنابراین یک محصول DCDC تقویت‌شده اضافی برای افزایش ولتاژ ۴۰۰ ولت به ۸۰۰ ولت و سپس شارژ باتری مورد نیاز است که به توان بالاتر و سوئیچینگ فرکانس بالا نیاز دارد و ماژولی که از کاربید سیلیکون برای جایگزینی IGBT سنتی استفاده می‌کند، انتخاب اصلی فعلی است، اگرچه ماژول‌های کاربید سیلیکون می‌توانند توان خروجی شمع‌های شارژ را افزایش داده و تلفات را کاهش دهند، اما هزینه نیز بسیار بالاتر است و الزامات EMC نیز بالاتر است.

خلاصه اینکه، اساساً، افزایش ولتاژ باید در سطح سیستم و سطح دستگاه، از جمله سیستم مدیریت حرارتی، سیستم حفاظت شارژ و غیره، افزایش یابد و سطح دستگاه شامل بهبود برخی از دستگاه‌های مغناطیسی و دستگاه‌های قدرت می‌شود.