Voiman jakaminen: Kuinka kaksipistokkeiset sähköauton latauslaitteet jakavat kuormaa (CCS1/CCS2)

Sähköajoneuvojen (EV) käytön lisääntyessä maailmanlaajuisesti, latauspisteiden operaattorit (CPO) ja kalustonhoitajat kohtaavat merkittävän haasteen: asemien suorituskyvyn maksimointi ilman sähköverkon kapasiteetin perusteellista uusimista. Ratkaisuksi tarjoutuu kaksikärkinen DC-pikalaturi – nykyaikaisen EV-latausinfrastruktuurin kulmakivi, joka on suunniteltu huolehtimaan useista ajoneuvoista samanaikaisesti yhdestä verkkoyhteydestä.

Mutta kuinka yksi latausasema tarkalleen ottaen ”tietää”, kuinka jakaa tehon kahden suuritehoisen ajoneuvon kesken, jotka käyttävät CCS1- tai CCS2-liittimiä? Salaisuus piilee dynaamisessa kuormituksenjakautumisessa ja kehittyneessä tehoelektroniikassa.

Kaksikärkisen DC-pikalaturin anatomia

Ennen kuin syvennytään kuormituksenjakautumiseen, on tärkeää ymmärtää laitteisto. Kaksikärkiset laturit sisältävät tyypillisesti joko kaksi CCS1 (Combined Charging System) -kaapelia Pohjois-Amerikan markkinoille, kaksi CCS2-kaapelia Euroopan ja muiden maailmanmarkkinoiden tarpeisiin tai yhdistelmän molemmista.

Toisin kuin perinteiset AC-laturit, jotka luottavat ajoneuvon sisäiseen muuntajaan, DC-pikalaturit toimittavat tasavirtaa suoraan sähköajoneuvon akkuun. Tämän saavuttamiseksi latausasema sisältää joukon sisäisiä tehomoduuleja.

Tämän tehonmuunnosprosessin ytimessä ovat teollisuusluokan puolijohteet. Hyödyntäen PandaExon syvää perintöä tehoelektroniikassa, käytetään erittäin tehokkaita komponentteja, kuten siltaoikaisimia ja IGBT/SiC-moduuleja, muuttamaan verkon vaihtovirta vakaaksi, suurjännitteiseksi tasavirraksi. Nämä sisäiset moduulit ovat rakennuspalikoita, jotka mahdollistavat tehonjaon.

Tehonjakautumisen mekaniikka

Kun sähköajoneuvo kytkeytyy laturiin, se ei vain sokeasti vastaanota tehoa. Ajoneuvon akunhallintajärjestelmä (BMS) muodostaa kommunikaatioyhteyden laturiin (esimerkiksi ISO 15118 -protokollan kautta) ja neuvottelee akun turvallisesti hyväksyttävän maksimijännitteen ja -virran sen nykyisen lataustilan (SoC), lämpötilan ja kapasiteetin perusteella.

Kun kaksi ajoneuvoa on kytkettynä kaksikärkiseen DC-pikalatausasemaan, järjestelmän on päätettävä, kuinka jakaa sen kokonaisteho. Se tekee tämän yleensä kahdella tavalla:

1. Staattinen tehonjako (Kiinteä jako)

Vanhemmissa tai yksinkertaisemmissa arkkitehtuureissa laturi jakaa kokonaisteholähtönsä tasan sillä hetkellä, kun toinen ajoneuvo kytkeytyy.

• Esimerkki: Jos 120 kW:n laturiin on kytketty kaksi sähköajoneuvoa, se määrää tiukasti 60 kW pistokkeelle A ja 60 kW pistokkeelle B.
• Haittapuoli: Jos ajoneuvo ”A” on 90 % SoC-tilassa ja pyytää vain 20 kW, pistokkeelle A osoitetut jäljellä olevat 40 kW jäävät kokonaan käyttämättä, kun taas ajoneuvo ”B” on pullonkaulassa 60 kW:ssa, vaikka se voisi hyväksyä enemmän.

2. Dynaaminen tehonjako (Älykäs reititys)

Nykyaikaiset suorituskykyiset laturit hyödyntävät dynaamista tehomoduulimatriisia. Aseman älykäs energianhallintaohjain arvioi jatkuvasti molempien ajoneuvojen reaaliaikaisia tarpeita ja kytkee fyysisesti tehomoduuleja kaapeliin, joka tarvitsee niitä eniten, eikä tee kovakoodattua 50/50-jakoa.

• Esimerkki: 120 kW:n laturi on varustettu neljällä 30 kW:n tehomoduulilla.
• Minuutti 1: Ajoneuvo ”A” saapuu matalalla akulla ja pyytää maksimitehoa. Laturi osoittaa kaikki neljä moduulia (120 kW) ajoneuvolle ”A”.
• Minuutti 15: Ajoneuvo ”B” saapuu. Laturi kohdistaa välittömästi kaksi moduulia ajoneuvolle ”B”, mikä johtaa 60 kW / 60 kW -jakoon.
• Minuutti 30: Ajoneuvo ”A” saavuttaa 80 % SoC-tilan ja sen kysyntä laskee 25 kW:iin. Laturi siirtää yhden ajoneuvon ”A” moduuleista ajoneuvolle ”B”. Nyt ajoneuvo ”A” saa 30 kW (täyttäen sen 25 kW:n kysynnän) ja ajoneuvo ”B” saa 90 kW, mikä nopeuttaa huomattavasti kokonaislatausprosessia.

Kaupalliset edut latauspisteiden operaattoreille

Kaksikärkisten latauslaitteiden käyttöönotto dynaamisella kuormituksenjakautumisella tarjoaa selkeitä kaupallisia etuja CPO:ille, vähittäismyyntipaikoille ja kalustotallennuspaikoille:

• Verkonkäytön maksimointi: Älykkäästi reitittämällä jokaisen saatavilla olevan kilowatin operaattorit varmistavat saavansa maksimaalisen tuoton käytettävissä olevasta verkkokapasiteetistaan ilman kalliita sähköverkon päivityksiä.
• Alempi CapEx per portti: Yhden 120 kW:n kaksikärkisen laturin asentaminen vaatii vähemmän kaivantojen tekemistä, johdotusta ja lattiatilaa kuin kahden itsenäisen 60 kW:n laturin asentaminen, mikä puolittaa käytännössä asennuksen yleiskustannukset.
• Lisääntynyt aseman liikevaihto: Dynaaminen jako varmistaa, että ajoneuvot viettävät vähemmän aikaa latauksen odottamiseen. Nopeammat latausistunnot tarkoittavat suurempaa päivittäistä suorituskykyä ja lisääntyneitä tuloja.
• Tulevaisuuteen soveltuva skaalautuvuus: Modulaarista tehoarkkitehtuuria hyödyntävät asemat voidaan usein päivittää. CPO voisi myöhemmin mahdollisesti lisätä kaappiin enemmän tehomoduuleja lisätäkseen kokonaistehoa sähköajoneuvojen akkukapasiteettien kasvaessa.

Kehitä infrastruktuuriasi PandaExon avulla

Tehokas tehonjakelu on ehdoton kannattaville sähköautojen latausverkoille. PandaExo hyödyntää 28 000 neliömetrin kehittynyttä valmistustilaa ja syvällistä asiantuntemustaan teho-puolijohteista suunnitellakseen latauksia, jotka eivät vain johda tehoa – vaan hallitsevat sitä loistavasti.

Oletko sijoittamassa älykkäitä kaksoispistokkeisia DC-pikalatureita moottoritieverkoille tai etsimässä räätälöityjä OEM/ODM-laitteistoja brändillesi, PandaExo tarjoaa tarvitsemasi suoran tehtaan mittakaavan ja tarkkuuden.

Valmis päivittämään sähköautojen latausverkkoasi? Tutustu täydelliseen laitevalikoimaamme jo tänään tai ota yhteyttä insinööriitiimiimme keskustellaksesi räätälöidyistä älylatausratkaisuista seuraavaa projektiasi varten.