פיצול הכוח: כיצד מטענים חשמליים דו-שקעיים מחלקים עומס (CCS1/CCS2)

עם ההאצה באימוץ רכבים חשמליים (EV) ברחבי העולם, מפעילי נקודות טעינה (CPOs) ומנהלי ציי רכב מתמודדים עם אתגר קריטי: מקסום תפוקת התחנות מבלי לשדרג את קיבולת הרשת. הנה מגיע מטען DC דו-שקעי מהיר – אבן יסוד בתשתית טעינת רכבים חשמליים מודרנית, שתוכננה לשרת מספר כלי רכב בו-זמנית מחיבור רשת בודד.

אבל איך בדיוק תחנת טעינה בודדת "יודעת" כיצד לחלק את ההספק שלה בין שני כלי רכב בעלי קיבולת גבוהה המשתמשים במחברי CCS1 או CCS2? הסוד טמון בחלוקת עומס דינמית ואלקטרוניקת הספק מתקדמת.

האנטומיה של מטען DC דו-שקעי מהיר

לפני שמצללים לחלוקת העומס, חיוני להבין את החומרה. מטענים דו-שקעיים כוללים בדרך כלל שני כבלי CCS1 (מערכת טעינה משולבת) עבור השוק הצפון אמריקאי, שני כבלי CCS2 עבור אירופה והשווקים הגלובליים, או שילוב של שניהם.

בניגוד למטעני AC קונבנציונליים המסתמכים על הממיר הפנימי של הרכב, מטעני DC מהירים מספקים זרם ישיר ישירות לסוללת הרכב החשמלי. כדי להשיג זאת, תחנת הטעינה מכילה מערך של מודולי הספק פנימיים.

בלב תהליך המרת ההספק הזה נמצאים מוליכים למחצה תעשייתיים. תוך הסתמכות על המורשת העמוקה של PandaExo באלקטרוניקת הספק, נעשה שימוש ברכיבים יעילים מאוד כמו מיישרי גשר ומודולי IGBT/SiC כדי להמיר את הספק הזרם החילופין מהרשת להספק DC יציב ומתח גבוה. המודולים הפנימיים האלה הם אבני הבניין שמאפשרות שיתוף הספק.

מכניקת פיצול ההספק

כשרכב חשמלי מתחבר למטען, הוא לא סתם מקבל הספק בעיוורון. מערכת ניהול הסוללה (BMS) של הרכב יוצרת קשר תקשורת עם המטען (דרך פרוטוקולים כמו ISO 15118), ומנהלת משא ומתן על המתח והזרם המקסימליים שהסוללה יכולה לקבל בבטחה בהתבסס על מצב הטעינה הנוכחי (SoC) שלה, הטמפרטורה והקיבולת.

כששני כלי רכב מחוברים לתחנת טעינת DC מהירה דו-שקעית, המערכת חייבת להחליט כיצד להקצות את ההספק הזמין הכולל שלה. היא עושה זאת בדרך כלל באחת משתי דרכים:

1. שיתוף הספק סטטי (פיצול קבוע)

בארכיטקטורות ישנות או בסיסיות יותר, המטען מחלק את תפוקת ההספק הכוללת שלו באופן שווה ברגע שרכב שני מתחבר.

• דוגמה: אם למטען 120kW מחוברים שני רכבים חשמליים, הוא מקצה בקפדנות 60kW לשקע A ו-60kW לשקע B.
• החיסרון: אם רכב חשמלי "A" נמצא ב-90% SoC ומבקש רק 20kW, 40kW הנותרים שהוקצו לשקע A אינם מנוצלים כלל, בעוד שרכב חשמלי "B" נתקע ב-60kW למרות שהוא יכול לקבל יותר.

2. שיתוף הספק דינמי (ניתוב חכם)

מטענים מהירים מודרניים בעלי ביצועים גבוהים משתמשים במטריצה דינמית של מודולי הספק. במקום פיצול קשיח 50/50, בקר ניהול האנרגיה החכם של התחנה מעריך ללא הרף את הדרישות בזמן אמת של שני הרכבים ומעביר פיזית מודולי הספק לכבל שזקוק להם ביותר.

• דוגמה: מטען 120kW מצויד בארבעה מודולי הספק של 30kW.
• דקה 1: רכב חשמלי "A" מגיע עם סוללה נמוכה ומבקש הספק מקסימלי. המטען מקצה את כל ארבעת המודולים (120kW) לרכב חשמלי "A".
• דקה 15: רכב חשמלי "B" מגיע. המטען מקצה מחדש באופן מיידי שני מודולים לרכב חשמלי "B", וכתוצאה מכך מתקבל פיצול של 60kW / 60kW.
• דקה 30: רכב חשמלי "A" מגיע ל-80% SoC והדרישה שלו יורדת ל-25kW. המטען מקצה מחדש אחד מהמודולים של רכב חשמלי "A" לרכב חשמלי "B". כעת, רכב חשמלי "A" מקבל 30kW (המספק את דרישת ה-25kW שלו), ורכב חשמלי "B" מקבל 90kW, מה שמאיץ דרמטית את תהליך הטעינה הכולל.

יתרונות מסחריים למפעילי נקודות טעינה

יישום מטענים דו-שקעיים עם חלוקת עומס דינמית מציע יתרונות מסחריים מובהקים עבור CPOs, מיקומים קמעונאיים ומתקני ציי רכב:

• מיקסום ניצול הרשת: על ידי ניתוב חכם של כל קילוואט זמין, המפעילים מוודאים שהם מקבלים את התשואה המקסימלית על קיבולת הרשת הזמינה שלהם מבלי להזדקק לשדרוגי רשת יקרים.
• הוצאות הון נמוכות יותר לנמל: התקנת מטען דו-שקעי אחד של 120kW דורשת פחות חפירת תעלות, כבילה ושטח פנים מאשר התקנת שני מטענים עצמאיים של 60kW, ובכך מחציתה למעשה את תקורות ההתקנה.
• גידול במחזור התחנה: שיתוף דינמי מבטיח שכלי רכב מבלים פחות זמן בהמתנה לטעינה. מפגשי טעינה מהירים יותר משמעם תפוקה יומית גבוהה יותר והכנסות מוגברות.
• מדרגיות עתידית: תחנות המשתמשות בארכיטקטורות הספק מודולריות יכולות לרוב לשדרג. CPO יכול באופן פוטנציאלי להוסיף מאוחר יותר עוד מודולי הספק לארון כדי להגדיל את התפוקה הכוללת ככל שקיבולות סוללות הרכב החשמלי גדלות.

הרימו את התשתית שלכם עם PandaExo

חלוקת חשמל יעילה היא תנאי שאין עליו משא ומתן עבור רשתות טעינה לרכב חשמלי רווחיות. ב-PandaExo, אנו מנצלים את בסיס הייצור המתקדם שלנו בשטח של 28,000 מטר רבוע ואת המומחיות העמוקה שלנו במוליכים למחצה להספק כדי להנדס מטענים שלא רק מספקים חשמל — הם מנהלים אותו בצורה מבריקה.

בין אם אתם מחפשים לפרוס מטעני DC מהירים עם שתי תקעים חכמים עבור צירי כבישים מהירים, או מחפשים חומרת OEM/ODM מותאמת אישית עבור המותג שלכם, PandaExo מספקת את קנה המידה והדיוק הישירים מהמפעל שאתם זקוקים להם.

מוכנים לשדרג את רשת הטעינה לרכב החשמלי שלכם? חקרו את קטלוג החומרה המלא שלנו היום, או צרו קשר עם צוות ההנדסה שלנו כדי לדון בפתרונות טעינה חכמים מותאמים אישית לפרויקט הבא שלכם.