Podział mocy: Jak dwugniazdowe ładowarki EV rozkładają obciążenie (CCS1/CCS2)

W miarę jak na całym świecie przyspiesza przyjmowanie pojazdów elektrycznych (EV), operatorzy punktów ładowania (CPO) i menedżerowie flot stają przed kluczowym wyzwaniem: maksymalizacja przepustowości stacji bez konieczności przebudowy mocy przyłączeniowej. Oto dwugniazdowa szybka ładowarka prądu stałego — kluczowy element nowoczesnej infrastruktury ładowania EV zaprojektowanej do obsługi wielu pojazdów jednocześnie z jednego przyłącza sieciowego.

Ale jak dokładnie pojedyncza stacja ładowania „wie”, jak podzielić swoją moc między dwa pojazdy o dużej pojemności, używające złączy CCS1 lub CCS2? Sekret tkwi w dynamicznym rozkładzie obciążenia i zaawansowanej elektronice mocy.

Budowa dwugniazdowej szybkiej ładowarki prądu stałego

Zanim zagłębimy się w rozkład obciążenia, niezbędne jest zrozumienie sprzętu. Ładowarki dwugniazdowe zazwyczaj posiadają albo dwa kable CCS1 (Combined Charging System) dla rynku północnoamerykańskiego, dwa kable CCS2 dla Europy i rynków globalnych, albo kombinację obu.

W przeciwieństwie do konwencjonalnych ładowarek prądu przemiennego, które polegają na pokładowym przetworniku pojazdu, szybkie ładowarki prądu stałego dostarczają prąd stały bezpośrednio do akumulatora EV. Aby to osiągnąć, stacja ładowania zawiera szereg wewnętrznych modułów mocy.

Sercem tego procesu konwersji mocy są przemysłowe półprzewodniki. Czerpiąc z bogatego dziedzictwa PandaExo w dziedzinie elektroniki mocy, wykorzystywane są wysoce wydajne komponenty, takie jak mostki prostownicze i moduły IGBT/SiC, do przekształcania prądu przemiennego z sieci w stabilną, wysokonapięciową moc prądu stałego. Te wewnętrzne moduły są elementami składowymi, które umożliwiają dzielenie mocy.

Mechanika podziału mocy

Kiedy pojazd elektryczny podłącza się do ładowarki, nie otrzymuje on mocy po prostu ślepo. System zarządzania baterią (BMS) pojazdu nawiązuje łączność komunikacyjną z ładowarką (poprzez protokoły takie jak ISO 15118), negocjując maksymalne napięcie i prąd, które akumulator może bezpiecznie przyjąć, w oparciu o swój aktualny stan naładowania (SoC), temperaturę i pojemność.

Kiedy dwa pojazdy są podłączone do dwugniazdowej stacji szybkiego ładowania prądem stałym, system musi zdecydować, jak przydzielić swoją całkowitą dostępną moc. Robi to zazwyczaj na jeden z dwóch sposobów:

1. Statyczny podział mocy (stały podział)

W starszych lub prostszych architekturach, ładowarka dzieli swoją całkowitą moc wyjściową równo w momencie podłączenia drugiego pojazdu.

• Przykład: Jeśli ładowarka 120kW ma podłączone dwa EV, rygorystycznie przydziela 60kW do Gniazda A i 60kW do Gniazda B.
• Wada: Jeśli EV „A” ma 90% SoC i żąda tylko 20kW, pozostałe 40kW przydzielone do Gniazda A pozostaje całkowicie niewykorzystane, podczas gdy EV „B” jest ograniczony do 60kW, mimo że mógłby przyjąć więcej.

2. Dynamiczny podział mocy (inteligentne kierowanie)

Nowoczesne wysokowydajne ładowarki wykorzystują dynamiczną matrycę modułów mocy. Zamiast sztywnego podziału 50/50, inteligentny kontroler zarządzania energią stacji stale ocenia bieżące zapotrzebowanie obu pojazdów i fizycznie przełącza moduły mocy na kabel, który ich najbardziej potrzebuje.

• Przykład: Ładowarka 120kW jest wyposażona w cztery 30kW moduły mocy.
• Minuta 1: Przyjeżdża EV „A” z nisko naładowanym akumulatorem i żąda maksymalnej mocy. Ładowarka przydziela wszystkie cztery moduły (120kW) do EV „A”.
• Minuta 15: Przyjeżdża EV „B”. Ładowarka natychmiast przydziela dwa moduły do EV „B”, co skutkuje podziałem 60kW / 60kW.
• Minuta 30: EV „A” osiąga 80% SoC i jego zapotrzebowanie spada do 25kW. Ładowarka przekazuje jeden z modułów EV „A” do EV „B”. Teraz EV „A” otrzymuje 30kW (zaspokajając swoje zapotrzebowanie 25kW), a EV „B” otrzymuje 90kW, co drastycznie przyspiesza ogólny proces ładowania.

Komercyjne korzyści dla operatorów punktów ładowania

Wdrożenie ładowarek dwugniazdowych z dynamicznym rozkładem obciążenia oferuje wyraźne korzyści komercyjne dla CPO, lokalizacji handlowych i baz flotowych:

• Zmaksymalizowane wykorzystanie sieci: Inteligentnie kierując każdy dostępny kilowat, operatorzy zapewniają maksymalny zwrot z dostępnej mocy przyłączeniowej, bez konieczności kosztownych modernizacji przyłącza.
• Niższy CapEx na port: Zainstalowanie jednej 120kW ładowarki dwugniazdowej wymaga mniej prac ziemnych, okablowania i zajmuje mniej miejsca niż zainstalowanie dwóch samodzielnych ładowarek 60kW, skutecznie zmniejszając koszty instalacji o połowę.
• Zwiększony obrót stacji: Dynamiczny podział zapewnia, że pojazdy spędzają mniej czasu czekając na ładowanie. Szybsze sesje ładowania oznaczają większą dzienną przepustowość i wyższe przychody.
• Przyszłościowa skalowalność: Stacje wykorzystujące modułowe architektury mocy często można modernizować. CPO może później potencjalnie dodać więcej modułów mocy do szafy, aby zwiększyć całkowitą moc wyjściową w miarę wzrostu pojemności akumulatorów EV.

Podnieś poziom swojej infrastruktury z PandaExo

Skuteczna dystrybucja energii jest niepodlegająca negocjacjom dla dochodowych sieci ładowania pojazdów elektrycznych. W PandaExo wykorzystujemy naszą zaawansowaną bazę produkcyjną o powierzchni 28 000 metrów kwadratowych oraz głęboką wiedzę w dziedzinie półprzewodników mocy, aby projektować ładowarki, które nie tylko dostarczają energię — ale również zarządzają nią w sposób doskonały.

Niezależnie od tego, czy chcesz wdrożyć inteligentne dwugniazdowe szybkie ładowarki prądu stałego dla korytarzy drogowych, czy poszukujesz dostosowanego sprzętu OEM/ODM dla swojej marki, PandaExo zapewnia bezpośredni dostęp do fabryki na odpowiednią skalę i precyzję.

Gotowy na modernizację swojej sieci ładowania EV? Zapoznaj się z naszym kompletnym katalogiem sprzętu już dziś lub skontaktuj się z naszym zespołem inżynierskim, aby omówić dostosowane inteligentne rozwiązania ładowania dla Twojego kolejnego projektu.