แยกพลังงาน: เครื่องชาร์จ EV แบบสองหัวจ่าย (CCS1/CCS2) กระจายโหลดอย่างไร

ในขณะที่การยอมรับรถยนต์ไฟฟ้า (EV) เร่งตัวขึ้นทั่วโลก ผู้ให้บริการจุดชาร์จ (CPO) และผู้จัดการฟลีตกำลังเผชิญกับความท้าทายสำคัญ: การเพิ่มปริมาณการใช้งานของสถานีให้สูงสุดโดยไม่ต้องปรับปรุงขีดความสามารถของโครงข่ายไฟฟ้า นำไปสู่เครื่องชาร์จ DC แบบเสียบคู่ – ซึ่งเป็นรากฐานสำคัญของโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จ EVสมัยใหม่ที่ออกแบบมาเพื่อให้บริการรถหลายคันพร้อมกันจากจุดเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าเพียงจุดเดียว

แต่สถานีชาร์จเดียวนั้น “รู้” ได้อย่างไรว่าต้องแบ่งพลังงานระหว่างยานพาหนะความจุสูงสองคันที่ใช้ขั้วต่อ CCS1 หรือ CCS2 อย่างไร ความลับอยู่ที่การกระจายโหลดแบบไดนามิกและอิเล็กทรอนิกส์กำลังขั้นสูง

โครงสร้างของเครื่องชาร์จ DC แบบเร็วแบบเสียบคู่

ก่อนจะเจาะลึกถึงการกระจายโหลด การทำความเข้าใจเกี่ยวกับฮาร์ดแวร์เป็นสิ่งสำคัญ เครื่องชาร์จแบบเสียบคู่โดยทั่วไปจะมีสาย CCS1 (Combined Charging System) สองเส้นสำหรับตลาดอเมริกาเหนือ สาย CCS2 สองเส้นสำหรับตลาดยุโรปและตลาดโลก หรืออาจมีทั้งสองแบบผสมกัน

ไม่เหมือนกับเครื่องชาร์จ AC แบบดั้งเดิมที่ต้องพึ่งพาตัวแปลงประจุในตัวรถ เครื่องชาร์จ DC แบบเร็วจะส่งกระแสตรงไปยังแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าโดยตรง เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ สถานีชาร์จจึงมีโมดูลกำลังภายในจำนวนมาก

หัวใจหลักของกระบวนการแปลงกำลังนี้คือสารกึ่งตัวนำระดับอุตสาหกรรม ด้วยการดึงดูดมรดกทางด้านอิเล็กทรอนิกส์กำลังอันล้ำลึกของ PandaExo ชิ้นส่วนที่มีประสิทธิภาพสูงเช่นบริดจ์เรกติไฟเออร์และโมดูล IGBT/SiC ถูกนำมาใช้เพื่อแปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับจากโครงข่ายให้เป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูงที่เสถียร โมดูลภายในเหล่านี้คือส่วนประกอบพื้นฐานที่ทำให้การแบ่งปันพลังงานเป็นไปได้

กลไกการแบ่งกำลังไฟฟ้า

เมื่อรถยนต์ไฟฟ้าเสียบเข้ากับเครื่องชาร์จ มันไม่เพียงแค่รับพลังงานโดยไม่มีเงื่อนไข ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ของรถยนต์จะสร้างช่องทางการสื่อสารกับเครื่องชาร์จ (ผ่านโปรโตคอลเช่น ISO 15118) เพื่อเจรจาขอแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่แบตเตอรี่สามารถรับได้อย่างปลอดภัย โดยพิจารณาจากสถานะการชาร์จ (SoC) ในปัจจุบัน อุณหภูมิ และความจุ

เมื่อมีรถยนต์สองคันเสียบเข้ากับสถานีชาร์จ DC แบบเร็วแบบเสียบคู่ ระบบจะต้องตัดสินใจว่าจะจัดสรรพลังงานรวมที่มีอยู่อย่างไร โดยทั่วไประบบจะทำด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งจากสองวิธีต่อไปนี้:

1. การแบ่งกำลังไฟฟ้าแบบคงที่ (การแบ่งแบบตายตัว)

ในสถาปัตยกรรมเก่าหรือพื้นฐานกว่า เครื่องชาร์จจะแบ่งกำลังไฟฟ้าทั้งหมดออกเท่าๆ กันทันทีที่มีรถคันที่สองเชื่อมต่อ

• ตัวอย่าง: หากเครื่องชาร์จ 120kW มีรถ EV สองคันเสียบอยู่ มันจะกำหนดกำลัง 60kW ให้กับช่องเสียบ A และ 60kW ให้กับช่องเสียบ B อย่างเคร่งครัด
• ข้อเสีย: หาก EV “A” มี SoC อยู่ที่ 90% และขอรับพลังงานเพียง 20kW พลังงานที่เหลืออีก 40kW ที่จัดสรรให้กับช่องเสียบ A จะไม่ถูกใช้เลย ในขณะที่ EV “B” ถูกจำกัดที่ 60kW แม้ว่าจะสามารถรับพลังงานได้มากกว่านั้น

2. การแบ่งกำลังไฟฟ้าแบบไดนามิก (การกำหนดเส้นทางอัจฉริยะ)

เครื่องชาร์จสมรรถนะสูงสมัยใหม่ใช้เมทริกซ์ของโมดูลกำลังแบบไดนามิก แทนที่จะแบ่งแบบตายตัว 50/50 ตัวควบคุมการจัดการพลังงานอัจฉริยะของสถานีจะประเมินความต้องการแบบเรียลไทม์ของรถทั้งสองคันอย่างต่อเนื่อง และสลับโมดูลกำลังทางกายภาพไปยังสายชาร์จที่ต้องการมากที่สุด

• ตัวอย่าง: เครื่องชาร์จ 120kW ติดตั้งโมดูลกำลังขนาด 30kW จำนวนสี่โมดูล
• นาทีที่ 1: EV “A” มาถึงด้วยแบตเตอรี่ต่ำและขอรับพลังงานสูงสุด เครื่องชาร์จกำหนดโมดูลทั้งหมดสี่โมดูล (120kW) ให้กับ EV “A”
• นาทีที่ 15: EV “B” มาถึง เครื่องชาร์จจัดสรรโมดูลสองโมดูลให้กับ EV “B” ทันที ส่งผลให้แบ่งเป็น 60kW / 60kW
• นาทีที่ 30: EV “A” มี SoC ถึง 80% และความต้องการลดลงเหลือ 25kW เครื่องชาร์จจัดสรรโมดูลหนึ่งโมดูลจาก EV “A” ให้กับ EV “B” ตอนนี้ EV “A” ได้รับ 30kW (ซึ่งเพียงพอต่อความต้องการ 25kW) และ EV “B” ได้รับ 90kW ซึ่งช่วยเร่งกระบวนการชาร์จโดยรวมอย่างมาก

ประโยชน์เชิงพาณิชย์สำหรับผู้ให้บริการจุดชาร์จ

การนำเครื่องชาร์จแบบเสียบคู่ที่มีการกระจายโหลดแบบไดนามิกมาใช้ให้ข้อได้เปรียบเชิงพาณิชย์ที่ชัดเจนสำหรับ CPO สถานที่ค้าปลีก และศูนย์ซ่อมบำรุงฟลีต:

• การใช้โครงข่ายไฟฟ้าสูงสุด: ด้วยการกำหนดเส้นทางทุกกิโลวัตต์ที่มีอยู่อย่างชาญฉลาด ผู้ให้บริการมั่นใจได้ว่าพวกเขาจะได้รับผลตอบแทนสูงสุดจากขีดความสามารถของโครงข่ายไฟฟ้าที่มีอยู่ โดยไม่ต้องอัปเกรดระบบสาธารณูปโภคที่มีค่าใช้จ่ายสูง
• ต้นทุนเงินทุนต่อพอร์ตต่ำลง: การติดตั้งเครื่องชาร์จ 120kW แบบเสียบคู่หนึ่งเครื่อง ต้องการการขุดเจาะ การเดินสาย และพื้นที่น้อยกว่าการติดตั้งเครื่องชาร์จ 60kW แบบเดี่ยวสองเครื่อง ซึ่งช่วยลดค่าใช้จ่ายในการติดตั้งลงได้ครึ่งหนึ่งอย่างมีประสิทธิภาพ
• เพิ่มการหมุนเวียนของสถานี: การแบ่งปันแบบไดนามิกทำให้รถยนต์ใช้เวลารอชาร์จน้อยลง การชาร์จที่เร็วขึ้นหมายถึงปริมาณการใช้งานรายวันที่สูงขึ้นและรายได้ที่เพิ่มขึ้น
• ขยายขนาดได้ในอนาคต: สถานีที่ใช้สถาปัตยกรรมกำลังแบบโมดูลาร์มักสามารถอัปเกรดได้ CPO อาจเพิ่มโมดูลกำลังเข้าไปในตู้ชาร์จในภายหลังเพื่อเพิ่มกำลังผลลัพธ์รวม เมื่อความจุแบตเตอรี่ของ EV เพิ่มขึ้น

ยกระดับโครงสร้างพื้นฐานของคุณด้วย PandaExo

การกระจายพลังงานที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับเครือข่ายสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าที่ให้ผลกำไร ที่ PandaExo เราใช้ประโยชน์จากฐานการผลิตขั้นสูงขนาด 28,000 ตารางเมตรและความเชี่ยวชาญลึกซึ้งในด้านเซมิคอนดักเตอร์กำลัง เพื่อออกแบบเครื่องชาร์จที่ไม่เพียงแต่จ่ายพลังงาน แต่ยังจัดการได้อย่างยอดเยี่ยม

ไม่ว่าคุณกำลังมองหาเครื่องชาร์จ DC แบบเร็วพร้อมหัวชาร์จคู่อัจฉริยะสำหรับเส้นทางทางหลวง หรือต้องการฮาร์ดแวร์ OEM/ODM ที่ปรับแต่งตามแบรนด์ของคุณ PandaExo มอบขนาดการผลิตตรงจากโรงงานและความแม่นยำที่คุณต้องการ

พร้อมที่จะอัปเกรดเครือข่ายสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าของคุณแล้วหรือยัง? สำรวจแคตตาล็อกฮาร์ดแวร์แบบครบวงจรของเรา วันนี้ หรือติดต่อทีมวิศวกรของเราเพื่อหารือเกี่ยวกับโซลูชันการชาร์จอัจฉริยะที่ปรับแต่งตามโครงการถัดไปของคุณ