Комплексний аналіз зарядної шафи для електромобілів: типи, принципи та основні знання галузі

Завдяки широкомасштабній-популяризації транспортних засобів на новій енергії та потужній підтримці відповідної політики індустрія транспортних засобів на новій енергії увійшла в період швидкого розвитку, і попит користувачів на послуги заряджання продовжує зростати відповідно. Будучи незамінною допоміжною інфраструктурою для електромобілів, основною функцією EV Charging Cabinet є забезпечення стабільних і безпечних послуг заряджання електромобілів. Водночас пов’язане обладнання, таке як вогнестійкі шафи для зарядки акумуляторів і шафи для зарядки літієвих акумуляторів, які доповнюють зарядні блоки, постійно вдосконалювалося з розвитком галузі, спільно будуючи диверсифіковану екосистему зарядних послуг.

Класифікація зарядних шаф для електромобілів різноманітна, з різними критеріями класифікації, що відповідають окремим сценаріям застосування та функціональним вимогам. Чітке розмежування характеристик різних типів завантажувальних паль є основою раціонального розміщення завантажувальних споруд. З точки зору методів встановлення, вони в основному поділяються на підлоговий-зарядний пристрій (підлогова-зарядна колона) і настінний-зарядний пристрій (настінна-зарядна колона). Підлогові-завантажувальні палі підходять для паркувальних місць, які не розташовані близько до стін, тоді як настінні-завантажувальні стовпи більше підходять для паркувальних місць, розташованих поблизу стін. Ці два типи можуть гнучко покривати потреби заряджання в різних умовах на місці.

Залежно від місця встановлення зарядні палі можна класифікувати на три типи: громадські зарядні палі, спеціальні зарядні палі та приватні зарядні палі. Громадські зарядні стовпи встановлюються на паркувальних місцях у громадських паркінгах (гаражах) і надають послуги громадської зарядки транспортних засобів у громаді, часто організовані разом із зарядними станціями для акумуляторів. Спеціальні завантажувальні палі споруджуються будівельними компаніями на власних автостоянках (гаражах) і призначені виключно для внутрішнього персоналу. Приватні зарядні стовпи встановлюються на окремих паркувальних місцях (гаражах) і спеціально надають послуги зарядки електромобілів, що належать фізичним особам.

За кількістю інтерфейсів заряджання зарядні пристрої можна розділити на дві категорії: один-для-одного заряджання та один-для-багато заряджань. Зарядка один-за-одного стосується зарядної купи, яка може заряджати лише один електромобіль, що підходить для сценаріїв, коли потреби зарядки розпорошені. З іншого боку, система-за-заряджання використовує кілька інтерфейсів для одночасного заряджання більше ніж одного електромобіля, що робить його ідеальним для областей із зосередженими потребами заряджання та покращує використання сайту.

З точки зору методів електропостачання, основними типами зарядних стовпів є зарядні стовпи змінного струму та зарядні стовпи постійного струму, на додаток до інтегрованих зарядних стовпів змінного/постійного струму, які поєднують обидві функції. Зарядні стовпи постійного струму підключаються безпосередньо до електромережі та можуть безпосередньо заряджати акумулятори електромобілів. Вони зазвичай використовують три-чотирьох{3}}проводову систему або три-фазну три-проводову систему для живлення з широким діапазоном регулювання вихідної напруги та струму, що забезпечує швидке заряджання. Вони часто поєднуються із зарядними модулями для підвищення ефективності заряджання. Зарядні стовпи змінного струму не мають зарядних можливостей і забезпечують лише вихідну потужність. Щоб завершити процес заряджання, вони потребують підключення до-вбудованого зарядного пристрою. Через загалом меншу потужність-бортових зарядних пристроїв неможливо досягти швидкої зарядки. Інтегровані зарядні пристрої AC/DC можуть гнучко перемикатися між режимами заряджання. Удень, коли є високий попит на зарядку, використовується швидка зарядка постійним струмом, а вночі, коли користувачів менше, він перемикається на повільну зарядку змінним струмом, адаптуючись до потреб заряджання в різні періоди часу. Варто відзначити, що зарядні палі різних типів живлення часто йдуть в парі з відповідним спеціалізованим обладнанням. Наприклад, зарядні шафи для літій-іонних акумуляторів підходять для сценаріїв заряджання, пов’язаних із моделями літій-іонних автомобілів, тоді як шафи для зарядки акумуляторів на 12 В підходять для конкретних сценаріїв-напруги.

Окрім згаданих вище основних категорій, у галузі існують різні типи зарядного обладнання зі спеціалізованими функціями, як-от модульна зарядна шафа, спеціальна зарядна шафа, а також пилонепроникна зарядна шафа, водонепроникна зарядна шафа та вибухозахищена зарядна шафа, які мають спеціальні захисні властивості та можуть відповідати потребам заряджання в різних умовах навколишнього середовища.

Суть роботи зарядного стовпа полягає в двох ключових аспектах: перетворення та передача електричної енергії, що забезпечує ефективну та безпечну передачу електроенергії від електромережі до акумуляторів електромобілів. У процесі перетворення електричної енергії основним компонентом зарядного пристрою є перетворювач, основною функцією якого є перетворення змінного струму (AC), що надходить від електромережі, у постійний струм (DC), необхідний для акумуляторів електромобілів. Цей процес ґрунтується на точному регулюванні системою керування батареєю (BMS), щоб забезпечити відповідність напруги, струму та інших параметрів вимогам батареї.

Що стосується передачі електроенергії, то в першу чергу існує два способи: дротова передача та бездротова передача. В даний час найбільш широко використовується дротова передача, яка передбачає передачу перетвореної електроенергії на акумулятори електромобілів через зарядні кабелі. З іншого боку, бездротова передача забезпечує безконтактну передачу електричної енергії через магнітні поля. Його основний принцип полягає в установці котушок взаємної індуктивності на землю і шасі автомобіля відповідно. Вхідна котушка генерує струм збудження, а вихідна котушка індуктивно отримує електричну енергію для повного заряджання. Однак технологія бездротової передачі все ще перебуває на стадії досліджень і розробок, ще не досягла великого-комерційного застосування та стикається з обмеженнями, такими як потреба в точному вирівнюванні котушок і-за-заряджання один-до-одного. Крім того, логіка передачі таких пристроїв, як зарядні шафи для електромобілів і зарядні доки, відповідає основному принципу передачі зарядних стовпів, головною метою якого є ефективна та безпечна передача електроенергії.

Ця стаття всебічно аналізуєЗарядна шафа для електромобілів, поєднуючи передумови розвитку промисловості, щоб систематично відсортувати свою багатовимірну систему класифікації, яка охоплює такі параметри, як методи встановлення, розташування, кількість інтерфейсів, методи електропостачання, а також різні підрозділи захисного та індивідуального обладнання. Він глибоко аналізує основний принцип роботи «перетворення + передача» зарядних паль і детально пояснює основні структури компонентів, таких як блоки живлення та плати керування. Порівнюючи характеристики та застосовні сценарії швидкого заряджання постійним струмом, повільного заряджання змінним струмом і бездротового заряджання, він пояснює національні стандарти для інтерфейсів заряджання та відмінності між швидким і повільним заряджанням з точки зору структури, вартості та впливу акумулятора. Це підкреслює важливість розумного поєднання швидкої та повільної зарядки для стабільності мережі та задоволення попиту. Нарешті, у ньому згадується тенденція розвитку галузевого-обладнання для заряджання, демонструючи диверсифіковану структуру екосистеми послуг заряджання.