چالش سیستم 800V: پله شارژ برای سیستم شارژ

شارژ 800 ولت "مبانی شارژ"

این مقاله عمدتاً در مورد برخی از الزامات اولیه دکل شارژ 800 ولت صحبت می کند، ابتدا به اصل شارژ نگاهی می اندازیم: هنگامی که سر تفنگ شارژ به انتهای خودرو متصل می شود، دکل شارژ ① منبع تغذیه DC کم ولتاژ کمکی را به انتهای خودرو ارائه می دهد، تا BMS (سیستم مدیریت باتری) داخلی خودروی الکتریکی را فعال کند، پس از فعال سازی، ② انتهای خودرو به انتهای دکل متصل می شود تا پارامترهای شارژ اساسی را تبادل کند، مانند حداکثر توان مورد نیاز شارژ انتهای خودرو و حداکثر توان خروجی انتهای دکل، و دو طرف به درستی مطابقت خواهند داشت.

پس از تطبیق صحیح، BMS (سیستم مدیریت باتری) در انتهای خودرو اطلاعات مربوط به تقاضای برق را به دکل شارژ ارسال می کند و دکل شارژ ولتاژ و جریان خروجی خود را مطابق با این اطلاعات تنظیم می کند و به طور رسمی شارژ خودرو را آغاز می کند، که اصل اساسی اتصال شارژ است و لازم است ابتدا با آن آشنا شویم.

شارژ 800 ولت: "افزایش ولتاژ یا جریان"

از لحاظ تئوری، ما می خواهیم توان شارژ را برای کوتاه کردن زمان شارژ فراهم کنیم، معمولاً 2 راه وجود دارد: یا باتری را تقویت می کنید یا ولتاژ را تقویت می کنید؛ طبق W=Pt، اگر توان شارژ دو برابر شود، زمان شارژ به طور طبیعی نصف می شود؛ طبق P=UI، اگر ولتاژ یا جریان دو برابر شود، توان شارژ می تواند دو برابر شود، و این بارها ذکر شده است، که عقل سلیم نیز محسوب می شود.

اگر جریان بالاتر باشد، 2 مشکل وجود خواهد داشت، هرچه جریان بیشتر باشد، کابل حامل جریان بزرگتر و حجیم تری مورد نیاز است، که باعث افزایش قطر و وزن سیم می شود، که باعث افزایش هزینه می شود، و در عین حال، برای پرسنل راحت نیست که کار کنند؛ علاوه بر این، طبق Q=I²Rt، اگر جریان بالاتر باشد، تلفات توان بیشتر است، و تلفات به صورت گرما منعکس می شود، که فشار بر مدیریت حرارتی را نیز افزایش می دهد، بنابراین شکی نیست که افزایش توان شارژ برای تحقق افزایش توان شارژ با افزایش مداوم جریان مطلوب نیست.افزایش توان شارژ مطلوب نیست، نه برای شارژ و نه برای سیستم های محرک درون خودرو.

در مقایسه با شارژ سریع جریان بالا، شارژ سریع ولتاژ بالا گرمای کمتری تولید می کند و تلفات کمتری دارد، در حال حاضر، تقریباً تمام شرکت های خودروسازی اصلی مسیر افزایش ولتاژ را اتخاذ کرده اند، در مورد شارژ سریع ولتاژ بالا، از لحاظ تئوری، زمان شارژ می تواند 50% کوتاه شود، و افزایش ولتاژ می تواند به راحتی توان شارژ را از 120 کیلووات به 480 کیلووات برساند.

شارژ 800 ولت: "ولتاژ و جریان متناظر با اثر حرارتی".

اما چه ولتاژ را بالا ببرید چه جریان را، اول از همه، با افزایش توان شارژ، گرمای شما ظاهر می شود، اما بالا بردن ولتاژ و جریان تظاهرات گرما یکسان نیست، یک سریعتر برخی از تأثیرات بر روی باتری نیز کمی بیشتر است، یک نسبتاً آهسته اما گرمای پنهان آشکارتر است حد بالایی نیز آشکارتر است. اما اولی در مقایسه ترجیح دارد. 

از آنجا که جریان در هادی از طریق مقاومت کمتر عبور می کند، روش افزایش ولتاژ اندازه کابل مورد نیاز را کاهش می دهد، گرمای کمتری ساطع می کند و جریان را همزمان افزایش می دهد، سطح مقطع حامل جریان افزایش می یابد که منجر به وزن کابل با قطر بیرونی بزرگتر می شود، در حالی که با زمان شارژ گرمای طولانی تر به آرامی افزایش می یابد، پنهان تر است، این روش برای باتری خطر بیشتری دارد.

شارژ 800 ولت: "برخی از چالش های مستقیم دکل شارژ"

شارژ سریع 800 ولت نیز الزامات متفاوتی در انتهای دکل دارد:

اگر به سطح فیزیکی نگاه کنید، با افزایش ولتاژ، طراحی اندازه دستگاه مربوطه ناگزیر افزایش می یابد، به عنوان مثال، طبق IEC60664 سطح آلودگی 2 گروه مواد عایق 1 فاصله دستگاه ولتاژ بالا از 2 میلی متر به 4 میلی متر مورد نیاز است، همان الزامات مقاومت عایق افزایش می یابد، تقریباً فاصله خزشی و الزامات عایق باید دو برابر افزایش یابد، که نیاز به ولتاژ بالاتری در طراحی قبلی دارد.

این امر مستلزم آن است که طراحی سیستم ولتاژ قبلی اندازه دستگاه های مربوطه، از جمله کانکتورها، ردیف های مسی، اتصالات و غیره را دوباره طراحی کند، علاوه بر این، افزایش ولتاژ نیز منجر به الزامات بالاتری برای خاموش کردن قوس می شود، نیاز به برخی از دستگاه ها مانند فیوزها، جعبه های سوئیچ، کانکتورها و غیره، برای بهبود الزامات، این الزامات برای طراحی خودرو نیز قابل استفاده است.

سیستم شارژ 800 ولت ولتاژ بالا، همانطور که در بالا ذکر شد، نیاز به افزایش سیستم خنک کننده مایع فعال خارجی دارد، خنک کننده هوا سنتی هم خنک کننده فعال و هم غیرفعال نمی تواند الزامات خط تفنگ دکل شارژ به انتهای خودرو را برآورده کند، مدیریت حرارتی نیز بیشتر از همیشه مورد نیاز است، و این بخش از دما سیستم چگونه از سطح دستگاه و سطح سیستم کاهش و کنترل شود، دوره بعدی برای بهبود و حل مشکل از دیدگاه است؛

علاوه بر این، این بخش از گرما فقط گرمای ناشی از شارژ بیش از حد نیست، بلکه گرمای ناشی از شارژ بیش از حد نیز هست، که تنها بخشی از سیستم نیست، بلکه گرمای ناشی از دستگاه های قدرت با فرکانس بالا نیز هست، بنابراین نحوه انجام نظارت در زمان واقعی و پایدار، موثر و ایمن برای از بین بردن گرما بسیار مهم است، که نه تنها پیشرفت های مادی دارد، بلکه تشخیص سیستم نیز دارد، مانند نظارت بر زمان واقعی و موثر دمای شارژ.

در بازار فعلی، ولتاژ خروجی پله شارژ DC برابر با ۴۰۰V است و نمی‌تواند مستقیماً به باتری‌های قدرت ۸۰۰V شارژ کند، بنابراین نیاز به محصولات تقویت‌کننده DCDC اضافی است که ولتاژ ۴۰۰V را به ۸۰۰V تبدیل می‌کند و سپس باتری را شارژ می‌کند، که این نیازمند تبدیل فرکانس بالا با توان بالاتر است، استفاده از سیلیکون کاربید جایگزین مدول IGBT سنتی است که روش رایج است، اگرچه مدول سیلیکون کاربید می‌تواند توان خروجی پله شارژ را افزایش دهد، اما همچنین توان خروجی پله شارژ را افزایش می‌دهد. اگرچه مدول‌های سیلیکون کاربید می‌توانند توان خروجی پله شارژ را افزایش دهند و تلفات را کاهش دهند، هزینه نیز بسیار بالا می‌رود و نیازهای EMC نیز بالاتر است.

خلاصه کنید. افزایش ولتاژ در سطح سیستم و سطح دستگاه نیازمند بهبود است، سطح سیستم شامل سیستم مدیریت حرارتی، سیستم حفاظت شارژ و غیره، و سطح دستگاه شامل برخی دستگاه‌های مغناطیسی و دستگاه‌های قدرت برای بهبود است.