Elektrikli araç şarj cihazının şarj hızını hangi faktörler etkiler?

Şarj hızının temel çelişkisi aslında enerji iletim verimliliğinin nihai zorluğudur. Kullanıcı şarj tabancasını araca yerleştirdiğinde, şarj yığınının akım ve voltaj çıkışı, araç pilinin "iştahı" ile doğru bir şekilde eşleşmelidir. Örneğin, 800V yüksek voltajlı bir platformla donatılmış bir elektrikli otomobil, teorik olarak 350kW'lık bir süper şarj yığınıyla gücünün% 80'ini yenileyebilir, ancak sadece 400V mimarisini destekleyen eski bir şarj yığını kullanılırsa, güç keskin bir şekilde 150kW altına düşebilir. Bu "namlu etkisi" sadece şarj yığınının donanım özelliklerine değil, aynı zamanda yerleşik pil yönetim sisteminin (BMS) gerçek zamanlı düzenlemesine de bağlıdır. BMS, şarj işlemi sırasında hücre sıcaklığını, voltaj dengesini ve şarj durumunu (SOC) sürekli olarak izleyen pil için "akıllı uşak" gibidir. Bir hücrenin sıcaklığının 45 ° C'yi aştığı tespit edildiğinde, sistem termal kaçak-önlenmesi için şarj gücünü derhal azaltacaktır-bu, aynı süper şarj yığınının sıcak yazda kullanılsa bile, aracın şarj hızının kışınkinden% 30'dan fazla olabileceği anlamına gelir.

Elektrikli Araç Şarj Cihazları

Pilin fiziksel özellikleri, şarj hızı için aşılmaz bir "tavan" belirler. Lityum iyon piller tam yüke yakın olduğunda, anotta lityum metal çökeltme riski keskin bir şekilde artar, bu nedenle tüm elektrikli araçlar pil%80'e ulaştıktan sonra "damlama şarjı" moduna girmek zorunda kalır. Bu koruma mekanizması, son% 20'nin şarj süresinin ilk% 80 ile karşılaştırılabilir olmasına neden olur. Daha incelikli bir şekilde, farklı kimyasal sistemlerin pilleri hızlı şarj için tamamen farklı toleranslara sahiptir: lityum demir fosfat pilleri (LFP) düşük maliyetli olmasına rağmen, lityum difüzyon oranları yavaştır ve düşük sıcaklıklardaki şarj hızı, üçlü lityum pillerin (NCM/NCA)% 40 daha düşüktür; Ve silikon katkılı negatif elektrotlara sahip yeni piller enerji yoğunluğunu artırabilir, ancak silikon partikül genişleme problemleri nedeniyle hızlı şarj döngülerinin sayısını sınırlayabilir. Bu çelişkiler otomobil üreticilerini "şarj hızı", "pil ömrü" ve "maliyet kontrolü" arasında bir denge bulmaya zorlar.

Altyapının koordinasyon yeteneği, genellikle göz ardı edilen bir başka "görünmez zincir" dir. Nominal güce sahip bir DC hızlı şarj yığınının gerçek çıkış gücü, güç şebekesinin anlık güç kaynağı kapasitesine tabi olabilir. Birden fazla şarj yığınları yoğun saatlerde aynı anda çalıştığında, transformatör yükü kritik değere yaklaşır ve şarj istasyonu, dinamik güç tahsisi yoluyla her yığının çıkışını azaltmalıdır. Bu fenomen özellikle eski kentsel alanlarda açıktır - bir Avrupa şarj operatörünün verilerine göre, akşam pik döneminde gerçek şarj gücü ortalama nominal değerden% 22 daha düşüktür. Şarj arayüzü standartlarının parçalanması, verimlilik kaybını daha da artırır. Tesla'nın NACS arayüzünü kullanan bir model, CCS standardına sahip bir şarj yığını kullanıyorsa, protokolü bir adaptör aracılığıyla dönüştürmesi gerekir, bu da% 5-% 10 iletişim gecikmesine ve güç kaybına neden olabilir. Kablosuz şarj teknolojisi fiziksel arayüzlerin sınırlamalarından kurtulabilse de, enerji iletim verimliliği şu anda sadece%92-%94'tür, bu da kablolu şarjdan 6-8 puan daha düşüktür. Bu, aşırı verimliliği takip eden süper şarj senaryoları için hala kabul edilemez bir eksiklik.

Gelecekteki atılım yönü, "tam bağlantılı işbirlikçi optimizasyonun" teknolojik devriminde olabilir. Porsche ve Audi tarafından ortaklaşa geliştirilen 270kW pil ön ısıtma teknolojisi, pili şarj etmeden önce 25 ℃ 5 dakikalık optimal çalışma sıcaklığına kadar ısıtabilir ve düşük sıcaklık ortamlarındaki şarj hızını%50 artırabilir. Huawei tarafından başlatılan "All-Liquid soğutmalı süper şarj mimarisi", tüm transformatörleri, şarj modüllerini ve kablolarını sıvı soğutma dolaşım sistemine dahil ederek sadece şarj yığınının boyutunu% 40 azaltmakla kalmaz, aynı zamanda aşırı heating korumasını tetiklemeden sürekli olarak 600A yüksek bir akım çıkarır. Daha dikkat çekici olan şey, güç ızgarası tarafındaki teknolojik değişikliklerin şarj ekolojisini yeniden şekillendirmesidir: Kaliforniya'daki bir laboratuvarda test edilen "fotovoltaik depolama ve şarj entegre" şarj istasyonu, güç ızgarası, çatı fotovoltikleri ve enerji depolama havatalarının işbirliği yoluyla güç dışı kaldığında 250kW'a kadar bir şarj gücü koruyabilir. Bu "merkezi olmayan" enerji modeli, şarj hızında güç ızgarası yükünün sınırlamasını tamamen çözebilir.