Stazione di ricarica ultra-rapida a collegamento diretto in media tensione

Zhejiang Rockwell Energy Technology Co., Ltd.

Una soluzione basata su SST per la ricarica di veicoli elettrici di nuova generazione

1. Contesto industriale e criticità

1.1 Contesto industriale

Con oltre 30 milioni di veicoli elettrici in circolazione, gli utenti ora si aspettano che la ricarica sia un'esperienza paragonabile al rifornimento di carburante. Questa esigenza ha guidato la transizione verso la ricarica ultra-rapida (piattaforma da 350 kW e oltre, 800 V). Tuttavia, l'architettura tradizionale delle stazioni "trasformatore + caricabatterie" si scontra con un limite sistematico in termini di densità di potenza, efficienza e utilizzo della connessione alla rete.

1.2 Quattro criticità delle stazioni di ricarica tradizionali

Criticità	Descrizione	Causa radice fisica
Ricarica lenta	30–60 minuti per una ricarica rapida convenzionale	Potenza limitata
Bassa efficienza	Efficienza dell'intera stazione di circa il 90%	Perdite a più stadi trasformatore + CA/CC
Impatto sulla rete	La ricarica concentrata causa shock alla rete	Nessun buffer di accumulo di energia
Scarso utilizzo della rete	Capacità fissa del trasformatore	Nessuna capacità di livellamento dei picchi

1.3 Connessione diretta tradizionale vs. SST — la differenza fisica

Catena tradizionale della stazione di ricarica

Fase	Apparecchiatura	Perdita	In termini semplici
①	Trasformatore da 10 kV → 0,4 kV	1%–2%	Riduce la tensione per l'alimentazione
②	Modulo di ricarica AC/DC	3%–5%	Converte la corrente alternata in corrente continua per la ricarica

Perdite totali: ~5%–7%, efficienza complessiva della stazione di ~90%–93%.

Catena di stazioni di ricarica a collegamento diretto SST

Fase	Apparecchiatura	Perdite	In termini semplici
①	Trasformatore a stato solido SST	1%–2%	Collegato direttamente a 10 kV con raddrizzamento integrato, in un unico passaggio
②	Alimentazione diretta della barra collettrice CC	Trascurabile	Più pistole condividono un'unica barra CC

Perdita totale: ~2%–5%, efficienza dell'intera stazione del 94,5%–97,5%.

Causa principale fisica: Il collegamento diretto in media tensione SST elimina il trasformatore, riducendo le perdite della catena di ricarica di 3–5 punti percentuali; la barra collettrice CC condivisa consente a più pistole di ricarica di condividere la potenza, migliorando l'utilizzo.

Medium-Voltage Direct-Connect Ultra-Fast Charging Station

2. Panoramica della soluzione e proposta di valore

2.1 Definizione della soluzione (BLUF)

La stazione di ricarica ibrida ultrarapida a collegamento diretto SST offre:

Ricarica estrema di classe MW (100 km di autonomia in 1 minuto)
Efficienza dell'intera stazione del 94,5%–97,5% (+3–5%)
Utilizzo della rete dall'83% → 120%
Installazione comprovata prima al mondo (stazione CNPC di Kunshan)

2.2 Proposta di valore principale

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Dimensione del valore	Metrica	Descrizione
Potenza per pistola	Ricarica estrema di classe MW	100 km di autonomia in 1 minuto
Efficienza dell'intera stazione	94,5%–97,5%	+3–5% rispetto ai sistemi tradizionali
Utilizzo della rete	83% → 120%	Riduzione dei picchi con accumulo di energia abbinato
Terminali di ricarica	Ultra-rapido + raffreddato a liquido	Dispacciamento misto multi-pistola
Tempo di consegna	1 giorno	Collaudato a Kunshan

3. Architettura del sistema

3.1 Topologia del sistema (livello per livello)

① Collegamento in media tensione: ingresso a 10 kV — con protezione e misurazione in ingresso
② Nucleo di potenza SST: CA a 10 kV → sbarra collettrice CC multiporta
③ Terminali di ricarica: terminali ultra-rapidi (ricarica estrema di classe MW, 100 km in 1 minuto), terminali ultra-rapidi raffreddati a liquido (alta potenza sostenuta) e una porta di accoppiamento per l'accumulo di energia (spianamento dei picchi)
④ Gestione della ricarica: controllo del cluster di caricabatterie + EMS

Livello	Composizione	Flusso di potenza	Razionale di progettazione
① Connessione in media tensione	Ingresso a 10 kV	Rete → SST	Connessione diretta in media tensione
② Nucleo SST	Barra collettrice CC	10 kV → CC multiporta	Una barra collettrice, più pistole, potenza condivisa
③ Terminali di ricarica	Ultra-rapido + raffreddato a liquido + accumulo	CC → Veicolo	Smistamento misto multi-pistola
④ Gestione	Controllo cluster + EMS	Flusso di informazioni	Ottimizzazione dell'allocazione della potenza

3.2 Funzionamento della barra collettrice CC condivisa

In una stazione tradizionale, ogni caricabatterie ha il proprio stadio CA/CC e le potenze non sono condivise. Nella soluzione SST, tutti i terminali di ricarica condividono un'unica barra collettrice CC e la potenza totale viene allocata su richiesta — questa è la base fisica dell'"utilizzo della rete al 120%".

Stazione di ricarica ultrarapida a collegamento diretto in media tensione

4. Apparecchiature principali e parametri tecnici

Parametro	Valore	Significato fisico
Potenza per pistola	Ricarica estrema di classe MW	100 km di autonomia in 1 minuto
Efficienza dell'intera stazione	94,5%–97,5%	+3–5% rispetto ai sistemi tradizionali
Utilizzo della rete	83% → 120%	Riduzione dei picchi con accumulo
Terminali di ricarica	Ultra-rapidi + raffreddati a liquido	Multi-pistola misto
Tempo di consegna	1 giorno	Collaudato a Kunshan

5. Punti salienti tecnici e principi fisici

5.1 Punto saliente 1: Ricarica estrema di classe MW

Principio fisico: la connessione diretta in media tensione SST fornisce una barra collettrice CC da 800 V / 1000 V, consentendo alla potenza per pistola di raggiungere la classe MW, superando il limite della tradizionale piattaforma a 400 V.
Vantaggio quantificato: 100 km di autonomia in 1 minuto — un'esperienza paragonabile al rifornimento di carburante.

Stazione di ricarica ultra-rapida a connessione diretta in media tensione

5.2 Punto saliente 2: Utilizzo della rete al 120%

Principio fisico: con una porta di accumulo di energia accoppiata, la stazione carica l'accumulo nelle ore non di punta e scarica nelle ore di punta; combinata con il fotovoltaico, l'utilizzazione della capacità del trasformatore può superare il 100%.
Vantaggio quantificato: a parità di capacità del trasformatore, è possibile servire più veicoli, migliorando il ROI.

5.3 Punto saliente 3: Consegna in un giorno

Principio fisico: la prefabbricazione modulare in fabbrica significa che la stazione viene sollevata e posizionata, pronta per l'uso in sito.
Vantaggio quantificato: la prima stazione al mondo a Kunshan è stata consegnata in 1 giorno.

6. Confronto economico con l'approccio tradizionale

Voce di costo	Tradizionale	SST	Risparmi
Investimento in apparecchiature	Linea di base	−20%	Trasformatore eliminato
Ingombro	Linea di base	−40%	Opere civili molto ridotte
Energia elettrica (efficienza)	Linea di base	+3–5%	Costi operativi inferiori
Capacità di servizio	Linea di base	+20% (utilizzo)	Maggiori ricavi

7. Riferimento ai progetti di riferimento

Progetto	Dati chiave	Importanza
Stazione CNPC di Kunshan	Efficienza superiore al 95%, −40% di ingombro, −20% di investimento, consegna in 1 giorno	Prima installazione al mondo

8. Standard tecnici e conformità

Standard	Ambito di applicazione
GB/T 18487	Ricarica conduttiva per veicoli elettrici
GB/T 27930	Protocollo di comunicazione per la ricarica
GB/T 34120	Accumulo di energia connesso alla rete

9. Consegna e Servizi

Prefabbricazione modulare in fabbrica
Consegna in cantiere in un giorno (collaudata)
Esercizio e manutenzione per l'intero ciclo di vita con aggiornamenti OTA

Attrezzature distribuite

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