Disseny i aplicació de punts d'enllumenat intel·ligents per a vehicles elèctrics

Com a dissenyador de punts de càrrega profundament implicat en projectes industrials, he presenciat en primera persona com els vehicles elèctrics (VE) han esdevingut una força pivotal en el nou paisatge energètic de la Xina. Dècades d'avances en electrònica han establert una base sòlida per al desenvolupament dels VE. La integració de V2G, tecnologies d'emmagatzematge d'energia i bateries d'alta prestació no només facilita serveis de canvi de bateria, sinó que també impulsa la convergència de fotovoltaïca, emmagatzematge d'energia i sistemes de càrrega intel·ligents—una missió de la qual m'enorgulleixo de contribuir.

1. Estat del Desenvolupament de Punts de Càrrega Intel·ligents per a VE

En el context de l'urbanització ràpida i les preocupacions ambientals creixents, els VE estan guanyant terreny gràcies a la seva eficiència i sostenibilitat. Com a dissenyador, prioritzo les necessitats centrades en l'usuari: accés en temps real a les ubicacions de les estacions de càrrega, capacitats de monitoratge precises i sistemes de gestió intel·ligents. Aquests requisits subratllen la tendència de desenvolupament cap a una infraestructura de càrrega més intel·ligent i eficient.

A nivell internacional, empreses com Tesla han pionerat aplicacions mòbils fàcils d'utilitzar que permeten una navegació fluida cap a les estacions de càrrega amb transparència en els preus. A nivell domèstic, les companyies de xarxa de la Xina han establert una extensa xarxa de més de 600 estacions de càrrega i 20.000+ punts de càrrega descentralitzats. No obstant això, encara falta una plataforma integral que integri el monitoratge en temps real, el processament de pagaments i la gestió remota—un forat crític que el meu equip intenta abordar.

2. Disseny de Tipus i Adaptació a Escenaris de Punts de Càrrega

D'un punt de vista de disseny, els punts de càrrega es classifiquen en dues categories principals basades en la potència de sortida:

• Punts de Càrrega AC: Converteix la corrent AC de la xarxa a DC mitjançant carregadors a bord. Amb potències típiques de 7kW, 22kW o 40kW, ofereixen velocitats de càrrega més lentes però més flexibilitat. Són ideals per a complexos residencials i aparcaments, i s'ajusten a les necessitats de càrrega nocturna.

• Punts de Càrrega DC (Carregadors fora de bord): Entreguen alta potència DC directament a les bateries, evitant els convertidors a bord. Capaces de 60kW, 120kW, 200kW o fins i tot més, es despleguen estratègicament a les autopistes, aeroports i estacions de ferrocarril per atendre les necessitats de càrrega ràpida per a viatges de llarga distància.

3. Mètodes de Càrrega i Lògica de Disseny del Sistema de Monitoratge
(1) Consideracions de Disseny per a Tres Mètodes de Càrrega

El meu enfocament de disseny està adaptat a casos d'ús específics:

• Càrrega AC: Millor adequada per a petits VE i híbrids, aquest mètode depèn dels carregadors a bord. Focus de disseny: assegurar la compatibilitat amb diversos models de vehicles i circuitria de protecció robusta.

• Càrrega DC: Optimitzada per a autobusos i flotes comercials, elimina la necessitat de convertidors a bord, reduint el pes del vehicle. Els reptes clau de disseny inclouen la gestió de la potència i la integració a la xarxa.

• Càrrega sense fil: Encara que teòricament prometedor per a la càrrega dinàmica, les limitacions actuals en eficiència i adopció d'infraestructures necessiten més I+D abans de la implementació pràctica.

(2) Necessitat dels Sistemes de Monitoratge de Punts de Càrrega

Atès la sensibilitat de les bateries de ió-liti a paràmetres de càrrega, prioritizo els sistemes de monitoratge en temps real. Aquests sistemes serveixen dos propòsits: optimitzar la distribució de la xarxa similar a les gasolineres i protegir la salut de les bateries mitjançant un control precís de la càrrega/descàrrega. La seguretat i la fiabilitat són imperatives de disseny no negociables.

4. Pràctiques de Disseny de Circuits Hardware per a Punts de Càrrega
4.1 Arquitectura de Hardware del Controlador

El sistema de control, ancorejat pel processador C44Box, actua com el "cervell" del punt de càrrega. Orquestra la gestió de bateries, l'adquisició de dades i les interfícies d'usuari—suportant funcions com consultes de saldo, monitoratge remot i visualització en temps real de mètriques de càrrega. Una base hardware robusta, inclosos circuits de potència, emmagatzematge NandFlash i unitats de processament, assegura la estabilitat del sistema.

4.2 Lògica de Disseny del Circuit NandFlash

La manipulació eficient de dades és crítica. Configuro el sistema per iniciar-se des de ROM per a un arranc ràpid, mentre que el NandFlash emmagatzema dades crítiques com lectures de sensors i històrics de càrrega. Aquesta arquitectura permet un accés ràpid per a interaccions d'usuari i diagnòstic exhaustiu de fallades.

4.3 Disseny de Control de Sortida de Potència

Amplis tests han validat un mecanisme de seguretat: detectar una disminució del 50% de la tensió en el circuit pilota durant dos segons consecutius activa la desconexió del commutador de càrrega, interrompent immediatament la càrrega en cas de fallades. Aquest disseny minimitza els riscos i protegeix tant l'equipament com els usuaris.

5. Reflexions sobre el Disseny i Perspectiva de l'Indústria

El meu treball en punts de càrrega AC ha ressaltat tant progrés com reptes. La complexitat de la integració del sistema i el desenvolupament de programari subratllen la necessitat d'una col·laboració més profunda entre organismes de normes, institucions de proves i fabricants. Les prioritats futures inclouen refinament de plataformes intel·ligents, avanç en la càrrega sense fil i optimització de les interaccions bateria-carregador.

Com a dissenyadors, la nostra missió és evolucionar la infraestructura de càrrega des de funcional a intuïtiva i integrada de manera fluida. A través de la innovació incessant i la cooperació intersectorial, podem accelerar la transició cap a un ecosistema sostenible de VE.