Perancangan dan Penerapan Stasiun Pengisian Daya Listrik Cerdas

Sebagai perancang stasiun pengisian daya yang terlibat mendalam dalam proyek-proyek industri, saya telah menyaksikan sendiri bagaimana kendaraan listrik (EV) menjadi kekuatan penting dalam lanskap energi baru China. Kemajuan bertahun-tahun di bidang elektronik telah menyiapkan dasar yang solid untuk perkembangan EV. Integrasi V2G, teknologi penyimpanan energi, dan baterai berkinerja tinggi tidak hanya memfasilitasi layanan penukaran baterai tetapi juga mendorong konvergensi fotovoltaik, penyimpanan energi, dan sistem pengisian daya cerdas—misi yang saya banggakan untuk berkontribusi.

1. Status Pengembangan Stasiun Pengisian Daya EV Cerdas

Dengan latar belakang urbanisasi yang cepat dan meningkatnya kekhawatiran lingkungan, EV semakin populer karena efisiensinya dan keberlanjutannya. Sebagai perancang, saya memprioritaskan kebutuhan berpusat pada pengguna: akses real-time ke lokasi stasiun pengisian daya, kemampuan pemantauan yang tepat, dan sistem manajemen cerdas. Persyaratan ini menekankan tren pengembangan menuju infrastruktur pengisian daya yang lebih cerdas dan efisien.

Secara internasional, perusahaan seperti Tesla telah memimpin dalam aplikasi mobile ramah pengguna yang memungkinkan navigasi tanpa hambatan ke stasiun pengisian daya dengan transparansi harga. Di dalam negeri, perusahaan jaringan listrik China telah membangun jaringan luas dari lebih dari 600 stasiun pengisian daya dan 20.000+ tiang pengisian terdesentralisasi. Namun, platform komprehensif yang mengintegrasikan pemantauan real-time, proses pembayaran, dan manajemen jarak jauh masih sulit ditemukan—celah kritis yang tim saya bertujuan untuk alamatkan.

2. Desain Tipe dan Adaptasi Skenario Stasiun Pengisian Daya

Dari perspektif desain, stasiun pengisian daya diklasifikasikan menjadi dua kategori utama berdasarkan output daya:

• Stasiun Pengisian Daya AC: Mengubah daya AC dari grid menjadi DC melalui charger onboard. Dengan rating daya tipikal 7kW, 22kW, atau 40kW, mereka menawarkan kecepatan pengisian yang lebih lambat tetapi fleksibilitas yang lebih besar. Ideal untuk kompleks perumahan dan tempat parkir, stasiun-stasiun ini sesuai dengan kebutuhan pengisian daya semalam.

• Stasiun Pengisian Daya DC (Charger Offboard): Memberikan daya DC tinggi langsung ke baterai, melewati konverter onboard. Dengan kapabilitas 60kW, 120kW, 200kW, atau bahkan lebih, mereka dikerahkan secara strategis sepanjang jalan raya, bandara, dan stasiun kereta api untuk memenuhi permintaan pengisian daya cepat untuk perjalanan jarak jauh.

3. Metode Pengisian dan Logika Desain Sistem Pemantauan
(1) Pertimbangan Desain untuk Tiga Metode Pengisian

Pendekatan desain saya disesuaikan untuk kasus penggunaan spesifik:

• Pengisian AC: Paling cocok untuk EV kecil dan hybrid, metode ini bergantung pada charger onboard. Fokus desain: memastikan kompatibilitas dengan berbagai model kendaraan dan sirkuit perlindungan yang kuat.

• Pengisian DC: Dioptimalkan untuk bus dan armada komersial, menghilangkan kebutuhan akan konverter onboard, mengurangi berat kendaraan. Tantangan desain utama termasuk manajemen daya dan integrasi grid.

• Pengisian Nirkabel: Meskipun secara teoritis menjanjikan untuk pengisian dinamis, batasan efisiensi dan adopsi infrastruktur saat ini memerlukan R&D lebih lanjut sebelum implementasi praktis.

(2) Kebutuhan Sistem Pemantauan Stasiun Pengisian Daya

Mengingat sensitivitas baterai lithium-ion terhadap parameter pengisian, saya memprioritaskan sistem pemantauan real-time. Sistem-sistem ini memiliki dua tujuan: mengoptimalkan distribusi jaringan mirip SPBU dan melindungi kesehatan baterai melalui kontrol pengisian/pengosongan yang tepat. Keamanan dan keandalan adalah imperatif desain yang tidak dapat dinegosiasikan.

4. Praktik Desain Sirkuit Perangkat Keras untuk Stasiun Pengisian Daya
4.1 Arsitektur Perangkat Keras Kontroler

Sistem kontrol, yang didasarkan pada prosesor C44Box, berfungsi sebagai "otak" stasiun pengisian daya. Ini mengkoordinasikan manajemen baterai, pengambilan data, dan antarmuka pengguna—menyokong fungsi seperti pengecekan saldo, pemantauan jarak jauh, dan tampilan real-time dari metrik pengisian. Dasar perangkat keras yang kuat, termasuk sirkuit daya, penyimpanan NandFlash, dan unit pemrosesan, memastikan stabilitas sistem.

4.2 Logika Desain Sirkuit NandFlash

Penanganan data yang efisien sangat kritis. Saya mengonfigurasi sistem untuk booting dari ROM untuk startup yang cepat, sementara NandFlash menyimpan data kritis seperti pembacaan sensor dan riwayat pengisian. Arsitektur ini memungkinkan akses cepat untuk interaksi pengguna dan diagnosis kesalahan yang komprehensif.

4.3 Desain Kontrol Output Daya

Uji coba ekstensif telah memvalidasi mekanisme fail-safe: deteksi penurunan tegangan 50% pada sirkuit pilot selama dua detik berturut-turut memicu putusnya saklar beban, menghentikan pengisian segera dalam kasus adanya gangguan. Desain ini meminimalkan risiko dan melindungi peralatan serta pengguna.

5. Refleksi Desain dan Prospek Industri

Pekerjaan saya pada stasiun pengisian daya AC telah menyoroti baik kemajuan maupun tantangan. Kompleksitas integrasi sistem dan pengembangan perangkat lunak menekankan kebutuhan untuk kolaborasi yang lebih dalam antara badan standar, lembaga pengujian, dan produsen. Prioritas masa depan termasuk penyempurnaan platform cerdas, pengembangan pengisian nirkabel, dan optimasi interaksi baterai-charger.

Sebagai perancang, misi kami adalah untuk mengubah infrastruktur pengisian daya dari fungsional menjadi intuitif dan terintegrasi dengan mulus. Melalui inovasi yang tak kenal lelah dan kerjasama lintas sektor, kita dapat mempercepat transisi ke ekosistem EV yang berkelanjutan.