Reka Bentuk dan Aplikasi Pile Penyediaan Elektrik Cerdas

Sebagai pereka rancang stesen pengecasan yang terlibat mendalam dalam projek industri, saya telah menyaksikan secara langsung bagaimana kenderaan elektrik (EV) telah menjadi kekuatan penting dalam landskap tenaga baharu China. Peningkatan bertahun-tahun dalam elektronik telah meletakkan asas yang kukuh untuk pembangunan EV. Integrasi V2G, teknologi penyimpanan tenaga, dan bateri berprestasi tinggi tidak hanya memudahkan perkhidmatan pertukaran bateri tetapi juga mendorong konvergensi fotovoltaik, penyimpanan tenaga, dan sistem pengecasan pintar—sebuah misi yang saya banggakan untuk menyumbang.

1. Status Pembangunan Stesen Pengecasan EV Pintar

Dalam konteks urbanisasi yang cepat dan kebimbangan alam sekitar yang meningkat, EV semakin popular kerana kecekapan dan kelestariannya. Sebagai pereka, saya menitikberatkan keperluan berpusat pada pengguna: akses masa nyata ke lokasi stesen pengecasan, kemampuan pemantauan yang tepat, dan sistem pengurusan pintar. Kebutuhan ini menekankan trend pembangunan menuju infrastruktur pengecasan yang lebih cerdas dan cekap.

Di peringkat antarabangsa, syarikat seperti Tesla telah memperkenalkan aplikasi mudah alih yang mesra pengguna yang membolehkan navigasi lancar ke stesen pengecasan dengan transparansi harga. Di dalam negara, syarikat grid China telah menubuhkan rangkaian yang luas dengan lebih daripada 600 stesen pengecasan dan 20,000+ tiang pengecasan terdesentralisasi. Walau bagaimanapun, platform komprehensif yang mengintegrasikan pemantauan masa nyata, pemprosesan pembayaran, dan pengurusan jarak jauh masih belum dapat dicapai—kesenjangan kritikal yang pasukan saya bertujuan untuk ditangani.

2. Reka Bentuk Jenis dan Penyesuaian Skenario Tiang Pengecasan

Dari sudut pandangan reka bentuk, tiang pengecasan diklasifikasikan kepada dua kategori utama berdasarkan output kuasa:

• Tiang Pengecasan AC: Menukar tenaga AC dari grid kepada DC melalui pengecas onboard. Dengan rating kuasa biasa 7kW, 22kW, atau 40kW, mereka menawarkan kelajuan pengecasan yang lebih perlahan tetapi fleksibilitas yang lebih besar. Ideal untuk kompleks perumahan dan tempat letak kereta, tiang-tiang ini sesuai dengan keperluan pengecasan semalaman.

• Tiang Pengecasan DC (Pengecas Off-board): Menyampaikan DC berkuasa tinggi secara langsung ke bateri, melewati pemindah onboard. Mampu 60kW, 120kW, 200kW, atau bahkan lebih, mereka dikerahkan secara strategik sepanjang lebuhraya, di lapangan terbang, dan stesen kereta api untuk memenuhi permintaan pengecasan cepat bagi perjalanan jarak jauh.

3. Kaedah Pengecasan dan Logik Reka Bentuk Sistem Pemantauan
(1) Pertimbangan Reka Bentuk untuk Tiga Kaedah Pengecasan

Pendekatan reka bentuk saya disesuaikan dengan kasus penggunaan tertentu:

• Pengecasan AC: Paling sesuai untuk EV kecil dan hibrid, kaedah ini bergantung pada pengecas onboard. Fokus reka bentuk: memastikan keserasian dengan pelbagai model kenderaan dan litar perlindungan yang kukuh.

• Pengecasan DC: Dioptimumkan untuk bas dan armada komersial, ia menghilangkan keperluan untuk pemindah onboard, mengurangkan berat kenderaan. Cabaran reka bentuk utama termasuk pengurusan kuasa dan integrasi grid.

• Pengecasan Tanpa Wayar: Walaupun berpotensi teori untuk pengecasan dinamik, had kecekapan dan adopsi infrastruktur semasa menuntut R&D lebih lanjut sebelum pelaksanaan praktikal.

(2) Kepentingan Sistem Pemantauan Tiang Pengecasan

Mengingat sensitiviti bateri ion litium terhadap parameter pengecasan, saya menitikberatkan sistem pemantauan masa nyata. Sistem-sistem ini mempunyai dua tujuan: mengoptimumkan penyebaran rangkaian serupa dengan stesen minyak dan melindungi kesihatan bateri melalui kawalan muat/tarik yang tepat. Keselamatan dan kebolehpercayaan adalah imperatif reka bentuk yang tidak boleh dinegosiasikan.

4. Amalan Reka Bentuk Litar Perkakasan untuk Tiang Pengecasan
4.1 Arsitektur Perkakasan Pengawal

Sistem kawalan, berpusat pada prosesor C44Box, bertindak sebagai "otak" tiang pengecasan. Ia mengkoordinasikan pengurusan bateri, pengambilan data, dan antara muka pengguna—mendukung fungsi seperti pertanyaan baki, pemantauan jarak jauh, dan paparan masa nyata metrik pengecasan. Asas perkakasan yang kukuh, termasuk litar kuasa, penyimpanan NandFlash, dan unit pemproses, memastikan kestabilan sistem.

4.2 Logik Reka Bentuk Litar NandFlash

Penanganan data yang cekap adalah penting. Saya mengkonfigurasikan sistem untuk boot dari ROM untuk permulaan yang cepat, sementara NandFlash menyimpan data penting seperti bacaan sensor dan sejarah pengecasan. Arsitektur ini membolehkan akses cepat untuk interaksi pengguna dan diagnosis kesalahan yang komprehensif.

4.3 Reka Bentuk Kawalan Output Kuasa

Pengujian yang luas telah mengesahkan mekanisme fail-safe: mendeteksi penurunan voltan 50% dalam litar pilot selama dua saat berturut-turut memicu putus sambungan switch beban, menghentikan pengecasan segera dalam kes kesalahan. Reka bentuk ini mengurangkan risiko dan melindungi kedua-dua peralatan dan pengguna.

5. Refleksi Reka Bentuk dan Prospek Industri

Kerja saya pada tiang pengecasan AC telah menyoroti kedua-dua kemajuan dan cabaran. Kompleksiti integrasi sistem dan pembangunan perisian menekankan keperluan untuk kolaborasi yang lebih mendalam antara badan piawai, institusi ujian, dan pengeluar. Prioritas masa depan termasuk penyempurnaan platform pintar, peningkatan pengecasan tanpa wayar, dan optimalisasi interaksi bateri-pengecas.

Sebagai pereka, misi kami adalah untuk mengubah infrastruktur pengecasan dari fungsional menjadi intuitif dan terintegrasi dengan lancar. Melalui inovasi yang gigih dan kerjasama lintas sektor, kita dapat mempercepatkan transisi ke ekosistem EV yang lestari.