การออกแบบและการประยุกต์ใช้ของเสาชาร์จไฟฟ้าอัจฉริยะสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า

ในฐานะนักออกแบบแท่นชาร์จที่มีส่วนร่วมอย่างลึกซึ้งในโครงการอุตสาหกรรม ฉันได้เห็นด้วยตาของตนเองว่ารถยนต์ไฟฟ้า (EVs) กลายเป็นกำลังสำคัญในการเปลี่ยนแปลงภูมิทัศน์พลังงานใหม่ของจีน การพัฒนาทางอิเล็กทรอนิกส์ตลอดหลายทศวรรษที่ผ่านมาได้สร้างรากฐานที่แข็งแกร่งสำหรับการพัฒนา EVs การรวม V2G เทคโนโลยีการเก็บพลังงาน และแบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูงไม่เพียงแต่สนับสนุนบริการเปลี่ยนแบตเตอรี่เท่านั้น แต่ยังส่งเสริมการรวมกันของเซลล์แสงอาทิตย์ การเก็บพลังงาน และระบบชาร์จไฟอัจฉริยะ ซึ่งเป็นภารกิจที่ฉันภูมิใจที่ได้มีส่วนร่วม

1. สถานะการพัฒนาระบบชาร์จไฟอัจฉริยะสำหรับ EVs

ในบริบทของการเมืองและปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้น รถยนต์ไฟฟ้าได้รับความนิยมเนื่องจากความมีประสิทธิภาพและความยั่งยืน ในฐานะนักออกแบบ ฉันให้ความสำคัญกับความต้องการของผู้ใช้: การเข้าถึงตำแหน่งของสถานีชาร์จแบบเรียลไทม์ ความสามารถในการตรวจสอบที่แม่นยำ และระบบการจัดการอัจฉริยะ ความต้องการเหล่านี้เน้นแนวโน้มการพัฒนาระบบโครงสร้างพื้นฐานชาร์จไฟที่ชาญฉลาดและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ในระดับสากล บริษัทอย่าง Tesla ได้เป็นผู้บุกเบิกแอปมือถือที่ใช้งานง่าย ที่ทำให้สามารถนำทางไปยังสถานีชาร์จได้อย่างราบรื่นพร้อมกับความโปร่งใสในการกำหนดราคา ในประเทศจีน บริษัทไฟฟ้าได้ติดตั้งเครือข่ายกว้างขวางของสถานีชาร์จมากกว่า 600 แห่ง และแท่นชาร์จกระจายมากกว่า 20,000 แท่น อย่างไรก็ตาม แพลตฟอร์มที่ครอบคลุมการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ การชำระเงิน และการจัดการระยะไกลยังคงหายาก ซึ่งเป็นช่องว่างสำคัญที่ทีมของฉันมุ่งหวังจะแก้ไข

2. การออกแบบประเภทและการปรับตัวตามสถานการณ์ของแท่นชาร์จ

จากมุมมองการออกแบบ แท่นชาร์จถูกจำแนกออกเป็นสองประเภทหลักตามกำลังผลิต:

• แท่นชาร์จ AC: แปลงกระแสไฟฟ้า AC จากสายไฟเป็น DC โดยใช้เครื่องชาร์จบนรถ ด้วยกำลังปกติ 7kW, 22kW, หรือ 40kW พวกมันให้ความเร็วในการชาร์จที่ช้าลง แต่มีความยืดหยุ่นมากขึ้น เหมาะสำหรับอาคารที่อยู่อาศัยและลานจอดรถ ซึ่งสอดคล้องกับความต้องการชาร์จไฟข้ามคืน

• แท่นชาร์จ DC (เครื่องชาร์จนอกตัวรถ): ส่งกำลังไฟ DC ที่สูงโดยตรงไปยังแบตเตอรี่ โดยไม่ผ่านเครื่องแปลงภายใน สามารถส่งกำลัง 60kW, 120kW, 200kW หรือสูงกว่านั้น พวกมันถูกติดตั้งอย่างมีกลยุทธ์ตามทางหลวง สนามบิน และสถานีรถไฟ เพื่อตอบสนองความต้องการชาร์จไฟอย่างรวดเร็วสำหรับการเดินทางระยะไกล

3. วิธีการชาร์จและการออกแบบระบบตรวจสอบ
(1) พิจารณาในการออกแบบสามวิธีการชาร์จ

วิธีการดีไซน์ของฉันถูกปรับให้เหมาะสมกับกรณีการใช้งานเฉพาะ:

• ชาร์จไฟ AC: เหมาะสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าขนาดเล็กและไฮบริด วิธีนี้พึ่งพาเครื่องชาร์จบนรถ จุดโฟกัสในการออกแบบ: รับรองความเข้ากันได้กับโมเดลรถที่หลากหลายและวงจรป้องกันที่แข็งแกร่ง

• ชาร์จไฟ DC: ปรับให้เหมาะสมสำหรับรถบัสและกองเรือพาณิชย์ มันลดความจำเป็นในการใช้เครื่องแปลงภายใน ลดน้ำหนักรถ ความท้าทายในการออกแบบหลักคือการจัดการพลังงานและการเชื่อมต่อสายไฟ

• ชาร์จไฟไร้สาย: แม้ว่าจะมีความเป็นไปได้ในการชาร์จแบบเคลื่อนที่ แต่ข้อจำกัดในประสิทธิภาพและการยอมรับโครงสร้างพื้นฐานในปัจจุบันจำเป็นต้องมีการวิจัยและพัฒนาเพิ่มเติมก่อนที่จะนำมาใช้งานจริง

(2) ความจำเป็นของระบบตรวจสอบแท่นชาร์จ

เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไวต่อพารามิเตอร์การชาร์จ ฉันให้ความสำคัญกับระบบตรวจสอบแบบเรียลไทม์ ระบบเหล่านี้มีวัตถุประสงค์คู่: ปรับปรุงการกระจายเครือข่ายเหมือนกับสถานีบริการน้ำมันและปกป้องสุขภาพของแบตเตอรี่ผ่านการควบคุมการชาร์จ/ปล่อยประจุที่แม่นยำ ความปลอดภัยและความเชื่อถือได้เป็นข้อกำหนดการออกแบบที่ไม่อาจต่อรองได้

4. ปฏิบัติการในการออกแบบวงจรฮาร์ดแวร์สำหรับแท่นชาร์จ
4.1 สถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ของคอนโทรลเลอร์

ระบบควบคุม ที่มี C44Box เป็นโปรเซสเซอร์หลัก ทำหน้าที่เป็น "สมอง" ของแท่นชาร์จ มันควบคุมการจัดการแบตเตอรี่ การรวบรวมข้อมูล และอินเทอร์เฟซผู้ใช้ สนับสนุนฟังก์ชันเช่น การสอบถามยอดคงเหลือ การตรวจสอบระยะไกล และการแสดงข้อมูลการชาร์จแบบเรียลไทม์ ฐานฮาร์ดแวร์ที่แข็งแกร่ง รวมถึงวงจรไฟฟ้า NandFlash และหน่วยประมวลผล รับประกันความเสถียรของระบบ

4.2 ตรรกะการออกแบบวงจร NandFlash

การจัดการข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญ ฉันกำหนดค่าระบบให้บูตจาก ROM เพื่อเริ่มต้นอย่างรวดเร็ว ในขณะที่ NandFlash จัดเก็บข้อมูลสำคัญ เช่น การอ่านเซ็นเซอร์และประวัติการชาร์จ สถาปัตยกรรมนี้ทำให้สามารถเข้าถึงได้อย่างรวดเร็วสำหรับการโต้ตอบของผู้ใช้และการวินิจฉัยข้อผิดพลาดอย่างครอบคลุม

4.3 การออกแบบการควบคุมกำลังไฟขาออก

การทดสอบอย่างละเอียดได้ยืนยันกลไกที่ปลอดภัย: การตรวจจับการลดลงของแรงดันไฟฟ้า 50% ในวงจรนำทางเป็นเวลาสองวินาทีติดต่อกัน จะกระตุ้นการตัดสวิตช์โหลด หยุดการชาร์จทันทีในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาด การออกแบบนี้ลดความเสี่ยงและปกป้องอุปกรณ์และผู้ใช้

5. การสะท้อนแนวคิดในการออกแบบและทิศทางอุตสาหกรรม

การทำงานของฉันในแท่นชาร์จ AC ได้เน้นทั้งความก้าวหน้าและความท้าทาย ความซับซ้อนในการรวมระบบและการพัฒนาซอฟต์แวร์เน้นความจำเป็นในการทำงานร่วมกันระหว่างองค์กรมาตรฐาน สถาบันทดสอบ และผู้ผลิต ความสำคัญในอนาคตคือการปรับปรุงแพลตฟอร์มอัจฉริยะ การพัฒนาชาร์จไฟไร้สาย และการปรับปรุงการสื่อสารระหว่างแบตเตอรี่และเครื่องชาร์จ

ในฐานะนักออกแบบ ภารกิจของเราคือการพัฒนาระบบโครงสร้างพื้นฐานชาร์จไฟจากฟังก์ชันการทำงานไปสู่การใช้งานที่ง่ายและผสานรวมอย่างราบรื่น ผ่านการนวัตกรรมอย่างต่อเนื่องและการทำงานร่วมกันระหว่างภาคส่วน เราสามารถเร่งการเปลี่ยนแปลงไปสู่ระบบนิเวศ EV ที่ยั่งยืน