Koje aspekte obuhvaća dizajn napajanja električnih vozila

Kao prednji dizajner, svakodnevno radim na nabavljačima za električna vozila. Uz pogoršanje globalne klimatske promjene i brzi ekonomski rast Kine, zelena mobilnost poput električnih bicikala i automobila procvjetala je, ali problemi s nabijanjem postali su fokusa pažnje. Rizično nabijanje putem “Bypass Wire” potaknulo je veliku potražnju za profesionalnim nabavljačima. Uključivši se u renoviranje stanovničkih nabavljača za CNPC First Construction, dijelim svoju praktičnu iskustva.

I. Kontekst industrije
(1) Električna vozila: Evolucija pokrenuta tehnologijom

Današnja električna vozila, od električnih bicikala i tricikala do električnih automobila, koriste AC nabavljače. Napredak tehnologije baterija - veća gustoća energije iz Istraživanja i razvoja, litij-ionske/solid-state baterije, prelomi u brzom nabijanju - plus pametno vožnje i tehnologija vozilo-mreža (koja omogućuje automatizirano voženje, upravljanje brzinom, udaljeno nadziranje itd.) transformirale su električna vozila.

(2) Nabavljači: Eksplozivni tržište

Podijeljeni na AC/DC (AC je češći), kineski tržištvo nabavljača eksplodiralo je, dosežući 10.804.000 jedinica do srpnja 2024. Oni su raspoređeni centralno (za velike parkingove, prijevoz) ili decentralizirano (za male parkingove, zajednice). Fokusiram se na niskosnažne decentralizirane AC nabavljače, koji snabdevaju strujom nabavljače na vozilu (pretvorene u DC).

II. Dizajn nabavljača: Od standarda do prilagođenih konstrukcija
(1) Opće zahtjeve: Sigurnost, funkcionalnost, instalacija

Raspored mora uzeti u obzir snagu, vatru, infrastrukturu poplavne zaštite. Postavite nabavljače na lako dostupna mjesto struje, daleko od opasnosti, u područjima s niskim prljavošću, nekorozijskim područjima (ili s vjetrom ako je potrebno). Izbjegavajte vibracije, osigurajte pristup saobraćajem i održavajte sigurnu udaljenost od ≥40cm od objekata za održavanje.

Funkcionalno, sučelja slijede unificirane standarde za univerzalnu kompatibilnost. Potrebni su više opcija snage, učinkovita pretvorba, zaštita od smetnji, udaljeno nadziranje, dijagnoza grešaka (s alarmima/uploadom informacija) i različiti načini plaćanja (WeChat/Alipay/kartice).

Instalacija: Podzemlje nabavljača na tlu trebaju temelj visine 0.2m (≥0.05m veći od nabavljača) za područja bez šatora. Zidni nabavljači privišću vertikalno na zid, operativna visina, mogu se koristiti s ili bez šatora.

(2) Nabavljači za električna bicikla: Projekt CNPC First Construction

Prije renovacije, “letnjaci” nabijanje bilo je rizično. Dizajnirali smo nabavljače za električna bicikla, dodavajući ih pri ulazima u stambene jedinice (bez šatora, poput Zhongyou Garden) ili u šatorima (npr. Zhongyou Huayuan).

• Raspodjela struje: Kola služe 6-8 nabavljača, koristeći žice WDZ-BYJ (F) - 0.8/1KV - 3×6 mm² (zaštićene čelikastim cevima do distribucijskih kutija, spojene na gornje rezervne kola). TN-S zemljenje: nabavljači na tlu povezani su s glavnim gridom, zidni nabavljači (i šatori) zemljeni su putem galvaniziranog ravne čelike 40×4. Svaki nabavljač podržava ≤1200W električna bicikla, s jednofaznim utičnicama u šatorima. Kabeli (0.6/1kV bakarni jezgra) i žice (bez halogena, vatrogani) koriste PVC kanale/cijevi unutra, direktno zakopani vani (s galvaniziranim čelikastim cevi za ulaz u zgradu, zatvoreni da spriječi vodu). Nabavljači na tlu idu u otvorene prostore pri ulazima u stambene jedinice; zidni na zidovima stambenih jedinica (visina 0.7-1.1m, uniformno po zajednici, razmak 1.2-1.5m).

• Odabir: Svaka utičnica ima statički brojila energije 220V/10A/50Hz, točnost 2.0% (skladište podataka za 2 perioda obračuna, zaštićeno od gubitka/manipulacije). Nabavljači bilježe početak/kraj nabijanja, snagu prije/nakon (resetiraju na nulu nakon nabijanja), s plaćanjem karticom/QR kodom i zaštitom IP54+ (zaštita od opterećenja/kratkog spoja/iscijevenja).

(3) Nabavljači za električne automobile: Renovacija parkirališta

Dodani su decentralizirani AC nabavljači (jedan po mjestu za automobil) za lakše upravljanje, pozicionirani za udobnost.

• Raspodjela struje: 6.8kW/220V nabavljači koriste prekidače (zaštita od kratkog spoja/ostatak struje, bez zajedničkih prekidača). Visokokvalitetni kabeli/žice osiguravaju ispunjavanje normi napona. Kompletni sustav zemljenja (s equipotential wiringom) osigurava sigurnost.

• Sučelje: Standardizirano, otporno na prašinu/vodu, univerzalno za sve EV.

• Kontrolni krug: Precizna kontrola struje/napona (bez oštećenja, inteligentno prebacivanje moda, zaštita od preopterećenja/kratkog spoja).

• Mjeriteljstvo/naplata: Točno mjerenje, fleksibilna naplata (prilagođena potrebama/vremenu), s upravljanjem podacima za korisnike/operatora.

III. Izračun opterećenja: Ključno za planiranje

Za decentralizirane AC nabavljače, odredite specifikacije nabavljača, izračunajte preko formula (1)/(2), i koristite koeficijente potražnje iz Tablice 1. To osigurava racionalan dizajn raspodjele struje.

U formulama (1) i (2), S_js predstavlja izračunatu kapacitet opreme za nabijanje (u kVA); P₁, P₂, i P₃ predstavljaju ukupnu nominalnu snagu različitih vrsta opreme za nabijanje. Obično, grupiranje i klasifikacija opterećenja vrši se prema jednofaznim AC nabavljačima, trofaznim AC nabavljačima, off-board chargerima itd. (u kW); P₁, P₂, i P₃ predstavljaju radnu učinkovitost različitih vrsta opreme za nabijanje, obično uzeto kao 0.95; cosφ₁, cosφ₂, i cosφ₂ su faktori snage različitih vrsta opreme za nabijanje, obično veći od 0.9; Kt je faktor istovremenosti, obično uzet kao 0.8-0.9; K je faktor potražnje, kako je prikazano u Tablici 1.

Zaključak

S porastom javne svijesti o okolišu i napretkom tehnologije EV, EV-ovi, s dužim rasponom, nižim troškovima i boljom ekonomičnošću, ući će u milijune kućanstava. Nabavljači, ključna infrastruktura za EV, sve više se usvajaju. Sa suradnjom vlade i poduzeća, masovno gradnja nabavljača u javnim/privatnim parkiralištima, garazama, zajednicama i stanicama je neizbežna. Stoga, standardizirani dizajn, uporaba i znanstveno upravljanje nabavljačima su vitalni. Ovaj rad, koristeći stvarne projekte, sažima električni dizajn nabavljača za nemotorizirana i motorizirana vozila, pružajući referencu za slične buduće projekte.