Milyen aspektusokat tartalmaz az elektromos jármű töltőállomások tervezése?

Mint előtérbeli tervező, nap mint nap elektromos jármű töltőállványokon dolgozom. A világ klímaváltozásának romlása és Kína gyors gazdasági növekedése közben a zöld közlekedés, mint például a motoros kerékpár és az elektromos autó, nagy lomhát nyerte, de a töltési problémák is egyre nagyobb figyelemre méltók lettek. A kockázatos „Bypass Wire” töltés hatalmas igényt generált a szakértői töltőállványok felé. Részese voltam a CNPC First Construction lakossági töltőállvány-újítási projektnek, és most meg szeretném osztani tapasztalataimat.

I. Ipari kontextus
(1) Elektromos járművek: technológiai fejlődés

A mai elektromos járművek, motoros kerékpárok/trikék és elektromos autók, mind AC töltőállványokat használnak. A bateriitechnológia fejlődése – magasabb energiasűrűség kutatásai, litium-ion/szilárd állapotú akkumulátorok, gyors töltési áttörések – valamint a smart vezetés és a jármű-hálózati technológiák (automatikus vezetés, tempomat, távoli monitorozás stb.) alakították át az elektromos járműveket.

(2) Töltőállványok: robbanó piac

Az AC/DC töltőállványok (az AC gyakoribb) kínai piaca drámaian nőtt, 2024. júliusig 10.804 ezer egységre ért. Központosan (nagy parkolók, közlekedési eszközök) vagy decentralizáltan (kisebb parkolók, közösségek) helyezhetők el. Fókuszomban a kis teljesítményű decentralizált AC töltőállványok vannak, amelyek energiaforrást biztosítanak a járműön lévő töltőkre (DC-re konvertálva).

II. Töltőállvány tervezése: általános követelményektől a személyre szabott megoldásokig
(1) Általános követelmények: biztonság, funkció, telepítés

Az elrendezést a villamosenergia, tűz és árvízi infrastruktúra figyelembevétele határozza. A töltőállványokat könnyen elérhető villamosenergiahez, távol a veszélyektől, kevés por, nem korrodáló területeken (szükség esetén lehulló szélirányban) kell elhelyezni. Elkerülendőek a rezgések, biztosítandó a közlekedés, és legalább 40 cm biztonsági távolságot kell tartani a karbantartáshoz.

Funkcionálisan, a felületek univerzálisan kompatibilisek, egyesített szabványok szerint. Szükségesek több villamosenergia opció, hatékony konverzió, interferenciaellenállás, távoli monitorozás, hibaátláthatóság (rögzítéssel/információ feltöltéssel), és különböző fizetési módok (WeChat/Alipay/kártyák).

Telepítés: A padlóhoz rögzített töltőállványoknak 0,2 m magas alapja van (legalább 0,05 m nagyobb, mint a töltőállvány) a háztetős területeknél. A faltól rögzített töltőállványok vízszintesen felszerelhetők falakra, működő magasságban, háztetős és háztetős nélküli alkalmazáshoz.

(2) Motoros kerékpár töltőállványok: CNPC First Construction projekt

A renoválás előtt a „flying lead” töltés kockázatos volt. Motoros kerékpárok töltőállványait terveztük, amelyeket egységbejárókhoz (például a Zhongyou Garden háztetős nélküli közösségben) vagy háztetős területekre (például a Zhongyou Huayuan) helyeztünk el.

• Villamosenergiaelosztás: 6-8 töltőállványt szolgáló áramkörök, WDZ-BYJ (F) - 0,8/1KV - 3×6 mm² drót (védett acélpipoval elosztódozókig, csatlakoztatva felső szintű várható áramkörökhöz). TN-S földelés: a padlóhoz rögzített töltőállványok a főhálózathoz kapcsolódnak, a faltól rögzített töltőállványok (és háztetős területek) 40×4 galvanizált lapvas segítségével. Minden töltőállvány legfeljebb 1200W motoros kerékpárt támogat, egyszeres fázisú foglalatokkal a háztetős területeken. Belsejében PVS-csövek/pipák, külsőleg közvetlen beültetés (épületbevezetésnél galvanizált acélpipoval, vízszivárgás ellen védelemmel). A padlóhoz rögzített töltőállványok egységbejáró nyílt területeken, a faltól rögzített töltőállványok egységfalakon (0,7-1,1m magasság, egyenletesen a közösségben, 1,2-1,5m távolság).

• Kiválasztás: Minden foglalat 220V/10A/50Hz, 2,0%-es pontosságú statikus energiaadóval rendelkezik (két számlázási időszak adatának tárolása, védelem a veszteség/tamper ellen). A töltőállványok rögzítik a töltés kezdete/vége, a töltés előtti/utáni energia (nullára állítva a töltés után), kártya/QR-kód fizetéssel és IP54+ védelemmel (terhelés/rövidzárlat/lecsengés elleni védelem).

(3) Elektromos autó töltőállványok: parkoló újítás

Decentralizált AC töltőállványokat adtunk hozzá (egy autóhelyenként) a könnyű kezelés érdekében, praktikus helyzetben.

• Villamosenergiaelosztás: 6,8kW/220V töltőállványok áramtörőkkel (rövidzárlat/maradékáram védelme, nincs megosztott áramtörő). Minőségi kábelek/drótok biztosítják a feszültség megfelelőségét. Teljesen kifejlesztett földelési rendszer (egyenpotenciális kábellingel) biztosítja a biztonságot.

• Felület: szabványos, por- és vízellenálló, minden EV-hez univerzális.

• Vezérlő áramkör: pontos áram/feszültség-ellenőrzés (semmilyen károsodás, okos módváltás, túltöltés/rövidzárlat védelem).

• Mérés/Számlázás: pontos mérés, rugalmas számlázás (igények/idő szerint), adatkezelés felhasználók és üzemeltetők számára.

III. Terhelés kalkulációja: szerves része a tervezésnek

A decentralizált AC töltőállványok esetén meghatározzuk a töltőállvány specifikációit, kiszámítjuk a képletek (1)/(2) segítségével, és használjuk a 1. táblázat igénykoeficienseit. Ez biztosítja a racionális villamosenergiaelosztási tervezést.

A (1) és (2) képletekben S_js a töltőberendezés kiszámított kapacitását jelenti (kVA-ban); P₁, P₂ és P₃ a különböző típusú töltőberendezések teljes nominális teljesítményét. Általában a terhelés csoportosítása és osztályozása egyszeres fázisú AC töltőállványok, háromfázisú AC töltőállványok, off-board töltők szerint történik (kW-ban); P₁, P₂ és P₃ a különböző típusú töltőberendezések működési hatékonyságát jelentik, általában 0,95-et veszünk; cosφ₁, cosφ₂ és cosφ₃ a különböző típusú töltőberendezések erőtényezőit, általában nagyobbnak veszünk 0,9-et; Kt a megfelelési tényező, általában 0,8-0,9-et veszünk; K az igénytényező, ahogy a 1. táblázatban látható.

Következtetés

Ahogy a közösségi környezeti tudatosság emelkedik, és az elektromos járműtechnológia fejlődik, a további utastávú, olcsóbb, hatékonyabb elektromos járművek milliók otthonába kerülnek majd. A töltőállványok, amelyek kulcsfontosságú elektromos jármű infrastruktúra, egyre inkább elterjednek. A kormány- és vállalkozati együttműködés révén a nyilvános és magán parkolók, garázsok, közösségek és állomások széles körben történő töltőállvány-építése elkerülhetetlen. Így, a töltőállványok szabványosított tervezése, használata és tudományos kezelése alapvető fontosságú. Ez a tanulmány, valós projektek alapján, összefoglalja a nemmotoros és motoros jármű töltőállványok elektrotechnikai tervezését, és hasonló jövőbeli projektek számára referenciát kínál.