Elektrikli araç şarj istasyonlarının tasarımı hangi yönleri içerir?

Bir cephe tasarımcısı olarak, günlük olarak elektrikli araç şarj üniteleri üzerinde çalışıyorum. Küresel iklim değişikliğinin kötüleşmesi ve Çin'in hızlı ekonomik büyümesiyle, e-bisikletler ve elektrikli araçlar gibi yeşil ulaşım seçenekleri patlamıştır, ancak şarj sorunları odak haline gelmiştir. Riskli "Bypass Wire" şarj yöntemi, profesyonel şarj üniteleri için büyük bir talep oluşturmuştur. CNPC First Construction'ın konut şarj ünitesi yenileme projesine katıldığım için deneyimimi paylaşmak istiyorum.

I. Sektör Bağlamı
(1) Elektrikli Araçlar: Teknoloji ile İlerleme

Günümüzdeki elektrikli araçlar, e-bisikletler/trisikletlerden elektrikli otomobillere kadar, AC şarj ünitelerini kullanmaktadır. Batarya teknolojisinin gelişmesi - yüksek enerji yoğunluğu, lityum-iyon/katı hal bataryalar, hızlı şarj atılımları - akıllı sürüş ve araç-ağ teknolojileri (otomatik sürüş, hız kontrolü, uzaktan izleme vb.) ile birlikte elektrikli araçları dönüştürmüştür.

(2) Şarj Üniteleri: Patlayan Pazar

AC/DC'ye bölünmüş (AC daha yaygın), Çin'deki şarj ünite pazarı patlamıştır, Temmuz 2024'e kadar 10.804.000 birime ulaşmıştır. Büyük alanlarda, taşıma hizmetlerinde merkezi olarak veya küçük alanlarda, topluluklarda dağıtılmış olarak yerleştirilirler. Ben düşük güçten dağıtılmış AC şarj ünitelerine odaklanıyorum, bunlar on-board şarj cihazlarına güç sağlar (DC'ye dönüştürülür).

II. Şarj Ünitesi Tasarımı: Standartlardan Özel Yapılamalara
(1) Genel Gereksinimler: Güvenlik, Fonksiyon, Kurulum

Yerleşim, güç, yangın, sel altyapısını dikkate almalıdır. Şarj üniteleri, kolay erişilebilir güç kaynağına, tehlikelerden uzakta, az tozlu, koruyucu olmayan bölgelerde (gerekirse aşağı rüzgarlı) yerleştirilmelidir. Titreşimlerden kaçının, trafik erişimini sağlayın ve bakım için yapıdan en az 40cm güvenli bir mesafe bırakın.

Fonksiyonel olarak, arayüzler evrensel uyumluluğu sağlamak için birleşik standartlara uymalıdır. Çoklu güç seçenekleri, etkin dönüşüm, interferans önleme, uzaktan izleme, hata teşhisi (uyarı/bilgi yükleme) ve çeşitli ödeme yöntemleri (WeChat/Alipay/kartlar) gereklidir.

Kurulum: Zemin monte şarj üniteleri, çadır olmayan alanlar için 0.2m yüksekliğinde bir temel (şarj ünitesinden en az 0.05m daha büyük) gerektirir. Duvar monte şarj üniteleri, duvarlara dikey olarak takılır, kullanılabilir yükseklik, çadır var ya da yok her iki durumda da kullanılabilir.

(2) E-Bisiklet Şarj Üniteleri: CNPC First Construction Projesi

Yenilemeden önce, "uçurum kablolu" şarj yöntemi riskliydi. Biz e-bisikletler için şarj üniteleri tasarladık, bunları binaların girişlerine (çadır olmayan Zhongyou Garden gibi topluluklarda) veya çadırlara (örneğin, Zhongyou Huayuan) ekledik.

• Güç Dağıtımı: Devreler 6-8 şarj ünitesine hizmet eder, WDZ-BYJ (F) - 0.8/1KV - 3x6 mm² kablolar kullanılır (çelik borularla dağıtım kutularına, üst düzey bekleme devrelere bağlanır). TN-S topraklama: zemin monte şarj üniteleri ana ağla, duvar monte şarj üniteleri (ve çadırlar) 40x4 galvanize düz çelik ile topraklanır. Her şarj ünitesi 1200W'ye kadar e-bisiklet destekler, çadırlarda tek fazlı fişler bulunur. Kablolar (0.6/1kV bakır çekirdek) ve telif (halojen özgür, yanma geciken) iç mekanlarda PVC kanallar/tüp içinde, dışarıda doğrudan gömülmüş (bina girişinde galvanize çelik tüpler, suya karşı sıkıştırılmış) kullanılır. Zemin monte şarj üniteleri bina girişlerinde açık alanlara, duvar monte olanlar bina duvarlarına (0.7-1.1m yükseklik, topluluk başına eşit, 1.2-1.5m aralık) yerleştirilir.

• Seçim: Her fiş, 220V/10A/50Hz, 2.0% doğruluk dereceli statik enerji sayacı (iki faturalama dönemini saklar, kayıp/değiştirme koruması) içerir. Şarj üniteleri şarj başlangıcı/sonunu, öncesi/sonrası güç seviyesini (şarj sonrası sıfırlanır) kaydeder, kart/QR kod ödemeleri ve IP54+ koruma (yük/kısa devre/sızıntı koruması) sunar.

(3) Elektrikli Araba Şarj Üniteleri: Otopark Yenileme

Dağıtılmış AC şarj üniteleri (her araba boşluğu için bir tane) kolay yönetim için eklenir, konumu kolaylık için belirlenir.

• Güç Dağıtımı: 6.8kW/220V şarj üniteleri, kısa devre/kalan akım koruması ile devre kesiciler kullanır (ortak devre kesicileri yok). Yüksek kaliteli kablolar/telifler gerilim uyumunu sağlar. Tam bir topraklama sistemi (eş potansiyel kablosu ile) güvenliği sağlar.

• Arayüz: Standart uyumlu, toz/su geçirmez, tüm EV'ler için genel kullanıma açık.

• Kontrol Devresi: Kesin akım/gerilim kontrolü (zarar verici olmayan, akıllı mod geçişi, aşırı şarj/kısa devre koruması).

• Ölçüm/Faturalama: Doğru ölçüm, esnek faturalama (ihtiyaçlara/zamana göre uyarlanabilir), kullanıcı/operatör için veri yönetimi.

III. Yük Hesaplaması: Planlama İçin Kritik

Dağıtılmış AC şarj üniteleri için, şarj ünitesi özelliklerini belirleyin, formüller (1)/(2) ile hesaplayın ve Tablo 1'deki talep katsayılarını kullanın. Bu, makul bir güç dağıtım tasarımını sağlar.

Formüller (1) ve (2)'de, S_js şarj ekipmanlarının hesaplanan kapasitesini (kVA cinsinden) temsil eder; P₁, P₂ ve P₃ çeşitli tip şarj ekipmanlarının toplam nominal gücünü temsil eder. Genellikle, yük gruplandırma ve sınıflandırma tek fazlı AC şarj üniteleri, üç fazlı AC şarj üniteleri, dış şarj cihazları vs. (kW cinsinden) olarak yapılır; P₁, P₂ ve P₃ çeşitli tip şarj ekipmanlarının çalışma verimliliğini temsil eder, genellikle 0.95 olarak alınır; cosφ₁, cosφ₂ ve cosφ₂ çeşitli tip şarj ekipmanlarının güç faktörlerini temsil eder, genellikle 0.9'dan büyüktür; Kt çakışma faktörüdür, genellikle 0.8-0.9 olarak alınır; K talep faktörüdür, Tablo 1'de gösterildiği gibidir.

Sonuç

Halkın çevre bilinci arttıkça ve elektrikli araç teknolojisi geliştiğinde, daha uzun menzilli, daha düşük maliyetli ve daha maliyet etkin elektrikli araçlar milyonlarca eve giriyor. Şarj üniteleri, kritik elektrikli araç altyapısıdır ve giderek daha fazla benimsenmektedir. Hükümet-şirket işbirliği ile, kamu/özel otoparklarda, garajlarda, topluluklarda ve istasyonlarda büyük ölçekli şarj ünite inşaatı kaçınılmazdır. Bu nedenle, şarj ünitelerinin standartlaştırılmış tasarım, kullanımı ve bilimsel yönetimi önemlidir. Bu makale, gerçek projeler kullanarak, motorlu ve motorlu olmayan araç şarj ünitelerinin elektrik tasarımını özetlemekte ve benzer gelecekteki projeler için referans sağlamaktadır.