La principale differenza tra veicoli elettrici e veicoli a carburante è che la fonte di alimentazione è diversa. I veicoli a carburante tradizionale vengono riforniti, mentre i veicoli elettrici devono essere ricaricati. Questo articolo introduce le conoscenze di base delle apparecchiature di ricarica e della ricarica dei veicoli elettrici.

1. Introduzione del caricabatterie EV

L'aspetto e le prestazioni delle apparecchiature di ricarica variano notevolmente. Sentiamo spesso nomi come portatile, domestico, ricarica rapida, pubblico/operativo, ecc. Inoltre, l'interfaccia del caricabatterie ha anche un'interfaccia di ricarica CA, un'interfaccia di ricarica CC e così via. Per i professionisti della ricarica, ci sono anche un sacco di termini più confusi come: Livello 1/2/3, Modalità 1/2/3/4, ecc. Il riassunto è che ci sono troppi termini tecnici, il che rende le persone abbagliate. Questo articolo cerca di darti una panoramica di facile comprensione del concetto di ricarica.

Caricabatterie è un nome comune per le apparecchiature di alimentazione dei veicoli elettrici (Electric Vehicle Supply Equipment - EVSE), che è uno strumento per integrare l'energia elettrica per i veicoli elettrici, simile alle apparecchiature di rifornimento per i veicoli a carburante.

A differenza del rifornimento, che può essere effettuato solo presso le stazioni di servizio, i veicoli elettrici possono essere ricaricati a casa o nelle stazioni di ricarica esterne. Certo, hai bisogno di un dispositivo di ricarica. Che tipo di attrezzatura di ricarica è necessaria per quale tipo di veicolo elettrico e qual è la differenza tra le complicate apparecchiature di ricarica?

Per prima cosa classifichiamo i caricabatterie in base a diverse angolazioni.

1.1. Classificazione del caricabatterie
1.1.1. Classificazione di base

In sostanza, i caricabatterie per veicoli elettrici possono essere suddivisi in due sole categorie: CA (prolunghe intelligenti) e caricabatterie "veri" CC.

La Figura 1 mostra il principio della ricarica dei veicoli elettrici. La parte grigia a sinistra è il flusso di corrente della ricarica CA e la parte verde a destra è il percorso della ricarica CC. Si può vedere che la pila di corrente alternata (CA) fornisce alimentazione al caricabatterie di bordo (OnBoard Charger: OBC) e il caricabatterie di bordo esegue la conversione di rettifica CA-CC per caricare la batteria di alimentazione; mentre la pila di corrente continua (CC) bypassa il caricatore di bordo (OBC) Carica la batteria direttamente.

Il motivo è semplice. La batteria di alimentazione di un veicolo elettrico può ricevere solo corrente e tensione in corrente continua (CC), mentre la rete elettrica/presa domestica fornisce corrente alternata, che non può caricare direttamente la batteria dell'auto. Deve essere convertito da CA a CC e l'alimentazione CC convertita può caricare la batteria. Tutte le pile di ricarica in corrente alternata (AC) sono solo linee di alimentazione per apparecchiature di ricarica (OBC), sebbene possano essere linee di alimentazione molto intelligenti; mentre le pile a corrente continua (CC) integrano i moduli di alimentazione e la conversione CA-CC viene eseguita nelle pile e la corrente continua in uscita è la ricarica delle batterie.

1.1.2. Classificazione standard

Sfortunatamente, ad oggi, non esiste uno standard mondiale unificato per l'interfaccia di ricarica dei veicoli elettrici, così come l'interfaccia di ricarica dei telefoni cellulari prima del 2012 era altrettanto complessa e diversificata.

Fare riferimento alla Figura 2 per i tipi di interfaccia in tutto il mondo. I cavi di ricarica di diversi standard e le interfacce di ricarica per auto non possono essere utilizzati universalmente.

In generale, gli standard attuali sono formulati da paesi con industria automobilistica e paesi di mercato importanti: Europa/America/Giappone/Cina. Esistono 3 standard per l'interfaccia di ricarica CA: Tipo 1 negli Stati Uniti/Giappone, Tipo 2 in Europa e GB/T in Cina. Esistono quattro standard per l'interfaccia di ricarica CC, vale a dire: CCS 1 negli Stati Uniti (Nord America), CHAdeMO in Giappone, CCS 2 in Europa e GB/T in Cina. Il resto del mondo segue sostanzialmente gli standard USA/europei.

1.1.3. Classificazione di potenza

I caricabatterie variano in potenza da 1kW a 500kW. Generalmente, i livelli di potenza dei caricabatterie comuni includono dispositivi portatili da 3kW (AC); Wallbox (CA) a parete da 7/11kW, dispositivi di colonna CA operativi da 22/43kW e dispositivi in corrente continua (CC) da 20-350 o anche 500kW.

La potenza (massima) del caricabatterie è la potenza massima possibile che può fornire alla batteria. L'algoritmo è tensione (V) x corrente (A) e la trifase viene moltiplicata per 3. 1.7/3.7kW si riferisce a caricatori di alimentazione monofase (110-120V o 230-240V) con una corrente massima di 16A , 7kW/11kW/22kW si riferiscono rispettivamente a caricabatterie con alimentazione monofase da 32A e alimentazione trifase da 16/32A. La tensione è relativamente facile da capire. Gli standard di tensione domestica in vari paesi e la corrente sono generalmente gli standard dell'infrastruttura elettrica esistente (prese, cavi, assicurazioni, apparecchiature di distribuzione dell'energia, ecc.). Il mercato in Nord America, in particolare negli Stati Uniti, è piuttosto particolare. Esistono molti tipi di prese nelle famiglie americane (forma, voltaggio e corrente delle prese NEMA), quindi i livelli di potenza dei caricabatterie CA domestici negli Stati Uniti sono più abbondanti e non ne parleremo qui.

La potenza del dispositivo DC dipende principalmente dal modulo di alimentazione interno (collegamento interno in parallelo). Attualmente, ci sono moduli da 20/30/40 kW nel mainstream, quindi la potenza del dispositivo CC è un multiplo della potenza dei moduli di cui sopra. Tuttavia, si ritiene che corrisponda anche alla potenza di ricarica delle batterie dei veicoli elettrici, quindi i caricabatterie CC da 60/120/240 kW sono molto comuni sul mercato.

1.1.4. Classificazione di tensione/modalità

Esistono diverse classificazioni per le apparecchiature di ricarica per veicoli elettrici negli Stati Uniti/in Europa. Gli Stati Uniti utilizzano generalmente il livello 1/2/3 per classificare; mentre al di fuori degli Stati Uniti (Europa) generalmente utilizza Mode 1/2/3/4 per distinguere.

Il livello 1/2/3 serve principalmente a distinguere la tensione del terminale di ingresso del caricabatterie. Il livello 1 si riferisce a un caricabatterie alimentato direttamente da una presa domestica americana (monofase) da 120 V e la potenza è generalmente compresa tra 1,4kW e 1,9kW; Il livello 2 si riferisce a un caricabatterie alimentato da una presa domestica americana (monofase). I caricabatterie ad alta tensione da 208/230 V (Europa)/240 V CA hanno una potenza relativamente elevata, 3kW-19,2kW; Il livello 3 si riferisce ai caricabatterie CC.

La classificazione della modalità 1/2/3/4 dipende principalmente dal fatto che il caricabatterie comunichi o meno con il veicolo elettrico.

La modalità 1 si riferisce al filo elettrico per caricare l'auto. Un'estremità è una spina comune collegata alla presa a muro e l'altra estremità è la spina di ricarica dell'auto. Non c'è comunicazione tra l'auto e il dispositivo di ricarica (non c'è infatti alcun dispositivo, solo il cavo di ricarica e la spina). Ora in molti paesi è vietata la ricarica di veicoli elettrici in modalità Mode 1.

La modalità 2 si riferisce a un caricabatterie CA portatile che non è installato in modo fisso. C'è comunicazione durante il processo di ricarica;

La modalità 3 si riferisce a un caricatore CA a installazione fissa (a parete oa colonna). C'è comunicazione durante il processo di ricarica;

La modalità 4 si riferisce specificamente ai caricabatterie CC installati in modo fisso e dispone anche di comunicazione.

Ci sono altre classificazioni. Ad esempio, i caricabatterie CA sono classificati in base all'alimentazione in ingresso monofase/bifase/trifase. I corrispondenti terminali di ingresso della pila di ricarica devono essere collegati rispettivamente all'alimentazione CA monofase, bifase e trifase e il numero di fasi di uscita è uguale a quello dell'ingresso. La pila CC è generalmente alimentata da un ingresso CA trifase.

Inoltre, c'è una differenza tra pile private e operazioni. Il primo non richiede addebito e fatturazione, mentre il secondo richiede addebito e addebito. Pertanto, è necessario disporre di un'interfaccia uomo-macchina, di un metodo di pagamento e di una connessione con il sistema operativo/tolling.

2. Caratteristiche della ricarica dei veicoli elettrici

La potenza di ricarica dei veicoli elettrici non è costante e le caratteristiche delle batterie al litio determinano che la curva di ricarica è variabile. In poche parole, può essere suddiviso in carica a corrente costante, carica a tensione costante e carica flottante nella fase finale.

Pertanto, il processo di ricarica completa di un veicolo elettrico è più lungo del tempo di ricarica ottenuto dal semplice calcolo della divisione (capacità della batteria kWh/potenza del caricabatterie kW).

La Figura 5 è una curva per caricare una batteria EV standard.

3. Idee sbagliate comuni sulla ricarica dei veicoli elettrici

3.1. Per abbreviare il tempo di ricarica, è necessario scegliere un caricabatterie di potenza superiore?

La risposta non è necessariamente. Si può vedere dal diagramma di carica CA/CC mostrato nella Figura 1 che se si tratta di carica CA, il caricabatterie CA è solo un dispositivo di alimentazione e la potenza di ricarica reale è determinata dal caricabatterie per auto (ovviamente, la potenza di il caricatore è inferiore a quello del caricatore per auto. macchina, il collo di bottiglia è il caricatore). Al momento, i caricabatterie di bordo tradizionali sono 3/7/11/22kW, quindi se si utilizza un convertitore CA da 22kW per caricare un veicolo elettrico con solo un OBC da 3kW, la potenza di ricarica finale è ancora di 3kW.

3.2. Può essere caricato a piena potenza con un caricabatterie CC?

La risposta non è necessariamente. Sebbene non vi siano limiti per il caricabatterie di bordo OBC, la CC carica direttamente la batteria, ma è necessario considerare il limite superiore della batteria e anche la potenza massima che la batteria può supportare è limitata. La maggior parte dei veicoli elettrici non di fascia alta ha il supporto della batteria più elevato. La potenza di ricarica non supera i 150kW. Anche se viene caricato con una carica super veloce da 350 kW, la potenza di ricarica non può superare la potenza massima consentita dalla batteria (BMS). Naturalmente, anche la potenza di ricarica delle diverse fasi di ricarica è diversa.

Al momento, solo pochi veicoli elettrici di fascia alta supportano una potenza di ricarica relativamente elevata. Ad esempio, Porsche Tycan supporta una potenza di ricarica massima di 225kW e E-Tron di Audi supporta una potenza di ricarica massima di 150kW.

4. Punti da considerare quando si acquista un caricabatterie

Tutti sono più preoccupati di come acquistare un'auto elettrica quando hanno le condizioni per installare un caricatore domestico.

Al momento, la CA è utilizzata principalmente per uso domestico (il prezzo e la potenza dei caricabatterie CC ne limitano l'installazione nelle case ordinarie), innanzitutto confermare il limite massimo della potenza consentita per l'installazione di caricabatterie a casa (confermare la capacità di distribuzione dell'alimentazione della casa/ comunità con l'azienda fornitrice di energia elettrica/proprietà/elettricista) ), e confermare se l'abitazione è monofase (domestica) o trifase (europea), quindi confermare se il caricabatterie di bordo per veicoli elettrici (OBC) acquistato è singolo -fase (il veicolo elettrico domestico OBC è per lo più monofase) o trifase, infine, acquista il caricabatterie monofase / trifase corrispondente. Teoricamente, sia i caricabatterie monofase che trifase sono compatibili con i caricabatterie di bordo monofase e trifase, ma se a bordo è presente un OBC monofase, non è necessario installare un caricabatterie trifase a tutto.

Inoltre, devi considerare di scegliere intelligente o sciocco. Smart è un caricabatterie che può essere controllato da un'app mobile/autorizzazione dell'identità/gestione della ricarica, e stupido è che non c'è interazione uomo-computer e può essere caricato facendo scorrere una carta o inserendo direttamente una pistola. Il dispositivo intelligente è la prima scelta, che può essere più conveniente da controllare (come la ricarica regolare, la ricarica remota, ecc.), la gestione dei record di ricarica, ecc. fornirà molte comodità e ci sono anche reti elettriche urbane (Germania) che stabiliscono che i caricatori domestici appena installati devono essere intelligenti.

Per riassumere, in Cina e nei paesi con elettricità domestica monofase, i caricabatterie domestici monofase da 7kW sono fondamentalmente il mainstream; nei paesi/regioni europei con elettricità domestica trifase, trifase 11kW è la scelta migliore. È preferibile un caricabatterie intelligente con controllo tramite app mobile.

Xuchang Jiachuang New Energy Technology Co., Ltd.

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