A principal diferença entre veículos elétricos e veículos movidos a combustível é que a fonte de energia é diferente. Os veículos a combustível tradicionais são reabastecidos, enquanto os veículos elétricos precisam ser carregados. Este artigo apresenta o conhecimento básico do equipamento de carregamento e carregamento de veículos elétricos.

1. Introdução do carregador EV

A aparência e o desempenho do equipamento de carregamento variam muito. Muitas vezes ouvimos nomes como portátil, doméstico, carregamento rápido, público/operacional, etc. Além disso, a interface do carregador também possui interface de carregamento AC, interface de carregamento DC e assim por diante. Para praticantes de cobrança, também há um monte de termos mais confusos, como: Nível 1/2/3, Modo 1/2/3/4, etc. O resumo é que existem muitos termos técnicos, o que deixa as pessoas deslumbradas. Este artigo tenta fornecer uma visão geral de fácil compreensão do conceito de cobrança.

Carregador é a denominação comum do equipamento de alimentação de VE (Electric Vehicle Supply Equipment – EVSE), que é uma ferramenta de complementação de energia elétrica para veículos elétricos, semelhante ao equipamento de abastecimento para veículos movidos a combustível.

Ao contrário do abastecimento, que só pode ser feito em postos de gasolina, os veículos elétricos podem ser carregados em casa ou em postos externos. Claro, você precisa de um dispositivo de carregamento. Que tipo de equipamento de carregamento é necessário para que tipo de veículo elétrico e qual é a diferença entre os complicados equipamentos de carregamento?

Primeiro classificamos os carregadores de acordo com diferentes ângulos.

1.1. Classificação do carregador
1.1.1. classificação básica

Essencialmente, os carregadores EV podem ser divididos em apenas duas categorias: AC (cabos de extensão inteligentes) e carregadores DC “verdadeiros”.

A Figura 1 mostra o princípio do carregamento de VE. A parte cinza à esquerda é o fluxo atual do carregamento CA e a parte verde à direita é o caminho do carregamento CC. Pode-se ver que a pilha de corrente alternada (CA) fornece energia para o carregador integrado (OnBoard Charger: OBC), e o carregador integrado realiza a conversão de retificação AC-DC para carregar a bateria de energia; enquanto a pilha de corrente contínua (DC) ignora o carregador integrado (OBC) Carregue a bateria diretamente.

A razão é simples. A bateria de alimentação de um VE só pode receber corrente contínua (DC) e tensão, enquanto a rede elétrica/tomada doméstica fornece corrente alternada, que não pode carregar diretamente a bateria do carro. Ele precisa ser convertido de CA para CC, e a energia CC convertida pode carregar a bateria. Todas as pilhas de carregamento de corrente alternada (CA) são apenas linhas de fornecimento de energia para equipamentos de carregamento (OBC), embora possam ser linhas de fornecimento de energia muito inteligentes; enquanto as pilhas de corrente contínua (CC) integram módulos de energia, e a conversão AC-DC é realizada nas pilhas, e a corrente contínua de saída está carregando baterias.

1.1.2. classificação padrão

Infelizmente, até hoje não existe um padrão mundial unificado para a interface de carregamento de veículos elétricos, assim como a interface de carregamento de telefones celulares antes de 2012 é tão complexa e diversa.

Consulte a Figura 2 para os tipos de interface em todo o mundo. Cabos de carregamento de diferentes padrões e interfaces de carregamento do lado do carro não podem ser usados universalmente.

De um modo geral, os padrões atuais são formulados por países com indústria automobilística e países de mercado importante: Europa/América/Japão/China. Existem 3 padrões para a interface de carregamento CA: Tipo 1 nos Estados Unidos/Japão, Tipo 2 na Europa e GB/T na China. Existem quatro padrões para a interface de carregamento DC, a saber: CCS 1 nos Estados Unidos (América do Norte), CHAdeMO no Japão, CCS 2 na Europa e GB/T na China. O resto do mundo segue basicamente os padrões americanos/europeus.

1.1.3. classificação de potência

Os carregadores variam em potência de 1kW a 500kW. Geralmente, os níveis de potência dos carregadores comuns incluem dispositivos portáteis (AC) de 3kW; Wallbox (CA) montado na parede de 7/11kW, dispositivos de coluna CA operacionais de 22/43kW e dispositivos de corrente contínua (CC) de 20-350 ou até 500kW.

A potência (máxima) do carregador é a potência máxima possível que pode fornecer à bateria. O algoritmo é tensão (V) x corrente (A), e o trifásico é multiplicado por 3. 1,7/3,7kW refere-se a carregadores de alimentação monofásica (110-120V ou 230-240V) com corrente máxima de 16A , 7kW/11kW/22kW referem-se a carregadores com alimentação monofásica de 32A e trifásica de 16/32A respectivamente. A tensão é relativamente fácil de entender. Os padrões de tensão doméstica em vários países e atuais são geralmente os padrões da infraestrutura elétrica existente (tomadas, cabos, seguros, equipamentos de distribuição de energia, etc.). O mercado da América do Norte, especialmente dos Estados Unidos, é bastante especial. Existem muitos tipos de soquetes nos lares americanos (formato, voltagem e corrente dos soquetes NEMA), então os níveis de energia dos carregadores domésticos de CA nos Estados Unidos são mais abundantes e não os discutiremos aqui.

A potência do dispositivo CC depende principalmente do módulo de potência interno (conexão paralela interna). Atualmente, existem módulos de 20/30/40kW no mainstream, então a potência do dispositivo DC é um múltiplo da potência dos módulos acima. No entanto, também é considerado igual ao poder de carregamento das baterias de veículos elétricos, portanto, os carregadores de 60/120/240kW DC são muito comuns no mercado.

1.1.4. Classificação de tensão/modo

Existem diferentes classificações para equipamentos de carregamento de veículos elétricos nos Estados Unidos/Europa. Os Estados Unidos geralmente usam o Nível 1/2/3 para classificar; enquanto fora dos Estados Unidos (Europa) geralmente usa o Modo 1/2/3/4 para distinguir.

O nível 1/2/3 é principalmente para distinguir a tensão do terminal de entrada do carregador. O nível 1 refere-se a um carregador alimentado diretamente por um plugue doméstico americano (monofásico) 120V, e a potência geralmente é de 1,4kW a 1,9kW; O nível 2 refere-se a um carregador alimentado por um plugue doméstico americano (monofásico). Carregadores de alta tensão 208/230 V (Europa)/240 V CA têm potência relativamente alta, 3kW-19,2kW; O nível 3 refere-se a carregadores CC.

A classificação do modo 1/2/3/4 depende principalmente se o carregador se comunica com o veículo elétrico.

O modo 1 refere-se ao fio elétrico para carregar o carro. Uma extremidade é um plugue comum conectado à tomada de parede e a outra extremidade é o plugue de carregamento do carro. Não há comunicação entre o carro e o dispositivo de carregamento (na verdade, não há dispositivo, apenas o cabo de carregamento e o plugue). Agora, em muitos países, o carregamento de veículos elétricos no modo Modo 1 é proibido.

O modo 2 refere-se a um carregador AC portátil que não está instalado de forma fixa. Há comunicação durante o carregamento;

O modo 3 refere-se a um carregador CA de instalação fixa (parede ou coluna). Há comunicação durante o carregamento;

O modo 4 refere-se especificamente a carregadores CC de instalação fixa e também possui comunicação.

Existem outras classificações. Por exemplo, os carregadores CA são classificados de acordo com a fonte de alimentação de entrada única/duas/trifásica. Os terminais de entrada da pilha de carregamento correspondente precisam ser conectados à fonte de alimentação CA monofásica, bifásica e trifásica, respectivamente, e o número de fases de saída é o mesmo da entrada. A pilha DC é geralmente alimentada por entrada AC trifásica.

Além disso, há uma diferença entre estacas privadas e operações. O primeiro não requer cobrança e cobrança, enquanto o último requer cobrança e cobrança. Portanto, é necessário ter uma interface homem-máquina, uma forma de pagamento e uma conexão com o sistema de operação/pedágio.

2. Características do carregamento de veículos elétricos

A potência de carregamento dos veículos elétricos não é constante, e as características das baterias de lítio determinam que a curva de carregamento seja variável. Simplificando, ele pode ser dividido em carregamento de corrente constante, carregamento de tensão constante e carregamento flutuante no estágio final.

Portanto, o processo de carregamento completo de um veículo elétrico é mais longo do que o tempo de carregamento obtido por cálculo de divisão simples (capacidade da bateria kWh/potência do carregador kW).

A Figura 5 é uma curva para carregar uma bateria EV padrão.

3. Equívocos comuns sobre o carregamento de veículos elétricos

3.1. Para encurtar o tempo de carregamento, precisa escolher um carregador de maior potência?

A resposta não é necessariamente. Pode ser visto no diagrama de carregamento AC/DC mostrado na Figura 1 que, se for carregamento AC, o carregador AC é apenas um dispositivo de fonte de alimentação e a potência de carregamento real é determinada pelo carregador de carro (claro, a potência do o carregador é menor que o do carregador de carro.máquina, o gargalo é o carregador). Atualmente, os principais carregadores de bordo são de 3/7/11/22kW, portanto, se um conversor CA de 22kW for usado para carregar um veículo elétrico com apenas um OBC de 3kW, a potência final de carregamento ainda será de 3kW.

3.2. Ele pode ser carregado na potência máxima com um carregador DC?

A resposta não é necessariamente. Embora não haja limitação do OBC do carregador integrado, o DC carrega diretamente a bateria, mas o limite superior da bateria precisa ser considerado e a potência máxima que a bateria pode suportar também é limitada. A maioria dos veículos elétricos não sofisticados tem o maior suporte de bateria. A potência de carregamento não excede 150kW. Mesmo que seja carregado em uma carga super rápida de 350kW, a potência de carregamento não pode exceder a potência máxima permitida pela bateria (BMS). Obviamente, o poder de carregamento de diferentes estágios de carregamento também é diferente.

Atualmente, apenas alguns veículos elétricos de última geração suportam uma potência de carregamento relativamente grande. Por exemplo, o Porsche Tycan suporta uma potência máxima de carregamento de 225kW e o E-Tron da Audi suporta uma potência máxima de carregamento de 150kW.

4. Pontos a observar ao comprar um carregador

Todos estão mais preocupados em como comprar um carro elétrico quando têm condições de instalar um carregador doméstico.

Actualmente, a CA é principalmente utilizada para uso doméstico (o preço e a potência dos carregadores CC limitam a sua instalação em casas comuns), primeiro confirme o limite superior da potência permitida para instalar carregadores em casa (confirme a capacidade de distribuição de energia da casa/ comunidade com a empresa de fornecimento de energia/propriedade/eletricista) ), e confirme se o domicílio é monofásico (doméstico) ou trifásico (europeu) e, em seguida, confirme se o carregador de bordo do veículo elétrico (OBC) adquirido é monofásico -fase (veículo elétrico doméstico OBC é principalmente monofásico) ou trifásico, finalmente, compre o carregador monofásico/trifásico correspondente. Teoricamente, os carregadores monofásicos e trifásicos são compatíveis com os carregadores monofásicos e trifásicos a bordo, mas se houver um OBC monofásico a bordo, não há necessidade de instalar um carregador trifásico em tudo.

Além disso, você precisa considerar escolher inteligente ou tolo. Smart é um carregador que pode ser controlado por aplicativo móvel/autorização de identidade/gerenciamento de carregamento, e tolo é que não há interação humano-computador e pode ser carregado passando um cartão ou inserindo diretamente uma arma. O dispositivo inteligente é a primeira escolha, que pode ser mais conveniente de controlar (como carregamento regular, carregamento remoto etc.), gerenciamento de registro de carregamento etc. estipulam que os carregadores domésticos recém-instalados devem ser inteligentes.

Para resumir, na China e em países com eletricidade doméstica monofásica, os carregadores domésticos monofásicos de 7kW são basicamente o mainstream; em países/regiões da Europa com eletricidade doméstica trifásica, 11kW trifásico é a melhor escolha. Um carregador inteligente com controle de aplicativo móvel é o preferido.

Xuchang Jiachuang Nova Tecnologia de Energia Co., Ltd.

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