В настоящее время все компоненты, необходимые для быстрой зарядки электромобиля, устанавливаются в каждом отдельном зарядном шкафу: трансформатор, гальваническая развязка, силовая электроника, системы охлаждение и подключение — значительные затраты, которые делают каждую зарядную станцию непропорционально дорогостоящей.
Porsche Engineering придумала то, что, по их мнению, является жизнеспособной альтернативой. Вместо того, чтобы устанавливать все, что необходимо зарядной станции, в единый электрический шкаф, решение быстрой зарядки электромобиля от Porsche использует специальные электрические модули, которые учитывают имеющуюся электрическую сеть, частоту посетителей и доступное пространство.
Система «забирает» часть работы, традиционно выполняемую на зарядной станции, и упаковывает ее в «FlexBoxes» (специальные модули). Эти стандартизированные, защищенные от атмосферных воздействий корпуса с внешними размерами 120 x 120 x 130 сантиметров могут быть расположены далеко от заказчика (например, позади здания).
Стандартная система включает в себя трансформатор, силовой преобразователь (для преобразования переменного тока в постоянный) и систему для охлаждения нескольких зарядных станций. Компоненты рассчитаны на работу на расстоянии до 200 метров между трансформаторной станцией и силовым преобразователем и до 100 метров между силовым преобразователем и зарядной станцией. Технически даже возможны большие расстояния, хотя и с более высокими потерями мощности и, прежде всего, более высокими затратами на строительство.
Производители заявляют, что система может заряжать аккумуляторные батареи нескольких электромобилей одновременно. Благодаря технологии 800-V (ранее в этом году Porsche объявила о планах по развертыванию сети из 500 зарядных станций электромобилей в Северной Америке для работы с батареями Taycan напряжением 800 В), электромобили могут зарядить достаточно энергии для преодоления примерно на 400 км всего за 20 минут — достаточно времени для кофе-брейка на заправке или сделать покупки в супермаркете.
Одним из технических преимуществ для электромобилей среднего класса является наличие возможности подключения к сети высокого напряжения (до 36 кВ переменного тока). Трансформатор затем преобразует это среднее напряжение в низкое напряжение (уровень бытовой 220 В или промышленной трехфазной сети 380 В).
Конструкция трансформатора также позволяет ему осуществлять гальваническую развязку, необходимую для целей управления и безопасности. Общая гальваническая развязка устраняет необходимость в ее осуществлении в каждой системе отдельно. Наличие всего одного трансформатора с различными обмотками позволяет снизить габариты установки и ее стоимость.
Блок управления зарядом автоматически устанавливает связь с электромобилем. Он сравнивает требования транспортного средства с возможностями зарядной станции в начале процедуры зарядки. Если технология 800-V, разработанная Porsche, поддерживается транспортным средством, его можно заряжать с большой мощностью. Тем не менее, зарядная станция от Porsche Engineering также может быть совместима с электромобилями, которые имеют небольшую мощность зарядки.
Кроме того, блок управления поддерживает работу с удаленным сервером для проверки и контроля оплаты зарядки электромобиля водителем. В результате, согласно данным от Porsche Engineering, эффективность данной системы заряда электромобиля повышается до более чем 95%, что означает возможность значительно снизить эксплуатационные расходы по сравнению с имеющимися сегодня на рынке системами.
Технологически Porsche использует комбинированную систему зарядки (CCS1 / CCS2) в качестве европейского стандарта. Она адаптирована к более высокому уровню напряжения и более высоким токам заряда аккумуляторов. С небольшими изменениями в блоке управления зарядом также можно реализовать стандарты зарядки, такие как CHAdeMO или GB / T, что позволяет обслуживать другие транспортные средства даже в регионах, расположенных далеко от Японии и Китая.
Как же это работает?
При работе переменный ток от трансформаторной станции преобразуется в постоянный ток в силовом преобразователе. Силовой преобразователь может быть оснащен двумя комплектами силовой электроники и снабжен двумя зарядными точками. В системе используются модули из карбида кремния (SiC), что приводит к снижению потерь на проводимость и коммутацию, а также уменьшению требований к габаритам. Более того, такие элементы, как линейные фильтры, могут быть установлены более компактно из-за более высокой частоты импульсов.
Даже в случаях, когда нет достаточного мощного сетевого подключения, модульная система зарядки предлагает решение, с помощью которого электромобили могут заряжаться быстро. Специально разработанное для этой цели, зарядное устройство содержит дополнительную буферную аккумуляторную батарею в дополнение к блоку питания. Эта буферная батарея заряжается, пока транспортное средство не использует зарядную станцию. Благодаря аккумуляторной батарее, дополняющей нехватку сетевой мощности, клиент может заряжать свой электромобиль с большой мощностью в местах без подключения к сети среднего напряжения.
Дополнительная аккумуляторная батарея на зарядной станции хорошо подходит для мест с низкой частотой зарядки в день и ситуаций, при которых увеличение пропускной способности сети будет дорогостоящим. Дополнительный аккумулятор доступен в качестве модели начального уровня с батареей мощностью 70 кВт и зарядной станцией мощностью 160 кВт.
Для мест с большим количеством клиентов и для электромобилей с более высокой емкостью аккумуляторов имеется также полностью оборудованная версия с емкостью заряда в 140 кВт-ч и двумя заправочными станциями мощностью 160 кВт, которые можно комбинировать на 320 кВт. Другим важным элементом решения является модуль смарт-сети в точке подключения к сети, что гарантирует, что система никогда не будет «тянуть» больше, чем может выдать электрическая сеть (контроль перегрузки сети). Этот компонент также помогает с использованием электричества из существующей системы для быстрой зарядки и поддерживает усилия по оптимизации потребления в режиме энергосбережения на месте.
Другим компонентом зарядного устройства является система охлаждения. Она обеспечивает жидкостное охлаждение выпрямительной установки. Система охлаждения разделена на блоки, каждый из которых обеспечивает надежное охлаждение для нескольких точек системы заряда электромобиля при всех рабочих условиях. С внешней стороны данная система охлаждения отличается от других вентиляционными ребрами для впуска и выпуска воздуха. Она расположена на некотором оптимальном расстоянии от зарядных станций. Это гарантирует, что неизбежные шумы, связанные с принудительным охлаждением, находятся далеко от ушей клиентов.
Если оператор работает с несколькими точками зарядки, предлагается компактная альтернативная система: ComboBox, которая объединяет силовой преобразователь и блок охлаждения с охлаждающим устройством, достаточным для каждой зарядной точки.
Оставьте комментарий