1. DC充電パイルの紹介
近年、電気自動車（EV）の急速な成長により、より効率的でインテリジェントな充電ソリューションの需要が高まっています。急速充電機能で知られる DC 充電パイルは、この変革の最前線にあります。技術の進歩により、効率的な DC 充電器は、充電時間を最適化し、エネルギー利用を改善し、スマート グリッドとのシームレスな統合を提供するように設計されています。
市場規模が継続的に増加する中、双方向 OBC (オンボード充電器) の実装は、急速充電を可能にすることで航続距離に関する消費者の懸念や充電の不安を軽減するだけでなく、電気自動車が分散型エネルギー貯蔵ステーションとして機能することも可能にします。これらの車両は電力を電力網に戻し、山を削り、谷を埋めるのに役立ちます。 DC 急速充電器 (DCFC) による電気自動車の効率的な充電は、再生可能エネルギーへの移行を促進する大きなトレンドです。超高速充電ステーションには、補助電源、センサー、電源管理、通信デバイスなどのさまざまなコンポーネントが統合されています。同時に、さまざまな電気自動車の進化する充電需要を満たすために柔軟な製造方法が必要であり、DCFC および超高速充電ステーションの設計がさらに複雑になります。
AC 充電と DC 充電の違いは、AC 充電 (図 2 の左側) の場合、OBC を標準の AC コンセントに接続し、OBC が AC を適切な DC に変換してバッテリーを充電します。 DC 充電 (図 2 の右側) の場合、充電ポストはバッテリーを直接充電します。
2. DC充電パイルシステム構成
(1) 機械コンポーネント一式
(2) システム構成要素
(3) 機能ブロック図
(4) 充電パイルサブシステム
レベル 3 (L3) DC 急速充電器は、EV のバッテリー管理システム (BMS) を介してバッテリーを直接充電することにより、電気自動車の車載充電器 (OBC) をバイパスします。このバイパスにより、充電速度が大幅に向上し、充電器の出力範囲は 50 kW ～ 350 kW になります。出力電圧は通常 400V ～ 800V の間で変化し、新しい EV は 800V バッテリー システムに向かう傾向にあります。 L3 DC 急速充電器は三相 AC 入力電圧を DC に変換するため、絶縁型 DC-DC コンバータを含む AC-DC 力率改善 (PFC) フロントエンドを使用します。この PFC 出力は車両のバッテリーにリンクされます。より高い電力出力を達成するために、多くの場合、複数の電源モジュールが並列接続されます。 L3 DC 急速充電器の主な利点は、電気自動車の充電時間を大幅に短縮できることです。
充電パイル コアは基本的な AC-DC コンバータです。 PFCステージ、DCバス、DC-DCモジュールで構成されています
PFCステージのブロック図
DC-DCモジュールの機能ブロック図
3. チャージパイルシナリオスキーム
(1) 光ストレージ充電システム
電気自動車の充電電力が増加するにつれて、充電ステーションの配電容量が需要を満たすのに苦労することがよくあります。この問題に対処するために、DC バスを利用したストレージベースの充電システムが登場しました。このシステムは、エネルギー貯蔵ユニットとしてリチウム電池を使用し、ローカルおよびリモートのEMS（エネルギー管理システム）を採用して、系統、蓄電池、電気自動車の間の電力需給のバランスを取り、最適化します。さらに、このシステムは太陽光発電 (PV) システムと簡単に統合できるため、ピークおよびオフピークの電力価格設定と送電網容量の拡張において大きな利点が得られ、それによって全体的なエネルギー効率が向上します。
(2) V2G充電システム
Vehicle-to-Grid (V2G) テクノロジーは、EV のバッテリーを利用してエネルギーを貯蔵し、車両と電力網間の相互作用を可能にして電力網をサポートします。これにより、大規模な再生可能エネルギー源と広範なEV充電の統合によって生じる負担が軽減され、最終的に送電網の安定性が向上します。さらに、住宅街やオフィス複合施設などのエリアでは、多数の電気自動車が、集中型 EMS (エネルギー管理システム) を通じて、ピークおよびオフピークの価格設定を利用し、動的な負荷増加を管理し、送電網の需要に対応し、バックアップ電力を提供することができます。コントロール。家庭向けには、Vehicle-to-Home (V2H) テクノロジーにより、EV バッテリーを家庭用エネルギー貯蔵ソリューションに変えることができます。
(3) オーダー課金方式
このオーダー充電システムは主に高出力急速充電ステーションを利用しており、公共交通機関、タクシー、物流車両などの集中充電ニーズに最適です。充電スケジュールは車両のタイプに基づいてカスタマイズでき、コストを削減するためにオフピーク電力時間帯に充電が行われます。さらに、インテリジェントな管理システムを実装して、一元的なフリート管理を合理化できます。
4.今後の開発動向
(1) 単一の集中充電ステーションから集中＋分散充電ステーションで補完する多様なシナリオの協調開発
目的地ベースの分散型充電ステーションは、強化された充電ネットワークへの貴重な追加機能として機能します。ユーザーが積極的に充電器を探す集中型ステーションとは異なり、これらのステーションは人々がすでに訪れている場所に統合されます。ユーザーは、急速充電が重要ではない長期滞在中（通常は 1 時間以上）に車両を充電できます。これらのステーションの充電電力は通常 20 ～ 30 kW で、乗用車には十分であり、基本的なニーズを満たす適切なレベルの電力を提供します。
(2) 20kWの大シェア市場から20/30/40/60kWの多様な構成市場への展開
電気自動車の高電圧化に伴い、将来の高電圧モデルの普及に対応するため、充電パイルの最大充電電圧を1000Vまで高めることが急務となっています。この動きは、充電ステーションに必要なインフラストラクチャのアップグレードをサポートします。 1000V 出力電圧規格は充電モジュール業界で広く受け入れられており、主要メーカーはこの需要を満たすために 1000V 高電圧充電モジュールを徐々に導入しています。
Linkpower は、8 年以上にわたり、AC/DC 電気自動車充電パイルのソフトウェア、ハードウェア、外観を含む研究開発の提供に専念してきました。 ETL / FCC / CE / UKCA / CB / TR25 / RCM 証明書を取得しています。 OCPP1.6 ソフトウェアを使用して、100 を超える OCPP プラットフォーム プロバイダーによるテストを完了しました。当社は OCPP1.6J を OCPP2.0.1 にアップグレードし、商用 EVSE ソリューションには IEC/ISO15118 モジュールが装備されました。これは、V2G 双方向充電の実現に向けた確かな一歩となります。
将来的には、電気自動車の充電パイル、太陽光発電、リチウム電池エネルギー貯蔵システム (BESS) などのハイテク製品が開発され、世界中の顧客に高レベルの統合ソリューションを提供する予定です。
投稿日時: 2024 年 10 月 17 日