تحدي نظام 800 فولت: كومة شحن لنظام الشحن

كومة شحن 800 فولت "أساسيات الشحن"

تتحدث هذه المقالة بشكل أساسي عن بعض المتطلبات الأولية لـ 800 فولتأكوام الشحنأولاً، دعونا نلقي نظرة على مبدأ الشحن: عندما يتم توصيل طرف الشحن بنهاية السيارة، فإن كومة الشحن ستوفر (1) طاقة تيار مستمر مساعدة منخفضة الجهد إلى نهاية السيارة لتنشيط نظام إدارة البطارية المدمج (BMS) للسيارة الكهربائية. بعد التنشيط، (2) قم بتوصيل نهاية السيارة بنهاية الكومة، وتبادل معلمات الشحن الأساسية مثل أقصى طاقة طلب شحن لنهاية السيارة وأقصى طاقة خرج لنهاية الكومة، بعد مطابقة الجانبين بشكل صحيح، سيرسل نظام إدارة البطارية (BMS) لنهاية السيارة معلومات طلب الطاقة إلىمحطة شحن السيارات الكهربائية، وكومة شحن السيارات الكهربائيةسيقوم بضبط جهد خرجه والتيار الخاص به وفقًا لهذه المعلومات، وسيبدأ رسميًا في شحن السيارة، وهو المبدأ الأساسي لـوصلة الشحن، ونحن بحاجة إلى أن نكون على دراية به أولاً.

شحن 800 فولت: "زيادة الجهد أو التيار"

من الناحية النظرية، إذا أردنا توفير طاقة الشحن لتقصير وقت الشحن، فهناك طريقتان عادةً: إما زيادة البطارية أو زيادة الجهد؛ وفقًا لـ W = Pt، إذا تضاعفت طاقة الشحن، فسيتم تقسيم وقت الشحن بشكل طبيعي إلى النصف؛ وفقًا لـ P = UI، إذا تضاعف الجهد أو التيار، يمكن مضاعفة طاقة الشحن، وهو ما تم ذكره مرارًا وتكرارًا ويعتبر أمرًا منطقيًا.

إذا كان التيار أكبر، ستكون هناك مشكلتان، كلما كان التيار أكبر، كلما كان الكابل الذي يتطلب التيار أكبر وأكثر ضخامة، مما سيزيد من قطر السلك ووزنه، ويزيد التكلفة، وغير مناسب للأفراد للتشغيل؛ بالإضافة إلى ذلك، وفقًا لـ Q = I²Rt، إذا كان التيار أعلى، فإن فقدان الطاقة يكون أكبر، وينعكس الخسارة في شكل حرارة، مما يزيد أيضًا من ضغط الإدارة الحرارية، لذلك لا شك أنه لا ينصح بزيادة طاقة الشحن عن طريق زيادة التيار باستمرار، سواء كان ذلك الشحن أو نظام القيادة داخل السيارة.

بالمقارنة مع الشحن السريع عالي التيار،الشحن السريع عالي الجهديولد حرارة أقل وخسارة أقل، وقد اعتمدت شركات السيارات الرئيسية تقريبًا طريق زيادة الجهد، وفي حالة الشحن السريع عالي الجهد، من الناحية النظرية يمكن تقصير وقت الشحن بنسبة 50٪، كما يمكن أن تؤدي زيادة الجهد أيضًا إلى زيادة طاقة الشحن بسهولة من 120 كيلو وات إلى 480 كيلو وات.

شحن 800 فولت: "التأثيرات الحرارية المقابلة للجهد والتيار"

سواءً بزيادة الجهد أو زيادة التيار، ستظهر الحرارة أولًا مع زيادة طاقة الشحن، لكن المظهر الحراري لزيادة الجهد والتيار يختلف. مع ذلك، يُعدّ الأول أفضل بالمقارنة.

بسبب المقاومة المنخفضة التي يواجهها التيار عند مروره عبر الموصل، فإن طريقة زيادة الجهد تقلل من حجم الكابل المطلوب، والحرارة التي يجب تبديدها أقل، وبينما يزداد التيار، فإن الزيادة في مساحة المقطع العرضي الحاملة للتيار تؤدي إلى قطر خارجي أكبر ووزن كابل أكبر، وستزداد الحرارة ببطء مع امتداد وقت الشحن، وهو أكثر إخفاءً، مما يشكل خطورة أكبر على البطارية.

شحن 800 فولت: "بعض التحديات المباشرة مع أكوام الشحن"

يتطلب الشحن السريع 800 فولت أيضًا بعض المتطلبات المختلفة في نهاية الكومة:

إذا كان من الناحية الفيزيائية، مع زيادة الجهد، من المحتم أن يزداد حجم تصميم الأجهزة ذات الصلة، على سبيل المثال، وفقًا لمستوى التلوث في IEC60664 هو 2 ومسافة مجموعة مواد العزل هي 1، فيجب أن تكون مسافة جهاز الجهد العالي من 2 مم إلى 4 مم، وستزداد أيضًا متطلبات مقاومة العزل نفسها، ويجب مضاعفة مسافة الزحف ومتطلبات العزل تقريبًا، والتي يجب إعادة تصميمها في التصميم مقارنةً بتصميم نظام الجهد السابق، بما في ذلك الموصلات وقضبان النحاس والموصلات وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك، ستؤدي زيادة الجهد أيضًا إلى زيادة متطلبات إطفاء القوس، ومن الضروري زيادة متطلبات بعض الأجهزة مثل الصمامات وصناديق المفاتيح والموصلات وما إلى ذلك، والتي تنطبق أيضًا على تصميم السيارة، والتي سيتم ذكرها في المقالات اللاحقة.

يحتاج نظام الشحن عالي الجهد 800 فولت إلى إضافة نظام تبريد سائل نشط خارجي كما هو مذكور أعلاه، ولا يمكن للتبريد الهوائي التقليدي تلبية المتطلبات سواء كان تبريدًا نشطًا أو سلبيًا، والإدارة الحرارية لـمحطة شحن السيارات الكهربائيةخط البندقية إلى نهاية السيارة أعلى أيضًا من ذي قبل ، وكيفية تقليل درجة حرارة هذا الجزء من النظام والتحكم فيها من مستوى الجهاز ومستوى النظام هي النقطة التي يجب تحسينها وحلها من قبل كل شركة في المستقبل ؛ بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذا الجزء من الحرارة ليس فقط الحرارة الناتجة عن الشحن الزائد ، ولكن أيضًا الحرارة الناتجة عن أجهزة الطاقة عالية التردد ، لذا فإن كيفية القيام بالمراقبة في الوقت الفعلي والمستقرة والفعالة والآمنة لإزالة الحرارة أمر مهم للغاية ، وهو ليس فقط اختراقًا في المواد ، ولكن أيضًا الكشف المنهجي ، مثل المراقبة في الوقت الفعلي والفعالة لدرجة حرارة الشحن.

في الوقت الحاضر، جهد الخرج هوأكوام شحن التيار المستمرفي السوق هو في الأساس 400 فولت، والذي لا يمكنه شحن بطارية الطاقة 800 فولت مباشرة، لذلك هناك حاجة إلى منتج DCDC معزز إضافي لرفع جهد 400 فولت إلى 800 فولت، ثم شحن البطارية، الأمر الذي يتطلب طاقة أعلى وتبديل عالي التردد، والوحدة التي تستخدم كربيد السيليكون لاستبدال IGBT التقليدي هي الخيار السائد الحالي، على الرغم من أن وحدات كربيد السيليكون يمكن أن تزيد من طاقة خرج أكوام الشحن وتقليل الخسائر، ولكن التكلفة أعلى بكثير أيضًا، ومتطلبات EMC أعلى أيضًا.

باختصار، يجب زيادة الجهد على مستوى النظام والجهاز، بما في ذلك نظام الإدارة الحرارية، ونظام حماية الشحن، وغيرها، ويشمل ذلك تحسين بعض الأجهزة المغناطيسية وأجهزة الطاقة.