800V Şarj İstasyonu “Şarj Temelleri”
Bu makale esas olarak 800V için bazı ön koşullar hakkında bilgi vermektedir.şarj kazıklarıÖncelikle şarj prensibine bir göz atalım: Şarj ucu araç ucuna bağlandığında, şarj istasyonu (1) elektrikli aracın dahili BMS'sini (batarya yönetim sistemi) etkinleştirmek için araç ucuna düşük voltajlı yardımcı DC güç sağlar. Etkinleştirildikten sonra, (2) araç ucu şarj istasyonu ucuna bağlanır ve araç ucunun maksimum şarj talep gücü ve şarj istasyonu ucunun maksimum çıkış gücü gibi temel şarj parametreleri alışverişi yapılır. İki taraf doğru şekilde eşleştirildikten sonra, araç ucunun BMS'si (batarya yönetim sistemi) güç talep bilgilerini şarj istasyonuna gönderir.elektrikli araç şarj istasyonuveelektrikli araç şarj istasyonuBu bilgilere göre kendi çıkış voltajını ve akımını ayarlayacak ve aracı resmi olarak şarj etmeye başlayacaktır; bu, temel prensibidir.şarj bağlantısıVe öncelikle buna aşina olmamız gerekiyor.
800V şarj: "voltaj veya akımı artırma"
Teorik olarak, şarj süresini kısaltmak için şarj gücü sağlamak istiyorsak, genellikle iki yol vardır: ya pili büyütürsünüz ya da voltajı artırırsınız; W=Pt formülüne göre, şarj gücü iki katına çıkarılırsa, şarj süresi doğal olarak yarıya iner; P=UI formülüne göre, voltaj veya akım iki katına çıkarılırsa, şarj gücü de iki katına çıkarılabilir; bu daha önce defalarca belirtilmiş ve sağduyu olarak kabul edilmiştir.
Akım ne kadar büyük olursa, iki sorun ortaya çıkar: Akım ne kadar büyük olursa, akım gerektiren kablo da o kadar büyük ve kalın olur; bu da tel çapını ve ağırlığını artırır, maliyeti yükseltir ve personelin kullanımını zorlaştırır. Ayrıca, Q=I²Rt formülüne göre, akım ne kadar yüksek olursa, güç kaybı da o kadar büyük olur ve bu kayıp ısı şeklinde yansır; bu da termal yönetim baskısını artırır. Bu nedenle, şarj gücünü sürekli olarak akımı artırarak yükseltmek, ister şarj olsun ister araç içi sürüş sistemi olsun, kesinlikle tavsiye edilmez.
Yüksek akımlı hızlı şarjla karşılaştırıldığında,yüksek voltajlı hızlı şarjDaha az ısı üretir ve daha düşük kayıp olur; neredeyse tüm ana akım otomobil şirketleri voltajı artırma yolunu benimsemiştir. Yüksek voltajlı hızlı şarj durumunda, teorik olarak şarj süresi %50 oranında kısaltılabilir ve voltaj artışı ile şarj gücü de 120 kW'tan 480 kW'a kolayca çıkarılabilir.
800V şarj: "Gerilim ve akıma karşılık gelen termal etkiler"
Ancak ister voltajı artırmak ister akımı artırmak olsun, öncelikle şarj gücünüzdeki artışla birlikte ısı oluşacaktır; ancak voltajı artırmanın ve akımı artırmanın termal tezahürleri farklıdır. Bununla birlikte, karşılaştırma yapıldığında ilki daha tercih edilebilir.
İletkenden geçerken akımın karşılaştığı düşük direnç nedeniyle, voltaj artırma yöntemi gerekli kablo boyutunu küçültür ve dağıtılması gereken ısı daha azdır; akım artırıldığında ise akım taşıyan kesit alanındaki artış daha büyük bir dış çapa ve daha büyük bir kablo ağırlığına yol açar ve şarj süresinin uzamasıyla ısı yavaş yavaş artar, bu da daha gizli bir durum yaratır ve pil için daha büyük bir risk oluşturur.
800V şarj: "Şarj istasyonlarıyla ilgili bazı acil zorluklar"
800V hızlı şarjın, şarj istasyonu ucunda da bazı farklı gereksinimleri vardır:
Fiziksel açıdan bakıldığında, voltaj artışıyla birlikte ilgili cihazların tasarım boyutlarının da artması kaçınılmazdır. Örneğin, IEC60664 kirlilik seviyesi 2 ve yalıtım malzemesi grubu mesafesi 1 ise, yüksek voltajlı cihazın mesafesinin 2 mm'den 4 mm'ye çıkması gerekir ve aynı şekilde yalıtım direnci gereksinimleri de artar; neredeyse kaçak mesafesi ve yalıtım gereksinimleri iki katına çıkar. Bu durum, önceki voltaj sistemi tasarımına kıyasla, konektörler, bakır çubuklar, bağlantı elemanları vb. dahil olmak üzere tasarımın yeniden tasarlanmasını gerektirir. Ayrıca, voltaj artışı ark söndürme gereksinimlerinin de artmasına yol açacak ve sigortalar, şalter kutuları, konektörler vb. gibi bazı cihazlar için gereksinimlerin artırılması gerekecektir. Bu durum, otomobil tasarımında da geçerlidir ve sonraki yazılarda ele alınacaktır.
Yukarıda belirtildiği gibi, yüksek voltajlı 800V şarj sistemine harici aktif sıvı soğutma sistemi eklenmesi gerekmektedir ve geleneksel hava soğutma, aktif veya pasif soğutma olsun, gereksinimleri karşılayamaz ve termal yönetim de önemlidir.elektrikli araç şarj istasyonuAraç ucuna giden tabanca hattının sıcaklığı da eskisinden daha yüksek ve bu sistemin bu bölümünün sıcaklığını cihaz seviyesinden ve sistem seviyesinden nasıl düşürüp kontrol edeceğimiz, gelecekte her şirketin geliştirmesi ve çözmesi gereken bir noktadır; ayrıca, bu ısı sadece aşırı şarjdan kaynaklanan ısı değil, aynı zamanda yüksek frekanslı güç cihazlarından kaynaklanan ısıdır, bu nedenle gerçek zamanlı izleme ve istikrarlı, etkili ve güvenli bir şekilde ısıyı uzaklaştırmanın nasıl yapılacağı çok önemlidir; bu sadece malzeme alanında bir atılım değil, aynı zamanda şarj sıcaklığının gerçek zamanlı ve etkili bir şekilde izlenmesi gibi sistematik bir tespit gerektirir.
Şu anda çıkış voltajıDC şarj direkleriPiyasada bulunan ürünlerin çoğu temelde 400V'tur ve 800V'luk bataryaları doğrudan şarj edemez. Bu nedenle, 400V voltajı 800V'a yükseltmek ve ardından bataryayı şarj etmek için ek bir DCDC dönüştürücüye ihtiyaç duyulur. Bu da daha yüksek güç ve yüksek frekanslı anahtarlama gerektirir ve geleneksel IGBT'lerin yerine silisyum karbür kullanan modüller şu anda ana akım tercihtir. Silisyum karbür modüller şarj bataryalarının çıkış gücünü artırabilir ve kayıpları azaltabilir, ancak maliyetleri de çok daha yüksektir ve EMC gereksinimleri de daha yüksektir.
Özetlemek gerekirse, temel olarak voltaj artışı, termal yönetim sistemi, şarj koruma sistemi vb. dahil olmak üzere sistem ve cihaz düzeyinde artırılmayı gerektirecektir; cihaz düzeyi ise bazı manyetik cihazların ve güç cihazlarının iyileştirilmesini içerir.
Yayın tarihi: 30 Tem-2025
