1. Funciones del sistema de carga
El sistema de carga es el sistema de suministro de energía para vehículos de nueva energía (incluidos los vehículos eléctricos puros y los vehículos híbridos enchufables), que proporciona energía para garantizar que el vehículo continúa conduciendo energía.
El equipo de carga de vehículos de nueva energía debe tener las siguientes funciones:
(1) Convertir la energía de la red eléctrica en carga de vehículos eléctricos y suministrar energía correspondiente a las condiciones de trabajo nominales de la batería de energía.
(2) Controle el inicio y la parada de la carga de acuerdo con el estado en tiempo real de la batería y detenga automáticamente la carga cuando la batería esté llena.
(3) Controlar el ajuste de la corriente de carga y el calentamiento de la batería según la potencia y temperatura de la batería de alimentación.
(4) El modo de carga se puede seleccionar según la demanda de tiempo de carga, es decir, modo de carga rápida o modo de carga lenta.
2. Tipos de sistemas de carga
En función de la ubicación del equipo de carga, existen dos tipos de sistemas de carga para vehículos puramente eléctricos: a bordo y fuera de borda.
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(1) Cargo por Autos. La carga a bordo se refiere a cargar la batería utilizando la red eléctrica de CA de tierra y el cargador a bordo (también llamado cargador a bordo). Los cargadores de automóviles generalmente están diseñados para tener una velocidad de carga baja y un tiempo de carga prolongado (5 ~ 8 h). El cargador y el sistema de gestión de la batería (encargado de monitorear el voltaje, la temperatura y el estado de carga de la batería eléctrica) están instalados en el vehículo, por lo que pueden comunicarse fácilmente entre sí utilizando la red de circuitos internos del vehículo eléctrico.
(2) Carga fuera de borda. La carga fuera del vehículo, es decir, la carga en tierra, se refiere al uso de un cargador exclusivo o universal para cargar el paquete de baterías en una estación de carga en un lugar público o exclusivo. Por lo general, los cargadores externos tienen una potencia, un volumen y una calidad relativamente grandes para poder adaptarse a varios métodos de carga. El cargador externo y el sistema de gestión de la batería están físicamente separados. Dependiendo del tiempo de carga, los vehículos eléctricos puros tienen dos métodos de carga: carga rápida y carga lenta. La carga rápida es adecuada para cargar en estaciones de carga con alta corriente, y la carga lenta es adecuada para carga doméstica de 220 V. Aunque los parámetros técnicos de los diferentes fabricantes son diferentes, la corriente de carga general está entre 10 y 15 A.
3. Método de carga
Existen dos métodos de carga para vehículos eléctricos puros: contacto e inducción.
(1)Tipo de contacto. El tipo de contacto también se denomina tipo de acoplamiento o tipo de conducción. En el método de carga por contacto, la batería se carga conectando un cable de alimentación de CA con un enchufe directamente a la toma del vehículo eléctrico. Su ventaja es la simplicidad y la alta eficiencia; sus desventajas son principalmente la pequeña corriente de carga y el largo tiempo de carga.
(2) Resumen. Con el rápido desarrollo de la tecnología de electrónica de potencia y la tecnología de control de inversores, así como la madurez y popularización de la tecnología de inversores controlables de alta precisión, la tecnología de carga por contacto de vehículos eléctricos adopta un método de carga de voltaje constante y corriente limitada en el que la corriente de carga y la carga El voltaje cambia continuamente. Los mayores problemas con la carga por contacto son la seguridad y la versatilidad. Para cumplir con estrictos estándares de carga segura, se deben tomar muchas medidas en el circuito para permitir que el equipo de carga se cargue de manera segura en diversos entornos. Se está desarrollando rápidamente una nueva tecnología para la carga inductiva de vehículos eléctricos. El cargador por inducción utiliza el principio del transformador del campo magnético de CA de alta frecuencia para inducir energía eléctrica desde el lado primario del vehículo al lado secundario del vehículo para lograr el propósito de cargar la batería. La mayor ventaja de la carga inductiva es la seguridad, porque no hay contacto directo entre el cargador y el vehículo. Incluso con mal tiempo, como lluvia o nieve, no hay riesgo de descarga eléctrica cuando el vehículo se está cargando.
El método de carga por inducción se muestra en la siguiente figura, que convierte la energía para cargar la batería mediante un acoplamiento de inducción electromagnética. Sus características son: fácil de usar y no hay riesgo de descarga eléctrica al cargar en climas hostiles. El cargador convierte la electricidad ordinaria de 50 ~ 60 Hz en electricidad de alta frecuencia de 80 ~ 300 Hz y luego induce corriente alterna de alta frecuencia al vehículo eléctrico, acortando considerablemente el tiempo de carga.
4. Pila de carga
(1) Función de la pila de carga
La corriente de carga de los vehículos eléctricos es relativamente grande (es decir, la potencia es muy alta). ). Si utiliza un enchufe civil de 220 V, el cable de carga y el enchufe no pueden soportar una corriente tan grande y el enchufe y el cable se quemarán. Por lo tanto, se requiere una pila de carga especial que pueda soportar esa corriente tan grande.
Una estación de carga es una estación de carga para vehículos eléctricos que parece un cronómetro de aparcamiento. Una pila de carga puede cargar dos o más vehículos al mismo tiempo, y el tiempo que tarda la batería en cargarse completamente es de 6 a 8 horas. Las pilas de carga se pueden cargar de tres formas: tiempo, electricidad o electricidad. También se puede utilizar como terminal para que los ciudadanos compren electricidad.
Para mejorar la eficiencia y practicidad de las pilas de carga públicas, en el futuro se agregará la función de carga múltiple de las bicicletas eléctricas.
(2) Desarrollo de pilas de carga
Afectadas por el rápido desarrollo de vehículos de nueva energía, las instalaciones de apoyo como pilas de carga y estaciones de carga también han marcado el comienzo de un rápido desarrollo. De 2010 a 2013, el número de estaciones de carga en mi país aumentó rápidamente de 76 a 518, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 89,6%, y el número de pilas de carga también aumentó de 1.122 a 22.528, con una tasa de crecimiento anual compuesta de 1.765.438. La construcción de instalaciones de carga es uno de los eslabones clave en la demostración y promoción de vehículos de nuevas energías. Gracias al rápido crecimiento de las aplicaciones de vehículos de nuevas energías, la industria de instalaciones de carga de vehículos de nuevas energías de China tendrá un enorme margen de desarrollo. Anteriormente, debido a la pequeña escala de los vehículos eléctricos, las grandes inversiones en la construcción de instalaciones de carga, los beneficios de la inversión a corto plazo no eran obvios y la construcción de instalaciones de carga era lenta.
A medida que el país aumenta su apoyo a los vehículos de nueva energía, ha habido una ola de construcción de infraestructura de pilas de carga en todo el país. Hasta ahora, Beijing, Shanghai, Shenzhen, Tianjin, Chongqing, Hangzhou, Hefei y Wuhan han propuesto planes de construcción de pilotes de carga.
(3) Requisitos técnicos de carga y requisitos de seguridad para las pilas de carga
Las pilas de carga son estaciones de carga de vehículos eléctricos. Las pilas de carga generalmente se fijan al costado de la carretera o en estacionamientos. Utilizan interfaces de carga y métodos de conducción especiales para proporcionar energía de CA a los vehículos eléctricos con cargadores a bordo y tienen funciones correspondientes de comunicación, carga y protección de seguridad. Cargue su coche eléctrico insertando monedas o comprando una tarjeta IC especial.
Las pilas de carga se pueden dividir en pilas de carga de CA y pilas de carga de CC. La pila de carga de CA se instala fuera del vehículo eléctrico y se conecta a la red eléctrica de CA. Proporciona suministro de energía de CA para el cargador a bordo del vehículo eléctrico y también tiene una función de carga de medición. La pila de carga de CC es un dispositivo de suministro de energía que se instala de forma fija fuera del vehículo eléctrico y se conecta a la red eléctrica de CA para proporcionar energía CC de baja potencia para la batería del vehículo eléctrico. La pila de carga de CC tiene la función de un cargador y puede monitorear y controlar el estado de la batería recargable en tiempo real. Al mismo tiempo, la pila de carga de CC puede medir la cantidad de carga.
Requisitos de seguridad para pilotes de carga:
(1) La subestación debe estar equipada con vallas de seguridad, señales de advertencia, luces de seguridad y campanas de alarma.
② Se deben colgar señales de advertencia de "Alto, peligro de alto voltaje" en la cerca de seguridad de la sala de distribución de alto voltaje y fuera del transformador o subestación. Las señales de advertencia deben mirar hacia el exterior de la cerca.
(3) Los dispositivos de distribución de energía de alto voltaje deben tener instrucciones de funcionamiento obvias. El punto de puesta a tierra del equipo debe estar claramente marcado.
④ Debe haber señales obvias de "paso seguro" o "salida segura" en el interior.
Además, el diseño de las subestaciones y equipos de distribución debe diseñarse para facilitar la instalación, operación, manipulación, mantenimiento, pruebas y monitoreo.