El cargador de vehículos eléctricos forma parte del principio, los estándares y la terminología. Comprensión de los principios, estándares y terminología de los cargadores de vehículos eléctricos.

[1] Principios básicos de carga

Desde una perspectiva técnica, los métodos de carga de vehículos eléctricos de nueva energía se dividen actualmente en las siguientes categorías:

Carga de corriente alterna (CA)

Carga de corriente continua (CC)

Reemplazo directo de batería

Carga inalambrica

El cuarto tipo de tecnología de carga inalámbrica de baterías aún no es perfecto y no puede popularizarse.

Ahora, cuando cargamos nuestros automóviles, básicamente utilizamos los dos primeros tipos de carga de CC o carga de CA.

Si se utiliza la carga de CA, la corriente pasa desde el enchufe a través de la interfaz de carga de CA y llega al cargador de a bordo del automóvil (OBC) a través del cable de carga. El OBC convierte la corriente CA en CC y carga la batería a través del sistema de gestión de batería (BMS).

Si se utiliza carga de CC, se omite el OBC y la corriente se envía directamente a la batería a través del BMS. Por lo tanto, la carga de CC no utiliza OBC sino que utiliza sus propios componentes de conversión de CA/CC, por lo que no está sujeta al límite de potencia de carga de OBC. Por supuesto, también tiene requisitos más altos para BMS.

Carga de CA versus carga de CC

En realidad, el paquete de baterías de un vehículo eléctrico puede entenderse simplemente como miles de pequeñas baterías conectadas en serie y en paralelo. El proceso de carga real consiste en dividir la gran corriente de entrada en miles de "trucos" y luego cargar miles de celdas de batería por separado. Este proceso depende del intercambio de información de parámetros relacionados con el voltaje y la corriente entre el BMS y el cargador, y el control de la carga de cada batería terminal.

Además, la cooperación de varios sistemas como grupo auxiliar de batería, refrigeración, conversión CA/CC, etc. también es necesario.

[2] Conocimientos básicos del cargador de a bordo (OBC)

OBC es la abreviatura de cargador de a bordo (On ​​Board Charger), que hace referencia a un cargador instalado de forma fija en los vehículos eléctricos de nueva energía. Convierte la entrada de energía de CA de la pila de carga de CA en energía de CC de alto voltaje. De acuerdo con los datos proporcionados por el sistema de gestión de batería (BMS), ajusta dinámicamente los parámetros de corriente y voltaje ingresados ​​desde la pila de carga y realiza las operaciones correspondientes para completar el proceso de carga de la batería de alto voltaje del automóvil.

El principio del diagrama de circuito simple es el siguiente:

El núcleo es el convertidor AC-DC compuesto por corrector del factor de potencia PFC (Power Factor Correction) + DC-DC aislado. PFC realiza la conversión del voltaje CA de la red eléctrica en voltaje CC y garantiza que la corriente CA de entrada esté en fase con el voltaje CA de entrada; DC/DC realiza la conversión del voltaje de CC de salida de nivel PFC en el voltaje de carga requerido, realiza la función de carga de corriente constante/voltaje constante y garantiza el aislamiento eléctrico entre el lado de alto voltaje de CA y el lado de alto voltaje de CC. Además, hay componentes de circuito de control y filtrado de entrada de CA, filtrado de salida de CC.

Dado que OBC es responsable de la conversión de CA/CC y de los circuitos de bajo y alto voltaje, determina la calidad del suministro de energía para cargar la batería, por lo que es segura, estable y EMC (estándares de compatibilidad electromagnética).

Además del OBC que se puede cargar en una dirección, también hay un OBC bidireccional que puede cargar, invertir y descargar. Se puede dividir en tipo V2L y tipo V2G.

V2L (Vehículo a carga): toma energía de la batería del vehículo, inversor OBC, puerto de carga de CA, placa de toma de CA V2L dedicada, equipo eléctrico de 220 V. Es decir, la alimentación de CC de la batería se puede invertir en alimentación de CA de 220 V para uso doméstico. Es adecuado para acampar al aire libre y otros escenarios como tomar energía del automóvil.

V2G (Vehicle-to-grid) es el proceso de tomar energía de la batería del vehículo y devolverla a la red.

[3] Sistema de gestión de batería (BMS)

El sistema de gestión de batería (BMS) puede monitorear el estado de la batería del vehículo en tiempo real, gestionar el proceso de carga y descarga, evitar que la batería se sobrecargue o descargue, mejore la eficiencia de la batería y extienda su vida útil.

Es un sistema integral que incluye sensores, CPU y unidades de ejecución. Se utilizan varios sensores para obtener información sobre el estado de la batería y pasar esta información a la CPU, que luego procesa y envía el comando de operación a la unidad de ejecución para su procesamiento, ajusta el estado de la batería, la coloca en un entorno de trabajo adecuado y en un entorno seguro, y Cumple con los requisitos de potencia del vehículo. También proporciona protección contra sobrecarga, protección contra sobredescarga, protección contra sobrecorriente y protección de temperatura para la batería.

Por tanto, el BMS es un factor clave para garantizar el rendimiento y la seguridad de los vehículos eléctricos.

El sistema de gestión de batería realiza las siguientes cuatro funciones:

1. Monitorear el estado de la batería

Incluyendo los siguientes parámetros

voltaje, temperatura, corriente.

Estado de carga de la batería, utilizado para mostrar el nivel de carga de la batería.

El estado de carga (SOC) de una batería se refiere al estado disponible de la carga restante en la batería, o simplemente cuánta energía queda en la batería.

SOC es el parámetro más importante en un BMS, porque todo lo demás se basa en SOC

Estado de la batería (SOH). O el grado de degradación de la batería, es la relación entre la capacidad real de la batería actual y la capacidad nominal.

Estado de energía de la batería (SOP)

Estado de seguridad de la batería: se determina prestando atención a todos los parámetros y determinando si el uso de la batería representa algún peligro.

Otros como el flujo de refrigerante y su velocidad.

2. control de gestión

BMS calcula varios valores de estado de la batería en función de los diversos parámetros mencionados anteriormente para determinar los límites de corriente de carga y descarga de la batería.

Equilibrio de paquetes de baterías, control de estrategia de carga estimada, seguridad y protección de baterías.

3. Gestión del sistema de refrigeración.

4. Comunicación por bus CAN (Red de área del controlador)

Principalmente, BMS se comunica con el cargador integrado OBC para monitorear y controlar la carga del paquete de batería, y ajustar la corriente y el voltaje de la entrada OBC para garantizar que la batería no se sobrecargue ni se descargue en exceso.

La tecnología de equilibrio del paquete de baterías, la tecnología de carga rápida y la estimación del SOC de la batería son tres tecnologías clave del sistema de gestión de baterías.

[4] Cálculo de la tensión y la potencia de las pilas de carga.

El voltaje del medidor se divide en dos tipos: 220V y 380V:

El voltaje de 220 V también se llama electricidad monofásica. La configuración estándar es 1 cable vivo, 1 cable de tierra y 1 cable neutro. El voltaje relativo entre el cable vivo y el cable neutro es de 220 V.

380V se llama electricidad trifásica. La configuración estándar es de 3 cables activos, 1 cable de tierra y 1 cable neutro. Debido a que el voltaje relativo entre dos cables activos cualesquiera es 380 V para la onda sinusoidal de corriente alterna, el voltaje se llama 380 V. El voltaje de cualquier cable con corriente en relación con el cable neutro es en realidad de 220 V.

Entonces, ¿cómo se calcula la potencia de la pila de carga?

Para una pila de carga monofásica de 220 V, la corriente de carga máxima es 32 A, por lo que la potencia correspondiente es 220*32 = 7040 w = 7 KW.

Para una pila de carga trifásica de 380 V, la fórmula de cálculo correspondiente para una corriente de 32 A es 220*3*32=21 KW o 380*√3*32=21 KW.

Si una pila de carga de 380V solo usa un par de cables con voltaje de 220V + 32A, es de 7KW, al igual que la electricidad monofásica.

Si se utiliza corriente de 16A, entonces 220*3*16=11KW.

Es por eso que una pila de carga de 380 V y 21 KW puede ser compatible con todo tipo de energía.

Pero si se trata de una pila de carga de 11 kw, generalmente solo se puede cargar con 380 V 11 kw y 220 V 3,5 kw, no con 7 kw. Pero hay excepciones, consulte la siguiente sección.

La electricidad trifásica tiene una ventaja sobre la electricidad monofásica. Debido a que hay una diferencia de fase en la electricidad trifásica, la misma corriente de carga tiene resistencia en el cable y la caída de voltaje en el circuito es menor, lo que significa menos pérdida en el circuito.

Intente solicitar un medidor de 380 V, que puede instalar electricidad trifásica y brindar ventajas de expansión.

[5] Compatibilidad de pilas de carga de 11KW

Los productos de pila de carga de 380V 11KW en el mercado generalmente indican que no son compatibles con 7KW y solo son compatibles con 3.5KW.

Según tengo entendido, al diseñar una pila de carga trifásica de 11 kW, la línea de suministro de energía de la pila de carga es generalmente de solo 2,5 metros cuadrados y solo admite corriente de 16 A.

Según la fórmula que mencionamos en el apartado anterior, 220*3*16=11KW.

La línea entrante no admite corriente de 32 A y 7 KW requiere una corriente alta de 32 A. Es imposible hacer que una sola línea admita alta corriente. Si ambos se hacen más grandes, las especificaciones serán las mismas que 22KW.

Por lo tanto, considerando el costo y el posicionamiento del producto, generalmente no es compatible con 7KW. Además, parece que también intervienen algunas tecnologías patentadas en el diseño estructural.

[5] Fluctuación y pérdida de potencia de carga

Si la pila de carga tiene visualización de parámetros en tiempo real, a menudo encontramos que la potencia de carga real es diferente de la potencia nominal o fluctúa.

En realidad, esto se debe a que la eficiencia de carga real se ve afectada por muchos factores prácticos.

La primera es la eficiencia de conversión del cargador de a bordo OBC.

Aquí es donde el punto de CA se convierte en CC de alto voltaje para cargar la batería. Factores como la resistencia interna y la conversión del circuito provocarán pérdidas. Según la experiencia general, hay una pérdida de alrededor del 5%, que es el vínculo de pérdida más grande.

Fluctuación de voltaje

La entrada de voltaje del medidor en realidad fluctúa dentro de un rango. Por ejemplo, la alimentación de 220 V CA que utilizamos puede fluctuar dentro del rango de 200 V-250 V. Por supuesto, esto afectará al cambio actual y a la potencia de carga.

Pérdida de línea

Pérdida de cable, caída de voltaje y generación de calor.

Una pila de carga de 7KW debe combinarse con un cable de cobre de 6 cuadrados, pero si la distancia excede los 100 metros, se debe considerar actualizar a un cable de cobre de 10 cuadrados.

Influencia de la temperatura

Al cargar a bajas temperaturas, el sistema de control de temperatura ajustará la capacidad de carga de la batería y aumentará el consumo de energía de calefacción.

Por lo tanto, se recomienda cargar el automóvil inmediatamente después de usarlo. En este momento, la temperatura de la batería es relativamente alta y el rendimiento de carga es mejor.

En zonas del norte con temperaturas más bajas, se recomienda que los usuarios carguen en una habitación con calefacción.

También hay otros factores de pérdida con un impacto menor, como la pérdida de funcionamiento de la pila de carga, la pérdida del cargador a bordo, la pérdida del sistema de refrigeración y disipación de calor de la batería y la pérdida del sistema BMS.

[5] Descripción básica y requisitos de los cables.

Especificaciones del cable 4 cuadrados/6 cuadrados El "cuadrado" que contiene no se refiere al metro cuadrado del área de la casa, sino al área de la sección transversal del cable, la unidad es milímetro cuadrado, pero se le conoce comúnmente. "cuadrado".

Por ejemplo, el enchufe habitual de nuestra casa está conectado a un cable cuadrado de 2,5, que generalmente no supera los 10A.

El enchufe de un aparato de alta potencia, como un aire acondicionado, está conectado a un cable de 4 cuadrados, que puede soportar una corriente de 16 A.

Y los cables que entran a la casa deben ser 6 o 10 cables cuadrados.

La capacidad de carga de corriente segura del cable de carga es muy importante para un uso seguro a largo plazo. Cuanto mayor sea la potencia, mayores serán las especificaciones del cable de carga de seguridad (es decir, más grueso) y más caro será el precio unitario.

Al mismo tiempo, si la distancia es mayor, los requisitos de cable también son mayores; de lo contrario, la atenuación de la transmisión actual aumentará y no se logrará la eficiencia de carga.

Para corriente monofásica de 32 A, se requieren al menos 4 cables cuadrados y ahora generalmente se recomienda utilizar 6 cables cuadrados.

Por ejemplo, un requisito típico:

Para pilas de carga de 380 V y 22 KW, se recomienda utilizar cables de 5 núcleos y 6 cuadrados dentro de los 60 metros, y cables de 5 núcleos y 10 cuadrados de 60 a 120 metros.

Para pilas de carga de 220 V y 7 KW, se recomienda utilizar cables de 3 núcleos y 6 cuadrados dentro de los 30 metros, y cables de 3 núcleos y 10 cuadrados de 30 a 100 metros.

Para distancias más largas, por supuesto, es posible que sea necesario mejorar las especificaciones.

Referencia de parámetros de especificación de cables

¿Cómo comprobar la calidad de los cables? Generalmente se puede comprobar desde los siguientes puntos:

1- Mira el largo. Hay una marca de longitud en el embalaje del cable. Algunos comerciantes sin escrúpulos cambiarán la marca de longitud, así que tenga cuidado al comprar.

2- Mira el diámetro del alambre. Es decir, la longitud del diámetro del alambre de cobre, que se puede ver directamente en la sección transversal del alambre de cobre.

3- Mira la calidad del alambre de cobre. El mejor alambre de cobre es el cobre rojo y el color amarillento no es bueno.

4- Mira la marca 3C. El cable debe tener una marca de certificación 3C; de lo contrario, es un producto no calificado.

Tipo de material de alambre:

Los siguientes dos tipos de materiales de alambre de pila de carga son generalmente mejores:

RVV: Cable flexible revestido de PVC con aislamiento de PVC

El cable de alimentación RVV es un alambre y cable de uso común en sistemas de corriente débil. Se añaden dos o más cables RV con una capa de funda. El núcleo del cable interno no solo tiene 2 núcleos, sino también 3 núcleos, 4 núcleos, 6 núcleos y otras especificaciones del cable de alimentación.

YJV: Cable de alimentación revestido de PVC con aislamiento de polietileno reticulado

El conductor con núcleo de cobre del cable de alimentación YJV tiene una capa exterior no corrosiva como el conductor con núcleo de cobre RVV, y también hay una funda en la capa más exterior. Es un cable ecológico. Los hilos con núcleo de cobre del cable de alimentación YJV son generalmente paralelos y no torcidos.

El cable YJV tiene material aislante reticulado y tiene las características de resistencia a altas temperaturas; mientras que el cable RVV tiene buena flexibilidad y flexibilidad.

[6] Estándar IPXX resistente al agua y al polvo

IP es la abreviatura de Ingress Protection. El nivel de protección IP es un estándar de evaluación importante para la protección de seguridad de equipos eléctricos. Proporciona un método para clasificar productos según el grado de resistencia al polvo, al agua y a las colisiones de los equipos y embalajes eléctricos. Este sistema está establecido por la Comisión Electrotécnica Internacional IEC y ha sido reconocido por la mayoría de los países europeos.

El formato de clasificación IP es IPXX. El primer dígito después de IP es el nivel a prueba de polvo y el segundo dígito es el nivel a prueba de agua. Cuanto mayor sea el número, mayor será el nivel de protección.

IP54 es el estándar de protección requerido por China para las pilas de carga exteriores. Esta norma puede garantizar que el funcionamiento normal de la pila de carga no se vea afectado por el polvo (pero el polvo aún puede ingresar al interior). Al mismo tiempo, también puede brindar protección de seguridad bajo rociado de agua a baja presión durante 3 minutos y también proteger contra la lluvia que cae verticalmente, garantizando el uso seguro de la pila de carga en un ambiente de lluvia normal.

Un estándar más alto es IP 65, comparémoslos.

El nivel 5 a prueba de polvo significa: no puede prevenir completamente la entrada de polvo, pero la cantidad de polvo que ingresa no afectará el funcionamiento normal del producto.

El nivel 6 a prueba de polvo significa: previene completamente la entrada de objetos extraños y polvo.

El nivel de impermeabilidad 4 significa: evitar salpicaduras de agua, evitar salpicaduras de agua desde todas las direcciones.

El nivel de impermeabilidad 5 significa: no daña cuando se enjuaga con agua.

En la actualidad, la mayoría de los productos de pila de carga pueden alcanzar IP55, y muchos productos harán que el cabezal de pistola sea IP65-IP67.

Para pilas de carga instaladas en exteriores o interiores, incluidos cargadores de automóviles, cuanto mayor sea el nivel de IP, mejor.

Debido a que las carcasas IP54 solo son a prueba de salpicaduras, corren el riesgo de sufrir problemas o incluso fallas cuando se exponen a la intemperie. Estudios extranjeros han demostrado que las pilas de carga IP54 al aire libre pueden causar un envejecimiento prematuro del sistema electrónico de potencia debido a la intrusión de polvo y humedad, acortando a veces la vida útil a tres años. La vida útil normal de una pila de carga de vehículos eléctricos es de unos 10 años, ¡por lo que se reduce en un 70%!

Entonces, si su pila de carga está instalada al aire libre, mi consejo es: el cabezal de la pistola debe seleccionarse por encima de IP 65 y, si las condiciones lo permiten, intente instalar una caja protectora para el cuerpo de la pila de carga.

Apéndice, descripción estándar específica del grado IP -

Nivel IP a prueba de polvo:

1: Prevenir una gran intrusión de sólidos

2: Prevenir la intrusión de sólidos de tamaño mediano

3: Prevenir pequeñas intrusiones sólidas

4: Evite la entrada de objetos sólidos de más de 1 mm

5: Prevenir la acumulación de polvo nocivo

6: Evite completamente la entrada de polvo

Nivel de impermeabilidad IP

0: Sin protección

1: Las gotas de agua en el caparazón no tienen ningún efecto

2: Cuando el caparazón se inclina a 15 grados, las gotas de agua dentro del caparazón no tienen ningún efecto

3: El agua o la lluvia desde una esquina de 60 grados hasta el caparazón no tiene ningún efecto

4: El líquido salpicado sobre el caparazón desde cualquier dirección no tiene efectos dañinos

5: No hay daño después del lavado con agua

6: Se puede utilizar en el entorno de la cabina.

7: Puede soportar la inmersión en agua por un corto tiempo (1 m)

8: Puede soportar la inmersión en agua durante mucho tiempo bajo cierta presión

[7] Ventajas y desventajas de los materiales de la carcasa.

Como componente de protección externa de la pila de carga, la carcasa de la pila de carga (incluida la carcasa de la pistola de carga) debe cumplir con los requisitos de resistencia mecánica de posibles colisiones durante el transporte y el uso, además del retardante de llama más básico y la resistencia a la intemperie.

La resistencia a la intemperie se refiere a la capacidad de un material para resistir la prueba del clima cuando se usa al aire libre, como daños integrales causados ​​por la luz, el calor, el viento, la lluvia, las bacterias, etc., lo que se denomina resistencia a la intemperie. Es decir, la capacidad de proteger contra el viento, el sol, la lluvia y la lluvia al aire libre.

Los materiales comunes para las carcasas de los pilotes de carga son PC/ABS y PC/ASA.

PC/ABS es un plástico termoplástico hecho de policarbonato (PC) y aleación de ABS, y es el material más clásico para las carcasas de plástico de los teléfonos móviles.

ASA es un polímero ternario y pertenece a la resina modificada por impacto. El ASA es más resistente a los impactos y al fuego que el ABS.

PC/ASA y PC/ABS tienen una dureza similar, pero PC/ASA es mejor que PC/ABS en resistencia a la intemperie y retardo de llama.

Además, algunos productos también utilizan parcialmente la aleación de aluminio AL6063, que puede aumentar la resistencia y mejorar la conductividad térmica.

Sitio web: www.jubilee-energy.com

Correo electrónico: vivi@jubilee-energy.com o WhatsAPP +86-18824552258, contáctenos si está interesado

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