Wat zijn de verschillende soorten opladers?
Soorten opladers
Opladers voor elektrische voertuigen kunnen worden onderverdeeld in verschillende typen volgens verschillende classificatienormen, zoals weergegeven in Tabel 11-5.
Tabel 11-5 Typen opladers voor elektrische voertuigen
|
(1) Ingebouwde oplader (OBC)-De ingebouwde lader- wordt in het elektrische voertuig geïnstalleerd en via een stekker en kabel op het stopcontact aangesloten. Het voordeel van de ingebouwde lader is dat de batterij op elk gewenst moment kan worden opgeladen, op voorwaarde dat er een stopcontact beschikbaar is. Figuur 11-18 toont een ingebouwde lader van 6,6 kW-. Figuur 11-19 toont veelgebruikte ingebouwde laders.
(2) AardladerDe grondlader wordt over het algemeen op een vaste locatie geïnstalleerd, aangesloten op de AC-ingangsvoeding, en de DC-uitgang is verbonden met de laadinterface van het elektrische voertuig dat moet worden opgeladen. De grondlader kan een hoog-stroomvermogen leveren, wordt niet beperkt door de installatieruimte van het voertuig en kan voldoen aan de vereisten voor snel-hoogladen van elektrische voertuigen.
(3) Geleidende oplader en inductieve opladerDe uitvoer van eengeleidende opladerverzendt tijdens het opladen elektrische energie rechtstreeks via draden naar het elektrische voertuig. Er is een fysieke verbinding tussen de twee en het elektrische voertuig is niet uitgerust met elektronische vermogenscircuits.
Zoals weergegeven in figuur 11-20, is deinductieve opladermaakt gebruik van het principe van elektromagnetische energieoverdracht, waarbij elektrische energie naar het elektrische voertuig wordt overgebracht via elektromagnetische inductiekoppeling. Er is geen directe mechanische verbinding tussen het voedingsgedeelte en het ontvangende gedeelte; de energieoverdracht tussen de twee is uitsluitend afhankelijk van de omzetting van elektromagnetische energie. Het structurele ontwerp van deze laadmethode is relatief complex; het ontvangende deel wordt in het elektrische voertuig geïnstalleerd en wordt beperkt door de installatieruimte van het voertuig, waardoor het vermogensniveau wordt beperkt. Omdat het oplaadpersoneel echter geen rechtstreeks contact hoeft te maken met hoogspanningscomponenten, is de veiligheid groot.
(4) Gewone oplader en multifunctionele opladerEengewone opladerbiedt alleen de functie van het opladen van de accu. Momenteel hebben de feitelijk gebruikte laders in principe AC-invoer, dus de stroomconversie-eenheid van de lader is in wezen een AC/DC-omzetter. Amultifunctionele opladerbiedt niet alleen de functie van het opladen van de stroombatterij, maar kan ook functies bieden zoals capaciteitstesten voor de stroombatterij, harmonische onderdrukking voor het elektriciteitsnet, blindvermogencompensatie en taakverdeling.
De grondlader met hoog-vermogen is voornamelijk eengeleidende hoog-oplader, dat doorgaans drie-fasige wisselstroom als invoer gebruikt, krijgt de DC-busspanning nadat deze door een diodegelijkrichterbrug en een LC-filtertrap is gegaan, en gebruikt vervolgens een geïsoleerde volledige-brug-DC/DC-omzetter voor spanningsconversie. Beschikbare geïsoleerde volledige-brug-DC/DC-convertertopologieën omvatten hard-schakelende PWM-converters, serie/parallelle resonante converters, dual active bridge (DAB)-converters en fase-verschoven volledige-bridge-converters. Hiervan zijn de hoofdcircuitstructuur en de besturingsmethode van de hard-schakelende PWM-converter het eenvoudigst, en de magnetische componenten (waaronder de isolatietransformator, de uitgangsfilterinductor, enz.) zijn ook het eenvoudigst te ontwerpen en te vervaardigen, waardoor dit de meest volwassen en meest gebruikte topologie is voor laders met hoog- vermogen. Het heeft echter ook nadelen, zoals een lage schakelfrequentie, veel ruis en een groot volume. Er komen steeds geavanceerdere hoog-opladers op de markt die in de praktijk worden toegepast.
(5) Bidirectionele oplader A bidirectionele oplader, ook bekend als een bidirectionele topologie, kan de ingebouwde batterij opladen in constante stroom- of constante spanningsmodus, en tegelijkertijd stroom terugleveren aan het elektriciteitsnet, waardoor actieve belastingspieken op het elektriciteitsnet worden afgevlakt. Het kan ook capacitieve of inductieve reactieve vermogenscompensatie uitvoeren door stroom uit te voeren met een fasevoorsprong of -vertraging ten opzichte van de netspanning. Als medium dat het besturingssysteem op het hoogste- niveau verbindt met het elektrische voertuig, kan het laad- en stroomfeedback-operaties uitvoeren in combinatie met instructies van het elektriciteitscentrale en het batterijbeheersysteem.
Met de volwassenheid van de batterijtechnologie en de verbetering van de intelligentie van elektrische voertuigen, blijven het aantal en de kracht van laadstations toenemen, en wordt de impact van laders op het elektriciteitsnet geleidelijk prominenter. Tegelijkertijd bieden de verbetering van de ontladingsfunctie van elektrische voertuigen en de volwassenheid van DC-microgridtechnologie voor energieopslag haalbare oplossingen voor laadstations om de impact van het elektriciteitsnet te verminderen en peak shaving en valley-filling uit te voeren. Bovendien is het installeren van fotovoltaïsche energieopwekkingsfaciliteiten in laadstations, met de verlaging van de kosten van de opwekking van zonne-energie, ook de beste keuze geworden om de impact op het elektriciteitsnet te verminderen. Laadmodules in V2G (Vehicle to Grid), V2V (Vehicle to Vehicle) en PV-optimizer-microgrids zijn nieuwe eisen geworden. V2G verwijst naar de technologie van tweewegtransmissie van energie en informatie tussen het elektrische voertuig en het elektriciteitsnet. Voor V2G-modules wordt de traditionele AC/DC-module uitgedaagd door de behoefte aan omgekeerde ontlading, breed-uitvoerbereik, real-bidirectioneel schakelen en-volledig bereik-efficiënte uitvoer. In DC-microgrid-, V2V- en PV-energieopslagtoepassingen is de DC/DC-module niet alleen vereist om te voldoen aan DC-laden, maar ook om omgekeerde ontlading te kunnen uitvoeren en maximale power point-trackingmogelijkheden voor PV te hebben. De nieuwe bidirectionele omvormers geven nieuwe vitaliteit aan de ontwikkeling van de oplaadmoduletechnologie en zijn een richting geworden voor toekomstige technologische innovatie.
