Ke hoʻopukapuka kālā nei i nā Wallbox DC Home Chargers: SiC Efficiency, V2H Resilience, a me ke kūpaʻa

ʻO ka Evolution ʻenehana hope loa o ka neʻe ʻana o ka noho ʻana: No ke aha e hoʻopukapuka kālā ai i nā Wallbox DC Home Chargers e kāpae ai i nā palena OBC, hiki ke hoʻoikaika i ka V2H/V2G Resilience, a hoʻonui i ka pono o ka ikehu ma o ka ʻenehana SiC no ke ola hoʻomau e hōʻoiaʻiʻo ana i ka wā e hiki mai ana

Pōkole

Ke komo nei ka hoʻololi honua i ka neʻe ʻana o ka uila i kahi pae ʻelua a ʻoi aku ka paʻakikī. ʻOiai ke kālele nei ka ʻumi makahiki mua i ka hoʻohana ʻana i nā kaʻa a me nā ʻoihana lehulehu, ua wehewehe ʻia ka ʻumi makahiki o kēia manawa e ka hoʻonui ʻana i ka ʻōnaehana hoʻouka uila noho. Ma ka puʻuwai o kēia ulu ʻana ʻo ia ka Wallbox DC Home Charger. ʻO ka mea maʻamau, ʻo ka hoʻouka uila noho ka ʻāpana o nā kikowaena Alternating Current (AC) Level 2, e hilinaʻi ana i ka On-Board Charger (OBC) kūloko o ke kaʻa. Eia nō naʻe, ʻo nā palena loea o ka OBC—i kuhikuhi ʻia e ke kaumaha, ka nui, a me ke kumukūʻai—ua hana i kahi bottleneck no ka hanauna e hiki mai ana o nā hale kūʻokoʻa ikehu.

Hāʻawi kēia ʻatikala i kahi luʻu hohonu piha he 6,000 huaʻōlelo i loko o ke kūlana ʻenehana, electrochemical, a me ka hoʻokele waiwai o nā pahu paia DC. Ke noiʻi nei mākou pehea e kāpae ai kēia mau mea i ka OBC e hāʻawi i ka hoʻouka wikiwiki a ʻoi aku ka maikaʻi; pehea lākou e hoʻohana ai i nā semiconductors Silicon Carbide (SiC) e hōʻemi i nā pohō wela; a no ke aha lākou ke kumu pono no nā noi Vehicle-to-Home (V2H) a me Vehicle-to-Grid (V2G). Eia kekahi, kālailai mākou i ka hoʻohui ʻana o nā mea hoʻoili DC i nā ʻōnaehana hoʻokele ikehu home (HEMS), ko lākou kuleana i ka hōʻailona hale noho hanohano, a me ke ala lōʻihi o ka pōmaikaʻi-kumukūʻai e like me nā unahi hana.

Mokuna 1: Ka Hoʻololi Paradigm ma ka Home EV Charging - Mai ka AC Utility a i ka DC Intelligence

ʻO ka mōʻaukala o ka hoʻouka ʻana o ke kaʻa uila (EV) he mea ia e pili ana i ka hoʻohaʻahaʻa ʻana. I nā lā mua o ke au EV hou, ʻo ka pahuhopu nui wale nō ka hōʻoia ʻana e hiki ke hoʻopiha hou ʻia kahi kaʻa i ka pō me ka hoʻohana ʻana i nā ʻōnaehana uila noho e kū nei. Ua alakaʻi kēia i ka mana o ka hoʻouka ʻana o AC. I loko o kahi hoʻonohonoho AC, ʻo ka pahu paia he kuapo palekana i hoʻonani ʻia (he EVSE - Electric Vehicle Supply Equipment) e hoʻoili pololei i ka mana AC pono i ke kaʻa. ʻO ka hāpai kaumaha - e hoʻololi ana i kēlā mana AC i ka mana DC e pono ai ka pila - hana ʻia e ka On-Board Charger (OBC) o ke kaʻa.

ʻOiai he mea kūpono ke kumukūʻai o ka hoʻouka ʻana o ka AC, ua kaupalena ʻia ia. I ka ulu ʻana o ka mana o ka pila mai 60kWh a i 100kWh a ma ʻō aku, lilo ka manawa e pono ai e hoʻouka ma 7kW a i ʻole 11kW AC i mea paʻakikī no nā ʻohana hoʻohana nui. ʻOi aku ka mea nui, mālama ka paradigm AC i ka EV ma ke ʻano he ukana passive - he "pound" no ka ikehu.

E hoʻokomo i ka Wallbox DC Home Charger. Ma ka hoʻoneʻe ʻana i ke kaʻina hana hoʻololi AC-i-DC mai loko mai o ke kaʻa a i loko o kahi ʻāpana i kau ʻia ma ka paia, wehe mākou i kahi ʻano hou o ka hana. Hōʻike kēia hoʻololi i kahi hoʻololi mai ka "AC Utility" a i ka "DC Intelligence." ʻAʻole wale ka pahu paia DC he mea hoʻoili; he kikowaena uila mana akamai ia. Hoʻopili pololei ia me ka ʻōnaehana hoʻokele pila (BMS), e hāʻawi ana i ka mana uila a me ke au pololei e pale aku i nā palena o loko o ke kaʻa.

Ke nānā nei kēia mokuna i nā macro-trends e hoʻokele nei i kēia hoʻololi:

1. Ka Hahai ʻana i ka Wikiwiki:Kākoʻo nā EV kiʻekiʻe i nā hoʻolālā 800V. ʻAʻole hiki i nā mea hoʻoili AC ke hoʻohana pono i kēia mau wikiwiki ma ka home. Hāʻawi nā pahu paia DC, ʻoiai ma nā pae mana noho haʻahaʻa (e laʻa, 20kW a 30kW), i kahi hoʻonui koʻikoʻi ma luna o nā ʻāpana AC 7kW maʻamau.
2. Mana Kūʻokoʻa o ka Ikehu:ʻO ka piʻi ʻana o ka mālama ʻana i ka ikehu lā a me ka pila no nā hale noho e hana i kahi "kaiaolaola DC." ʻO ka hoʻololi ʻana i ka mana lā DC i AC no ka hale, a laila hoʻi i DC no ke kaʻa, pili i nā pohō hoʻololi he nui. ʻO kahi kaiapuni home i hoʻopili ʻia e DC, me kahi pahu paia DC ma kona kumu, e hoʻemi ana i kēia mau "ʻauhau hoʻololi."
3. ʻO ka Mākaʻikaʻi Akamai:I ka neʻe ʻana o nā pono hana i nā kumukūʻai manawa-o-ka-hoʻohana a me nā papahana pane-koi, ʻo ka mana granular i hāʻawi ʻia e nā ʻōnaehana DC e ʻae i nā mea nona ka home e komo i ka hoʻopaʻa ʻana o ka grid me ka ʻoi aku ka maikaʻi ma mua o nā hoʻonohonoho AC kuʻuna.

Mokuna 2: Ka ʻokoʻa loea - Ke kāpae nei i ka ʻāʻī o ka pahu hoʻoili ma luna o ka papa (OBC)

I mea e maopopo ai ke kumu he mea kipi ka hoʻouka ʻana o ka home DC, pono mua kekahi e hoʻomaopopo i ka "OBC Bottleneck." Loaʻa i kēlā me kēia EV i hoʻopiʻi ʻia e AC kahi On-Board Charger. ʻO kēia ʻāpana he inverter mana e lawe ana i ka 120V a i ʻole 240V AC a hoʻoponopono iā ia i ke ana DC o ka pā uila.

Eia nō naʻe, he mea hōʻeha ka OBC i ka physics kaʻa. No ka mea pono ia e hele pū me ke kaʻa, ua kau ʻia ia i nā palena paʻa:

• Nuipa a me ka Leo:ʻO kēlā me kēia kilokani o OBC he kilokani o ke kaumaha e hōʻemi ana i ka laulā o ke kaʻa. No laila, hoʻopaʻa ka hapa nui o nā mea hana i ka OBC ma 7kW a i ʻole 11kW e mālama i ka wahi a me ke kaumaha.
• Hoʻokele Wela:ʻO ka hoʻololi ʻana i ka mana o 11kW e hoʻopuka i ka wela nui. Pono ke kaʻa hoʻoluʻu o ke kaʻa e hoʻopau i kēia wela, kahi e hoʻopau ai i ka ikehu hou aʻe.
• Kumukūʻai:He pipiʻi ke hana ʻana i nā OBC mana kiʻekiʻe (e like me 22kW) a ua hoʻohana pinepine ʻia i nā ʻano hoʻohālike hanohano a i ʻole nā ​​​​hoʻonui koho.

Ke hoʻohana ʻoe i kahi Wallbox DC Home Charger, ua kāpae loa ʻia ka OBC. Hoʻopili pololei ka DC wallbox i ka pila o ke kaʻa ma o nā pine DC o ka mea hoʻohui CCS a i ʻole NACS. He nui nā hopena koʻikoʻi o kēia:

2.1 Ka nui o ka mana me ke kaumaha ʻole o ke kaʻa

Ma ke kau ʻana i nā lako hoʻololi ma ka paia o ka hale kaʻa, ʻaʻole i kaupalena ʻia nā ʻenekinia e nā palena kaumaha o ke kaʻa. Hiki iā mākou ke hoʻohana i nā inductors nui aʻe, nā capacitors ikaika aʻe, a me nā ʻōnaehana hoʻoluʻu maikaʻi loa. ʻAe kēia i nā wikiwiki hoʻouka hale noho o 15kW, 20kW, a i ʻole 25kW—nā wikiwiki e kūpono ʻole ke kino a me ka hoʻokele waiwai e hoʻohui i loko o ke kaʻa ponoʻī.

2.2 Nā Loaʻa Kūpono

ʻO ka maʻamau, ʻo ka pono o kahi OBC ma kahi o 85% a 92%. He mea nui ka pohō "hoʻi-huakaʻi" ke noʻonoʻo ʻoe i nā tausani o nā pōʻaiapuni hoʻouka ma luna o hoʻokahi ʻumi makahiki. Hiki i nā pahu paia DC, me ka hoʻohana ʻana i nā ʻāpana papa ʻoihana a me ka hoʻoluʻu kūikawā, ke hoʻokō i nā pono ma mua o 96%. Ma ke kāpae ʻana i ka rectifier kūloko o ke kaʻa, hele pololei ka ikehu mai ka grid (a i ʻole ka lā) i loko o ka waihona kemika o ka pila me ka liʻiliʻi o ka ʻōpala.

2.3 Hilinaʻi a me ka lawelawe ʻana

Inā hāʻule kahi OBC, ua paʻa loa ke kaʻa a pono e hoʻoponopono ʻia me ke kumukūʻai nui a paʻakikī hoʻi ma kahi hale kūʻai. Inā hāʻule kahi pahu pā DC, hiki ke hoʻouka ʻia ke kaʻa ma kahi kahua lehulehu a i ʻole ma o kahi mea hoʻoili uila AC kope, a hiki ke lawelawe ʻia a hoʻololi ʻia paha ka pahu pā ponoʻī e kahi mea uila me ka ʻole o ka hoʻopā ʻana i nā ʻāpana kūloko kiʻekiʻe o ke kaʻa.

Mokuna 3: Nā Pōmaikaʻi Electrochemical - Hoʻonui i ka Lōʻihi o ka Pākahiko a me ka Pono

ʻO kahi kuhi hewa maʻamau, ʻo ia ka "ʻino ka hoʻouka ʻana o DC no nā pila." ʻOiai ʻo ka hoʻouka ʻana o ka DC ākea wikiwiki loa (350kW+) hiki ke hoʻoulu i ke kaumaha wela,Hoʻouka DC noho(ma ka pae 10kW a i 25kW) he "wahi maikaʻi" electrochemical maoli ia e hāʻawi ana i kekahi mau pono ma luna o ka hoʻouka ʻana AC.

3.1 Hoʻololi Kūpono i ka Laulā Pulse (PWM) a me ka Mana Ripple

ʻO ke kaʻina hana hoʻololi AC-i-DC i loko o ka OBC o ke kaʻa e hana pinepine i ka "ripple current" - nā loli liʻiliʻi i ka hoʻopuka DC e hiki ai ke hoʻomehana microscopic i loko o nā cell pila. Hoʻohana nā pahu paia DC kiʻekiʻe i nā mea hana hōʻailona kikohoʻe (DSP) holomua e hāʻawi i kahi hōʻailona DC "maʻemaʻe". Hoʻemi kēia kūpaʻa i nā pohō kū'ē kūloko i loko o nā cell Li-ion i ka wā o ke kaʻina hana hoʻouka.

3.2 Nā Piʻo Hoʻouka Hana

I ka hoʻouka ʻana ma o AC, pono ka BMS o ke kaʻa e noi i ka mana mai ka OBC, a laila huki mai ia mai ka paia. Hiki i kēia kamaʻilio multi-step ke loaʻa ka latency. Hoʻopili maoli ka pahu paia DC me ka BMS ma o ka protocol ISO 15118. ʻAe kēia i kahi piʻo hoʻouka ʻoi aku ka ikaika a me ka pane. Inā ʻike ka BMS i kahi piʻi iki o ka mahana i loko o kahi module cell kikoʻī, hiki i ka pahu paia DC ke hoʻoponopono koke i ke kahe o kēia manawa, ʻoi aku ka pololei ma mua o ka hiki i kahi OBC.

3.3 Ka Hoʻēmi ʻana i ka "Hela Hoʻololi"

I ka wā e hoʻouka ai ke AC, hoʻoili pinepine ʻia ka wela i hana ʻia e ka OBC i ka pā uila no ka mea ua kaʻana like lākou i ka kaapuni hoʻoluʻu like a kokoke loa. Hiki i kēia ukana wela lua ke hoʻolalelale i ka hōʻino ʻana o ka electrolyte. Ma ka hoʻoneʻe ʻana i ke kaʻina hana hoʻololi wela i ka pahu paia, e noho anuanu ka pā uila o ke kaʻa i ka wā o ka hana, e mālama ana i ke olakino o ka papa SEI (Solid Electrolyte Interphase) ma ka anode.

I ka hōʻuluʻulu manaʻo, hāʻawi ka hoʻouka uila DC noho i ka wikiwiki o kahi mea hoʻoili wikiwiki me ka "mālie" o kahi mea hoʻoili lohi, ʻoiai e mālama ana i ke kūpaʻa electrochemical kiʻekiʻe no ke ola o ka pā uila.

Mokuna 4: ʻenehana Silicon Carbide (SiC) - Ka Puʻuwai o ka Hoʻololi ʻana i ka Pono Kiʻekiʻe Loa

ʻO ka mea huna e hiki ai ke hoʻohana i nā pahu paia DC hou no ka home, ʻo ia ka hoʻololi ʻana mai nā MOSFET Silicon (Si) kuʻuna a me nā IGBT i nā semiconductors Silicon Carbide (SiC). He mea ākea ka SiC (WBG) i hoʻololi nui i ke ʻano o nā mea uila mana.

4.1 Nā Waiwai Bandgap Kiʻekiʻe

ʻOi aku ka laulā o ka bandgap o Silicon Carbide ma mua o ka silicon maʻamau. ʻAe kēia i nā mea SiC e hana ma nā voltages a me nā mahana kiʻekiʻe loa. I loko o kahi pahu paia DC, ʻo ia hoʻi hiki i ka ʻāpana ke lawelawe i nā koi 400V a i ʻole 800V o nā pila EV hou me kahi hapa o ka wāwae ʻāpana.

4.2 Hoʻemi ʻia nā pohō hoʻololi

ʻO ka pōmaikaʻi nui o SiC i loko o kahi mea hoʻoili home ʻo ia ka hōʻemi ʻana i nā pohō kuapo. Hoʻemi nā kuapo silicon kuʻuna i ka ikehu i kēlā me kēia manawa e hoʻā a pio ai, ʻo ia hoʻi ma muli o ko lākou manawa pane lohi a me ka capacitance kiʻekiʻe. Hiki i nā kuapo SiC ke hana ma nā alapine kiʻekiʻe loa (pinepine 10x kiʻekiʻe ma mua o ka silicon). ʻAe kēia kuapo alapine kiʻekiʻe no:

• Nā Magnetics liʻiliʻi:Ma muli o ke kiʻekiʻe o ke alapine hoʻololi, hiki i nā inductors a me nā transformers i loko o ka pahu paia ke liʻiliʻi a māmā hoʻi. ʻO kēia ka mea e hiki ai i kahi mea hoʻoili uila 20kW DC ke liʻiliʻi e kau ai ma ka paia o ka hale kaʻa ma mua o ka lilo ʻana i ke keʻena nui o ka pahu hau.
• Ka Hana Kiʻekiʻe:Hoʻemi ʻo SiC i ka pohō ikehu a hiki i ka 80% i hoʻohālikelike ʻia me ka hoʻololi ʻana i hoʻokumu ʻia i ka silicon. No ka mea nona ka hale, unuhi ʻia kēia i ka hoʻohaʻahaʻa ʻana i nā bila uila a me ka emi ʻana o ka wela ʻōpala.

4.3 Hoʻokele Wela a me ka Hilinaʻi

No ka mea, ʻoi aku ka maikaʻi o ka SiC, hoʻopuka ia i ka wela liʻiliʻi. ʻO ka emi ʻana o ka wela, ʻaʻole pono paha ka pahu paia i nā mea hoʻoluʻu walaʻau a mālama nui ʻia. Hiki i nā pahu paia DC he nui i hoʻokumu ʻia ma SiC ke hoʻohana i ka hoʻoluʻu wai passive a i ʻole nā ​​​​hoʻolālā hoʻoheheʻe wela holomua. Hoʻonui kēia i ke ola o nā mea uila, ʻoiai ʻo ka thermal cycling ke kumu mua o ka hāʻule ʻana o nā ʻāpana i nā ʻōnaehana mana.

4.4 Ka Hoʻohālikelike ʻana: Si vs. SiC ma nā noi noho

I mea e mahalo maoli ai i ka SiC, pono e nānā kekahi i nā hoʻomaikaʻi quantitative. I loko o kahi mea hoʻololi 20kW maʻamau:

• Ka Hoʻemi ʻana i ka Kapuaʻi:Pono paha kahi ʻōnaehana silicon i kahi pā 15-lita e hoʻopaʻa i nā mea hoʻoluʻu a me nā inductors nui. Hiki i kahi ʻōnaehana SiC ke komo i loko o kahi pā 4-lita, he 73% ka emi ʻana o ka leo.
• Alapine Hoʻololi:ʻO ka maʻamau, ua kaupalena ʻia nā Silicon IGBTs i 20kHz a i 30kHz ma muli o nā palena wela. Hana maikaʻi nā SiC MOSFET ma 100kHz a i 300kHz. ʻAʻole kēia he ana hoʻohālikelike loea wale nō; pili pono ia i ke kaumaha o nā wili keleawe i loko o nā mea hoʻololi, ʻo ia hoʻi kahi hapa nui o ka bila o nā mea (BOM).
• Ka Pono ma ka Ukana Hapa:Hana ka hapa nui o nā mea hoʻoili uila home ma ka ukana hapa (e laʻa, 5kW ma kahi o 20kW) no ka hapa nui o ko lākou ola. Mālama ʻo SiC i ka pono kiʻekiʻe (94%+) ʻoiai ma ka ukana 20%, ʻoiai ʻo ka pono o ka silicon e hāʻule pinepine ana i nā 80 haʻahaʻa a i ʻole nā ​​​​70 kiʻekiʻe ma nā pae mana haʻahaʻa.

4.5 Ka Hopena o ke Kaʻapuni Wela ma ke Ola Kino

Pili nā mea hoʻoili uila noho i nā ʻano ʻino—nā hale kaʻa anu i ka hoʻoilo a me nā mea wela i ke kauwela. He ʻano koʻikoʻi nā semiconductors Silicon i nā loli o ka "mahana junction". I kēlā me kēia manawa e hoʻomaka ai kahi mea hoʻoili uila silicon, hoʻonui a ʻuʻuku nā ʻāpana o loko. Ma luna o nā tausani o nā pōʻaiapuni, alakaʻi kēia i ka luhi o ka solder a me ka hāʻule ʻana o ka uea-bond. ʻO ka bandgap ākea o SiC a me ke alakaʻi wela kiʻekiʻe ʻo ia hoʻi e mau ana ka mahana o loko, e hoʻonui nui ana i ka MTBF (Mean Time Between Failures) o ka hāmeʻa mai ka awelika o 5 mau makahiki a ʻoi aku ma mua o 12 mau makahiki.

Mokuna 5: Nā Wallbox DC Chargers ma ke ʻano he Gateway i V2H (Vehicle-to-Home) a me V2G (Vehicle-to-Grid)

ʻO ke kumu paha e hoʻoikaika nui ai e hoʻopukapuka i kahi pahu paia DC ʻo ia kona kuleana ma ke ʻano he mea hiki ke kahe o ka ikehu bi-directional. ʻOiai aia kekahi mau ʻōnaehana bi-directional AC, ua kaupalena ʻia lākou e ka lako paʻa o loko o ke kaʻa. ʻO ka hoʻouka ʻana bi-directional DC-coupled ke kūlana gula no ka hoʻomanawanui ikehu.

5.1 ʻO ke kaʻa ma ke ʻano he pākahiko noho (V2H)

ʻO ka maʻamau, paʻa ka pākahiko EV hou ma waena o 60kWh a me 100kWh o ka ikehu. Ua lawa kēia e hoʻoikaika i kahi hale maʻamau no ʻekolu a ʻelima mau lā. Eia nō naʻe, no ka hoʻohana ʻana i kēia ikehu e hoʻoikaika i kou home i ka wā o ka blackout, pono ʻoe i kahi ala e huki ai i ka mana DC mai loko mai o ka pākahiko a hoʻololi iā ia i AC no nā kaapuni o kou home. Hana ka pahu paia DC ma ke ʻano he puka komo. Ma muli o ka hala ʻana o ka OBC, hiki iā ia ke huki pololei i ka mana mai ka pūʻolo pākahiko, hoʻohuli iā ia i 240V AC, a hānai iā ia i loko o ka panela uila o ka home (ma o kahi kuapo hoʻoili). Hoʻololi kēia i ka EV i "Powerwall" nui a paʻa, e hāʻawi ana i ka nui o ka mana ma mua o kahi pākahiko home paʻa i hoʻolaʻa ʻia ma ke kumukūʻai haʻahaʻa.

5.2 Ka Hoʻopaʻa ʻana o ka Grid a me ka Loaʻa kālā (V2G)

Lawe ʻo Vehicle-to-Grid (V2G) i kēia i kahi ʻanuʻu hou aʻe. Ma kahi hiʻohiʻona V2G, kamaʻilio ka pahu paia DC me ka mea hoʻolako pono. I nā wā o ke koi kiʻekiʻe, hiki i ka grid ke "hōʻaiʻē" i kahi liʻiliʻi o ka ikehu mai nā tausani o nā EV i kū ʻia. ʻO ka mea nona ka hale e uku pinepine ʻia no kēia lawelawe, e hoʻohaʻahaʻa pono ana i kā lākou kumukūʻai holoʻokoʻa o ka mea nona. ʻOi aku ka maikaʻi o nā pahu paia DC no V2G no ka mea hāʻawi lākou i nā manawa pane wikiwiki a me ka mana kiʻekiʻe. Inā pono ka grid i kahi injection koke o 20kW e pale aku i ka brownout, hiki i kahi pahu paia DC ke hāʻawi koke iā ia, ʻoiai ʻo kahi AC OBC maʻamau e kaupalena ʻia i 7kW a ʻaʻole paha e kākoʻo i ke kahe bi-directional.

5.3 Nā Mea Hana Mana Virtual (VPP)

ʻAe nā mea hoʻoili uila DC i nā mea nona ka home e hui pū me nā Virtual Power Plants. Ma ka hōʻuluʻulu ʻana i nā haneli o nā hale i pili i ka DC, hiki i kahi luna VPP ke hāʻawi i ka mana koʻikoʻi i ka mākeke ikehu kūʻai nui. Hoʻokumu kēia i kahi "hoʻokele waiwai ikehu" hou no ka ʻāpana noho, kahi he waiwai hana ka EV ma mua o kahi lilo passive.

5.4 Ke Kūlana o ka Mālama ʻana (SoC)

ʻO kekahi o nā hiʻohiʻona akamai o nā ʻōnaehana DC V2G ʻo ia ka hiki ke hoʻokele i ke olakino o ka pila me ke kākoʻo ʻana i ka grid. ʻAʻole e like me nā ʻōnaehana AC e "hammer" paha i ka pila me nā pōʻaiapuni pāpaʻu a pono ʻole, hiki i kahi pahu paia DC ke hana i ka "hoʻokuʻu pololei." Hiki iā ia ke unuhi pololei i ka nui o ka ikehu i noi ʻia e ka grid me ka hōʻoia ʻana ʻaʻole e hāʻule ka pila ma lalo o kahi paepae i wehewehe ʻia e ka mea hoʻohana (e laʻa, 20% SoC), a hana ia pēlā ma kahi helu hoʻokuʻu kūpono e hōʻemi ana i ka hoʻomehana kū'ē kūloko.

Mokuna 6: Hoʻohui hohonu me nā ʻōnaehana hoʻokele ikehu home (HEMS) a me nā mea hou

ʻAʻole he mea hana kū hoʻokahi ka mea hoʻoili uila Wallbox DC; he kikowaena koʻikoʻi ia ma ka "Smart Home of 2030." Ke hoʻohui ʻia me kahi ʻōnaehana hoʻokele ikehu home (HEMS), lilo ka DC wallbox i mea hoʻonohonoho mua o ke kaulike ikehu o ka ʻohana.

6.1 Ke Manaʻo o ka “DC Bus”

Ke neʻe nei nā hale e kūpono i ka wā e hiki mai ana i kahi hoʻolālā mua-DC. Hoʻopuka nā panela solar i ka DC. Mālama nā pila home i ka DC. Hoʻohana nā EV i ka DC. Ma kahi home AC kuʻuna, hoʻololi ʻia ka ikehu i mua a i hope (DC -> AC -> DC -> AC), me ka pohō 3-5% ma kēlā me kēia ʻanuʻu. ʻAe kahi pahu paia DC i ka hoʻopili pololei. Hiki ke hoʻouna pololei ʻia ka mana DC i hana ʻia e ka lā i ka pila EV me ka ʻole o ka hele ʻana ma o kahi inverter AC. ʻO kēia hoʻouka lā "Direct-to-EV" ka piko o ka pono, e hōʻoia ana e hoʻohana ʻia kēlā me kēia photon i hopu ʻia e ka hale no ka neʻe ʻana.

6.2 Ke Kaulike ʻana o ka Ukana Akamai

Hiki i ka polokalamu HEMS ke hoʻohana i ka pahu paia DC e kaulike i ka ukana holoʻokoʻa o ka home. No ka laʻana, inā hoʻomaka ka ʻōnaehana HVAC a hoʻoweliweli e ʻoi aku ma mua o ka palena koi kiʻekiʻe o ka home, hiki i ka HEMS ke hoʻopaʻa koke i ka pahu paia DC mai 20kW a i 10kW. Ma muli o ka hoʻokele kikohoʻe ʻia ʻana o ka hoʻouka ʻana o DC a pale i nā lohi o loko o ke kaʻa, hana ʻia kēia mau hoʻoponopono i loko o nā milliseconds, e hōʻoiaʻiʻo ana ʻaʻole e hemo ka mea haki nui o ka home.

6.3 Ka Nānā ʻIke a me ke ʻAno o ka Mea Hoʻohana

Hiki i ka HEMS i hoʻohui ʻia ke kālailai i nā wānana o ke aniau, nā kumukūʻai pono, a me ke kalena o ka mea hoʻohana. Inā ʻike ka ʻōnaehana he huakaʻi lōʻihi kāu i ka lā ʻapōpō a e ʻālohilohi ana ka lā i kēia lā, e hoʻokau mua ia i ka hoʻouka ʻana o ka lā DC i ke awakea. Inā ʻike ia i nā kumukūʻai pono kiʻekiʻe i ke ahiahi, e hoʻohana ia i ka pahu paia DC e huki i ka ikehu mai ke kaʻa e holo i ka mea holoi kīʻaha a me nā kukui (V2H), a laila e hoʻouka hou i ke kaʻa i ka hola 3:00 AM ke haʻahaʻa loa nā kumukūʻai.

6.4 Nā hopena o ka ʻauwaʻa i hōʻuluʻulu ʻia ma nā ʻāpana Multi-Family

Ma nā hale noho a i ʻole nā ​​​​condominiums hanohano, hiki ke hoʻopili ʻia nā pahu paia DC e hana i kahi "micro-grid." Ma kahi o kēlā me kēia hale noho e loaʻa kahi pilina grid i hoʻolaʻa ʻia he 90% idle, hiki i kahi kaʻa DC kikowaena ke kaʻana like i ka mana ma waena o nā kaʻa. Inā hoʻopiha piha ʻia kekahi kaʻa, hoʻohuli koke ʻia kāna ʻāpana o ka mana DC i kahi kaʻa i hōʻea mai. Hiki wale kēia "kaʻana like ʻana i ka mana" me ke kamaʻilio wikiwiki a me ka kaohi i loko o nā ʻōnaehana DC.

Mokuna 7: ʻEnekinia Kino - Hoʻokomo ʻana, Hoʻonui ʻana i ka Lewa, a me ka Hoʻokele Thermal

ʻO ka hoʻololi ʻana o ka hoʻouka uila DC mana kiʻekiʻe mai nā hale kūʻai ʻoihana a i nā hale kaʻa noho e koi ana i kahi hana noʻeau o ka ʻenekinia kino. ʻOiai ʻo ka nui o ka mea hoʻouka uila wikiwiki DC lehulehu e like me ka nui o kahi mīkini kūʻai nui, pono ka pahu paia DC noho e liʻiliʻi, ʻoluʻolu ke nānā aku, a mālie hoʻi. ʻO ka hoʻokō ʻana i kēia e pono ai nā hana hou ma kekahi mau wahi koʻikoʻi.

7.1 Topology Hoʻololi Mana: ʻO ka Mea Hoʻololi Resonant

No ka hoʻokō ʻana i ka mana kiʻekiʻe, hoʻohana pinepine nā pahu paia DC noho i nā mea hoʻololi resonant LLC a i ʻole nā ​​​​topologies Phase-Shifted Full Bridge (PSFB). ʻAe kēia mau kaapuni no ka "Soft Switching," kahi e huli ai a pio ai nā semiconductors ma ka zero voltage (ZVS) a i ʻole zero current (ZCS). Hoʻemi nui kēia i ka EMI (Electromagnetic Interference) - he mea koʻikoʻi no nā wahi home kahi i loaʻa ai ka Wi-Fi koʻikoʻi a me nā polokalamu home akamai - a hoʻemi i ka nui o nā kānana kūloko a me nā poho wela.

7.2 Hoʻokele Wela: Ma ʻō aku o ka Fan

Ma kahi noho, he mea nui ka walaʻau. ʻAʻole hiki ke ʻae ʻia kahi mea hoʻoili 20kW me kahi peʻahi ʻoihana nui no kahi hale kaʻa i hoʻopili ʻia i kahi lumi moe. Ua hoʻohana nā ʻenekinia i kekahi mau hoʻolālā e hoʻokele mālie i ka wela:

• Nā Magnetika i hoʻopili ʻia:Hoʻokomo ʻia nā ʻāpana e like me nā inductors i loko o nā resins conductive thermal e huki ana i ka wela i ka ʻaoʻao waho.
• Nā Mea Hoʻololi Wela Wai-i-Ea:Hoʻohana kekahi mau pahu paia DC kiʻekiʻe i kahi loop wai liʻiliʻi a mālie (e like me ka PC pāʻani) e hoʻoneʻe i ka wela mai nā modula SiC i kahi chassis alumini nui-ʻili e hana ana ma ke ʻano he radiator passive.
• Nā Mea Hoʻololi Pae (PCM):Hoʻohana nā ʻāpana holomua i nā PCM e omo i ka wela i ka wā pōkole, nā pahū mana kiʻekiʻe a hoʻokuʻu mālie iā ia i ka hala ʻana o ka manawa, e ʻae ana i ka mana kiʻekiʻe kiʻekiʻe me ka ʻole o ka hoʻoluʻu hana.

7.3 Hoʻonohonoho Hoʻonohonoho: ʻO ka ʻōnaehana "Māhele"

I mea e lanakila ai i ke kaumaha kino o nā lako hoʻololi 20kW+, ke neʻe nei kekahi mau mea hana i kahi hoʻolālā māhele ʻia. Hoʻokomo ʻia ka modula mana kaumaha i loko o kahi lumipaku a i ʻole kahi lumi pono, ʻoiai ua kau ʻia kahi "ʻāpana poʻo" lahilahi a hoʻolālā ʻia (me ka pale a me ke kaula) i loko o ka hale kaʻa. Hoʻomaʻalahi kēia i ke kau ʻana, ʻoiai ua hana ʻia ka hana uila ma kahi kokoke i ka panela nui, a ʻo nā kaula DC kiʻekiʻe wale nō e pono e hoʻokele ʻia i kahi kaʻa.

7.4 Nā Pono Hoʻohui Pūnaewele

ʻOi aku ka paʻakikī o ke kau ʻana i kahi pahu paia DC ma mua o kahi ʻāpana AC maʻamau. ʻO ka maʻamau, pono ia i kahi pilina 3-phase i hoʻolaʻa ʻia (ma ʻEulopa) a i ʻole kahi kaapuni split-phase 240V kiʻekiʻe-amperage (ma ʻAmelika ʻĀkau).

• Ke Kaulike ʻana o ka Ukana ma ka Panel:I kēia manawa, ua hoʻokomo pū ʻia nā "CT ​​clamps" (Current Transformers) i nā ʻāpana he nui e nānā ana i ka hoʻohana ʻana o ka home. Inā hoʻā ka mea nona ka hale i kahi sauna a i ʻole ka umu uila, e hoʻopau koke ka pahu paia DC iā ia iho e pale aku i ka puhi ʻana o ka fuse nui.
• Nā Mea Hoʻololi Hoʻokaʻawale:Pono nā mea hoʻoili uila DC e hoʻokaʻawale i ka galvanic ma waena o ka grid a me ka pila kaʻa no ka palekana. Ua pani nā mea hoʻololi alapine kiʻekiʻe o kēia wā i nā mea hoʻololi kaumaha 50/60Hz, e hoʻemi ana i ke kaumaha mai 50kg a i lalo o 5kg.

7.5 ʻEnekinia Uea a me Ergonomics

ʻOi aku ka mānoanoa a me ke kaumaha o nā kaula DC ma mua o nā kaula AC no ka mea pono lākou e halihali i ke au kiʻekiʻe loa (pinepine a hiki i 80A a i ʻole 100A). Hōʻike kēia i kahi pilikia ergonomic. Ua hoʻomohala nā ʻenekinia i nā "kaula wai-anuanu" (ʻoiai no ka hoʻohana ʻana i ka hale noho) e hoʻohana ana i kahi papa lahilahi o ka wai hoʻoluʻu e ʻae ai i kahi ʻāpana keleawe liʻiliʻi. ʻO kēia ka mea e maʻalahi ai ke kaula a māmā hoʻi e like me ke kaula AC maʻamau, e hoʻomaikaʻi nui ana i ka ʻike mea hoʻohana no nā poʻe ʻelemakule a i ʻole ka poʻe me ka neʻe palena ʻole.

Mokuna 8: Ka Nānā Waiwai - Ke Kiʻikuhi Kumukūʻai-Pōmaikaʻi a me ke Kumukūʻai Holoʻokoʻa o ka Ona (TCO)

ʻO ke keakea nui i ka hoʻohana ʻana i ka hoʻouka ʻana i ka home DC ma mua, ʻo ia ka "Sticker Price." ʻO ke kumukūʻai o kahi pahu paia AC kiʻekiʻe he $500–$1,000, ʻoiai hiki i kahi pahu paia DC ke kumukūʻai he $4,000–$10,000. Eia nō naʻe, ʻo ka nānā haiki ʻana i ke kumukūʻai kūʻai e hoʻowahāwahā i nā pono koʻikoʻi o ka Total Cost of Ownership (TCO).

8.1 Ke "Kumukūʻai i pale ʻia" o ka mālama ʻana i nā mea paʻa

Inā e noʻonoʻo ana kahi mea nona ka hale i kahi EV a me kahi pākahiko home (e like me ka Tesla Powerwall), loli ka makemakika hoʻokele waiwai. ʻO ke kumukūʻai o kahi 13.5kWh Powerwall ma kahi o $10,000. Ma ke koho ʻana i kahi pahu paia DC bi-directional, hiki i ka mea nona ka hale ke hoʻohana i ka pākahiko 80kWh e waiho nei i loko o kā lākou EV. ʻO ke "Kumukūʻai no kWh" o ka mālama ʻana ma o kahi pahu paia DC he ʻole ia (ʻoiai ua kūʻai mua ʻoe i ke kaʻa), hoʻohālikelike ʻia me $700/kWh no ka mālama paʻa. No kahi home e pono ai ka mana kākoʻo nui, ʻo ka pahu paia DC ka mea maoli.ʻoi aku ka liʻiliʻi o ke kumukūʻaike ala i ke kūʻokoʻa ikehu.

8.2 Mālama ʻana i ka pono o ka ikehu

Hoʻohui ʻia ka pono o ka hana pono 5% a 8% o ka hoʻouka ʻana DC-a-DC (solar a EV). Ma luna o 100,000 mile o ka hoʻokele ʻana, e hoʻopau kahi EV ma kahi o 33,000 kWh o ka ikehu. ʻO ka loaʻa ʻana o ka hana pono 5% e mālama i 1,650 kWh. Ma $0.25/kWh, ʻo ia hoʻi he $412 i ka mālama kālā pololei. Ma luna o ke ola 15 makahiki o ka mea hoʻouka, ʻo ka loaʻa ʻana o ka hana pono wale nō ke uku no ke kumukūʻai kiʻekiʻe ma mua o kahi ʻāpana AC haʻahaʻa.

8.3 Ka Hana ʻAna i nā Loaʻa kālā ma o V2G

Ma nā ʻāina me nā papahana V2G ikaika, hiki i kahi pahu pā DC ke loaʻa kālā. Ke hoʻokolohua nei ʻo Kaleponi a me kekahi mau ʻāina ʻEulopa me nā papahana e uku ana i nā mea hoʻohana he $0.50 a i $1.00 no kWh no ke kākoʻo grid "pilikia". Inā hāʻawi kahi mea hoʻokele i 10kWh o ke kākoʻo he 50 mau manawa i ka makahiki, hiki iā lākou ke loaʻa $500/makahiki. I hui pū ʻia me nā mea hoʻoikaika pane koi, hoʻololi ka pahu pā DC mai kahi kikowaena kumukūʻai i kahi waiwai hoʻopuka kālā.

8.4 Ka Nānā ʻIkepili: Ka Hopena o nā Kumukūʻai Uila

He koʻikoʻi loa ka ROI o kahi pahu pā DC i ka laha ma waena o nā kumukūʻai uila kiʻekiʻe a me nā kumukūʻai uila ʻaʻole kiʻekiʻe. Ma nā mākeke me nā kumukūʻai "Manawa-o-Ka Hoʻohana" (ToU) kahi o ka laha he $0.30/kWh a ʻoi aku paha, hiki i ka manawa uku no kahi pahu pā DC $5,000 (me ke kau ʻana) ke pōkole e like me 4 a 6 mau makahiki ke noʻonoʻo ʻia nā mālama V2H a me ka hoʻonui ʻana i ka lā. Ma nā mākeke uku paʻa, hoʻolōʻihi ʻia ka manawa uku, e hoʻolilo ana i ka hāmeʻa i ʻoi aku ka "hanohano a me ke kūpaʻa" ma mua o kahi kūʻai kālā wale nō.

8.5 Mālama a me ke Koena Waiwai

Hoʻohana pinepine ʻia nā pahu paia AC kuʻuna e like me nā mea hana hoʻolei wale. I ka hoʻohālikelike ʻana, ua kūkulu ʻia nā pahu paia DC e like me nā kūlana ʻoihana. ʻO ko lākou waiwai koena ma ka mākeke lua e mau ana paha ke kiʻekiʻe, e like me nā inverters solar kiʻekiʻe. Eia kekahi, i ka loiloi nui ʻia ʻana o nā hale ma muli o kā lākou "Energy IQ," hiki i kahi pahu paia DC i hoʻokomo mua ʻia ke hāʻawi i kahi uku 2% a 5% i ka waiwai kūʻai hou aku o ka waiwai.

Mokuna 9: Ka Waiwai Hoʻonani a me ka Brand - No ke aha e koho ai nā mākeke noho kiʻekiʻe iā DC

Ma nā ʻoihana waiwai paʻa hanohano a me nā kaʻa kaʻa kiʻekiʻe, ua lilo ka "Wallbox DC" i hōʻailona kūlana, e like me kahi lumi kuke ʻoihana a i ʻole kahi hale kiʻiʻoniʻoni home. Hōʻike ia i kahi kūpaʻa i ka ʻenehana, ka hana, a me ka mālama ʻana i ke kaiapuni.

9.1 ʻO ka hoʻopaʻapaʻa "ʻO ka Manawa wale nō ka Hoʻohiwahiwa"

No ka mea nona kahi EV hana kiʻekiʻe e like me Porsche Taycan a i ʻole Lucid Air, he mea hoʻoluhi ke kali ʻana i 10 mau hola no ka hoʻopiha piha ʻana. ʻO kahi pahu paia DC e hiki ke hāʻawi i kahi "top-up" i loko o 1.5 mau hola e kūlike me ke ʻano o ke kanaka waiwai nui. ʻO ka maʻalahi o ka hiki ke hoʻi i ka home mai kahi huakaʻi kolepa kakahiaka a loaʻa kahi kaʻa i hoʻopiha piha ʻia no kahi hālāwai awakea he manaʻo waiwai ia e ʻoi aku ma mua o ka makemakika uila maʻalahi.

9.2 Hoʻohui a me ka Hoʻolālā Nani

Ua hoʻolālā ʻia nā pahu paia DC hanohano (mai nā lama e like me Wallbox, Delta, a i ʻole ABB) e hoʻokō i ke ʻano hoʻolālā kiʻekiʻe. ʻO nā hiʻohiʻona:

• Nā Mea Hana Kūlana Kiʻekiʻe:Nā mea hoʻonani alumini palaki, ke aniani i hoʻopili ʻia, a me ke kalapona.
• Hoʻokele Uea Hūnā ʻia:ʻO nā mea huki uwea motorized a i ʻole nā ​​​​ʻōnaehana "plug-in-and-discard" e mālama i ka papahele o ka hale kaʻa i ka maʻemaʻe.
• Kukui Biometric a me ke akamai:Nā mea hoʻoili uila e ʻike ana i ka mea hoʻohana ma o kā lākou kelepona a i ʻole ka manamana lima a hāʻawi i ke kukui ambient e hōʻike ana i ke kūlana o ka hoʻoili uila i ka nānā koke ʻana.

9.3 Ka Mahalo ʻana i nā Waiwai Paʻa

Ke hoʻolaha nei nā mea hoʻomohala e noʻonoʻo ana i ka holomua i nā hale "Net Zero Luxury". ʻO kahi hale i hoʻolako mua ʻia me kahi mea hoʻoili uila DC bi-directional 20kW ua kūʻai ʻia ʻo "V2H Ready." I loko o kahi mākeke e hopohopo nui nei me ka paʻa ʻole o ka grid a me ka loli o ke aniau, hāʻawi kēia hiʻohiʻona i kahi lihi hoʻokūkū i ka waiwai kūʻai hou aku, e huki ana i nā mea kūʻai akamai i ka ʻenehana e manaʻo nei i kahi mea hoʻoili uila AC maʻamau he "ʻenehana hoʻoilina."

9.4 ʻO ka ʻIke "Hale Aliʻi" no nā Mea Hana Kaʻa

Ke hui pū nei nā mea hana kaʻa Premium me nā mea hana hoʻoili uila DC e hāʻawi i nā hoʻonā hoʻoili uila home branded. Ke kūʻai aku kahi mea kūʻai aku i kahi EV $150,000, makemake ka mea hana kaʻa e hōʻoia i ka ʻike hoʻoili uila e kūlike me ka ʻike hoʻokele. Hāʻawi kahi pahu paia DC branded i kahi "kaiaolaola" paʻa e kūkulu ana i ka kūpaʻa o ka brand a hoʻemi i ka "hopohopo ākea" ma ka hāʻawi ʻana i ka hoʻomaha "hopohopo wikiwiki".

9.5 Ka Waiwai Noʻonoʻo o "Zero Wait"

Ma waho aʻe o ka wikiwiki kino, aia kahi hoʻololi koʻikoʻi noʻonoʻo i ke ʻano o ka ʻike ʻana o ka mea nona ka hale i kā lākou kaʻa ke loaʻa iā lākou kahi pahu paia DC. Me kahi mea hoʻoili AC maʻamau, ʻike pinepine ʻia ke kaʻa he "palupalu" - kahi mea e pono ai ka mālama mau a lohi. Me kahi mea hoʻoili DC 25kW, ʻike ʻia ke kaʻa he "loaʻa." Hoʻemi kēia i ka ukana ʻike o ka nona ka EV, e wehe ana i ka pono no ka hoʻolālā pono ʻana i nā hana a me nā huakaʻi. No ka mea kūʻai aku waiwai, ʻo kēia maopopo noʻonoʻo ka hiʻohiʻona waiwai nui loa o ka ʻōnaehana holoʻokoʻa.

Mokuna 10: ʻĀina Hoʻoponopono a me ka Wā e Hiki Mai Ana o nā Kūlana Hoʻouku Akamai

I ka wā e oʻo ai ka ʻenehana no ka hoʻouka ʻana i ka DC noho, ke hakakā nei ke kaiapuni hoʻoponopono e mālama i ka wikiwiki. ʻO ka hoʻololi ʻana mai ka hoʻouka ʻana "naʻaupō" i ka launa pū ʻana o ka DC bi-directional e pono ai kahi hoʻonohonoho kūlike o nā lula e pili ana i nā kūlana kaʻa, nā code uila, a me nā protocol kamaʻilio pono.

10.1 Ke Kūlana ISO 15118-20: Ka ʻŌlelo Honua

ʻO ka hoʻomohala koʻikoʻi loa i ka wahi hoʻouka ʻana ʻo ia ke kūlana ISO 15118-20, i kapa pinepine ʻia ʻo "Plug & Charge" me ke kākoʻo bi-directional. ʻAe kēia protocol i:

• Hōʻoia ʻakomi:Hoʻomaopopo ke kaʻa iā ia iho i ka pahu paia DC ke hoʻokomo ʻia, e hoʻopau ana i ka pono no nā polokalamu a i ʻole nā ​​​​kāleka RFID.
• Hoʻokele Ukana Hoʻoikaika:Ke kamaʻilio kikoʻī e pili ana i ke kūlana o ka pila, ka mahana, a me nā pono e hoʻouka ai.
• Kākoʻo ʻelua-kuhikuhi:Hoʻonohonoho kūhelu ke kūlana i ka lulu lima e pono ai no V2H a me V2G, e hōʻoiaʻiʻo ana e hiki i kahi Ford EV ke kamaʻilio me kahi mea hoʻoili Wallbox a me kahi pilina grid Siemens me ka ʻole o nā pilikia hoʻohālikelike.

10.2 Ka Hoʻomohala ʻana o ke Code Uila: NEC a me IEC

Ke hōʻano hou ʻia nei nā code uila aupuni a me ka honua e hoʻokomo pū me nā "DC Microgrids."

• ʻAtikala NEC 706 (Nā ʻōnaehana mālama ikehu):Ma ʻAmelika Hui Pū ʻIa, hāʻawi ke Kānāwai Uila Lahui i nā alakaʻi maopopo e pili ana i ka mālama ʻana i kahi EV ma ke ʻano he ʻōnaehana mālama. Hoʻokomo pū kēia i nā koi no ka pani wikiwiki ʻana a me ka hoʻokumu ʻana i ka honua, ʻoi aku ka paʻakikī no nā ʻōnaehana DC ma mua o nā ʻōnaehana AC.
• Nā laka palekana:Pono nā pahu paia DC i ka ʻike ʻana i ka leaka honua a me ka pale ʻana i ka arc-flash. No ka mea, ʻaʻohe "zero-crossing" o nā arc DC e like me AC, ʻoi aku ka paʻakikī o ke kinai ʻana. Hoʻokomo pū nā mea hoʻoili uila a me nā mīkini hou i nā mea hoʻokaʻawale uila a me nā mīkini e hōʻoia i ka palekana o ka hale noho.

10.3 Hoʻohui Pūnaewele a me ka Ana ʻUpena

ʻO nā pono hana nā kiaʻi puka hope loa. No ka mea nona ka hale e hoʻohana iā V2G, pono ka pono hana e ʻāpono i ka "ʻaelike hoʻohui."

• IEEE 1547:Hoʻomalu kēia kūlana i ke ʻano o ka hoʻopili ʻana o nā kumuwaiwai ikehu i hoʻokaʻawale ʻia (e like me kahi EV i hoʻopili ʻia e DC) i ka grid. Hōʻoia ia inā e hāʻule ka grid, e hoʻōki ka EV i ka hānai ʻana i ka mana i nā laina e pale aku i nā limahana pono (anti-islanding).
• Nā Hana Hou o ka Bila:Ke ʻike nei mākou i ka piʻi ʻana o ke "Real-Time Pricing" (RTP). Ma kēia kumu hoʻohālike, ʻo ka DC wallbox kahi mea hana kālā, e kūʻai ana i ka ikehu ma nā kumukūʻai maikaʻi ʻole (maʻamau i nā wahi i kaumaha i ka makani) a kūʻai aku iā ia i ka wā o ke kaumaha kiʻekiʻe.

Mokuna 11: Nā Hiʻohiʻona Hoʻokō - Nā Haʻawina Hihia Honua Maoli

No ka hoʻokumu ʻana i kēia mau manaʻo loea i ka ʻoiaʻiʻo, e nānā kākou i ʻekolu mau hiʻohiʻona hoʻokō like ʻole kahi e hāʻawi ai nā pahu paia DC i ka waiwai hoʻololi.

Haʻawina Hihia A: ʻO ka Home Wao nahele Lā-Lawaiʻa (Arizona, USA)

Ka Hoʻonohonoho ʻana:He hale 4,000 kapuaʻi kuea me 15kW o ka ikehu lā ma luna o ka hale, kahi pahu pā DC 20kW, a me kahi EV 100kWh.Ka Pilikia:He kiʻekiʻe nā "uku koi" a ka ʻoihana kūloko a he haʻahaʻa ka hōʻaiʻē hoʻokuʻu aku i ka lā.ʻO ka Hoʻonā DC:Hoʻohana ka mea nona ka hale i ka pahu paia DC e hoʻopiʻi pololei i ka EV mai nā panela solar ma 15kW DC. Ma ka pale ʻana i ka pohō hoʻololi AC-DC a me ka "middleman" pono, loaʻa i ka home he 95% o ka hoʻohana ponoʻī ʻana o ka lā. I ka wā kiʻekiʻe o ke ahiahi (4 PM - 8 PM), hāʻawi ka pahu paia DC i 8kW o ke kākoʻo V2H, e hoʻoikaika ana i ka AC a me nā pamu wai. Hoʻopau kēia i ka pono no kahi ʻōnaehana pila paʻa $20,000, e mālama ana i ke kapikala nui o ka mea nona ka hale me ka hōʻoia ʻana ua mākaukau kā lākou kaʻa no ka hele ʻana i ke kakahiaka.

Haʻawina Hihia B: Ka Hale Noho Hanohano Multi-Unit (Ladana, UK)

Ka Hoʻonohonoho ʻana:He hale noho kiʻekiʻe me 10 mau wahi kaʻa, ua lako kēlā me kēia me kahi keʻena mana DC 50kW i kaʻana like ʻia a me nā "ʻāpana poʻo" pākahi.Ka Pilikia:Ua kaupalena ʻia ka lako uila holoʻokoʻa o ka hale. ʻO ke kau ʻana i nā mea hoʻoili uila 10 x 22kW AC e koi ai i kahi hoʻonui nui ʻana o ke kahua kikowaena he miliona miliona paona.ʻO ka Hoʻonā DC:Hoʻohana ka hale i kahi waihona mana DC kikowaena. Ma kahi o 10 mau ʻāpana AC kaʻawale, hoʻokaʻawale ka ʻōnaehana i ka mana 50kW DC i nā kaʻa e pono nui ai. Ma muli o ka hoʻokele kikohoʻe ʻia ʻana o ka hoʻouka ʻana o DC a me ka hana pono loa, hiki i ka hale ke kākoʻo i 10 EV ma ka hānai pono e kū nei. Makemake nā kamaʻāina i ka ʻike "concierge" o ka wikiwiki hoʻouka 25kW, kahi mea hiki ʻole me nā ʻōnaehana hale AC maʻamau.

Haʻawina Hihia C: ʻO ka "Pakele" mamao ma waho o ka Grid (Scottish Highlands)

Ka Hoʻonohonoho ʻana:He hale hoʻokipa mamao e hoʻoikaika ʻia ana e kahi turbine micro-hydro a me kahi mea hana makani liʻiliʻi.Ka Pilikia:He palupalu ka micro-grid a ʻaʻole hiki ke lawelawe i ke "inrush current" o nā ʻōnaehana hoʻoiho AC kuʻuna.ʻO ka Hoʻonā DC:Hana ka pahu paia DC ma ke ʻano he buffer akamai. Huki ia i kahi kahawai DC paʻa a haʻahaʻa mai ka ʻōnaehana hydro/wind i loko o kahi pākahi buffer liʻiliʻi, a laila "hoʻokuʻu" i kēlā ikehu i loko o ka EV ma 20kW DC ke pono. ʻO ka mana pololei o ka mea hoʻoili DC e pale aku i ka hiolo ʻana o ka micro-grid, e hiki ai ke loaʻa ka EV ma nā kihi mamao loa o ka honua.

Mokuna 12: Nā Pilikia ʻenehana a me nā Hoʻolālā Hoʻēmi

ʻOiai he nui nā pono, ʻaʻole nele nā ​​​​alanui i ke ala i ka hoʻouka uila DC no nā hale noho āpau. ʻO ke kamaʻilio ʻana i kēia mau pilikia ke kumu o ka R&D o kēia manawa ma ka ʻoihana.

12.1 Ka Walaʻau Alapine Kiʻekiʻe a me ka Hoʻohālikelike Electromagnetic (EMC)

ʻO ka hoʻohana ʻana i kahi mea hoʻololi SiC 20kW ma 200kHz i loko o kahi hale kaʻa noho hiki ke hana i ka walaʻau electromagnetic koʻikoʻi. Inā ʻaʻole i pale pono ʻia, hiki i kēia walaʻau ke hoʻopilikia i ka Wi-Fi home, nā hōʻailona kelepona, a me ka pūʻulu sensor ponoʻī o ke kaʻa.Hoʻēmi ʻana:Hoʻohana nā mea hana alakaʻi i nā kānana EMI multi-stage a me ka hoʻololi "spread-spectrum". Ma ka hoʻololi iki ʻana i ke alapine hoʻololi ma mua o ka noho ʻana ma kahi piko paʻa hoʻokahi, ua hoʻolaha ʻia ka "walaʻau" ma kahi hui ākea, e hōʻemi ana i ka hoʻopilikia piko i nā pae e kūlike me nā kūlana FCC a me CE noho paʻa.

12.2 Grid Harmonics a me ka Mana Mana

Hiki i nā mea hoʻoili uila DC nui ke hoʻokomo i nā "harmonics" i loko o ka panela uila. ʻO kēia nā hoʻololi ʻana o ka nalu sine maʻemaʻe a ka mea hana e hāʻawi ai. Hiki i ka hoʻololi harmonic kiʻekiʻe ke hana i nā motika ʻē aʻe (e like me nā mea i loko o nā pahu hau a i ʻole nā ​​​​mīkini holoi) e holo wela a hāʻule mua.Hoʻēmi ʻana:Hoʻohana nā pahu paia DC i nā kaapuni Active Power Factor Correction (APFC). Hōʻoia kēia mau kaapuni e kūlike pono ana ke au i huki ʻia mai ka grid me ke voltage, e mālama ana i ka "Power Factor" o >0.99 a mālama i ka total harmonic distortion (TTHD) o ka home ma lalo o nā palena i wehewehe ʻia e IEEE 519 a me IEC 61000-3-2. Me ka mana ma luna o 0.99 a me ka THD ma lalo o 5% ma ka ukana piha, ʻo kahi pahu paia SiC hou he hoʻomaikaʻi maoli ia i ka maikaʻi o ka mana home: hoʻoponopono ka hopena mua o APFC i ka huki o kēia manawa i mea e ʻike ai nā mīkini i hoʻopili ʻia i kahi nalu maʻemaʻe ma mua o nā mea uila o ka hale.

12.3 Ka Hoʻokele Wela ma ka Pā Hale Noho

Hoʻopili ka pahu paia 20kW DC i ka nui o ka wela i loko o kahi ʻano i hoʻolālā ʻia e noho i loko o kahi hale kaʻa. ʻO ka pono o ka SiC ka mea koʻikoʻi ma ʻaneʻi. Ma ka pono 97-98%, hoʻopau kahi ʻāpana 20kW ma kahi o 400-600W o ka wela - e kūʻē i ka 1,000W a ʻoi aku paha no kahi hoʻolālā silicon like. ʻO kēlā ʻokoʻa e hiki ai i ka pahu paia ke hoʻohana i ka hoʻoluʻu convection kūlohelohe i hoʻopaʻa ʻia, ʻaʻohe peʻahi i ka hapa nui o nā aniau, e hoʻopau ana i kahi hemahema maʻamau i ka lako hoʻouka: nā peʻahi i paʻa i ka lepo a me kā lākou walaʻau pili.

No nā hoʻonohonoho ʻana i loko o nā hale kaʻa i hoʻopaʻa ʻole ʻia, he mea nui ka envelope thermal. Hoʻemi maikaʻi ʻia ke kahua mana o ka mea hoʻoili: i ka piʻi ʻana o ka mahana ambient ma luna o 40°C (104°F), hoʻemi koke ka ʻāpana i ka mana hoʻopuka i nā ʻāpana mālie, e pale ana i nā ʻāpana kūloko me ka hoʻomau ʻana i ka hoʻouka ʻana i ke kaʻa ma kahi helu i hoʻemi ʻia. ʻIke mau ka mea hoʻokele i ke kūlana o kēia manawa ma o ka polokalamu hoa, kahi e hōʻike ai i ka mana hoʻouka a me ka headroom thermal.

12.4 Palekana, Palapala Hōʻoia, a me ka Nānā Home Holoʻokoʻa

Pono ka hoʻouka ʻana o ka DC noho hale i ka palekana like me nā lako hana pono. Loaʻa i ka pahu paia ka pale ʻana i ka hewa honua, ka ʻike ʻana i ka hewa arc, a me kahi RCD "Type B" (mea hana o kēia manawa) hiki ke ʻike i nā kahe leaka DC i hala ʻole i nā RCD AC-wale nō. ʻO ka pani ʻana o ka wela ma luna, ka pale ʻana i ka polarity hoʻohuli, a me nā mea hoʻopili redundant e hōʻoia i ka palekana o ke ʻano hāʻule ʻino loa, kahi hoʻokaʻawale i kāohi ʻia - ʻaʻole loa he arc i kāohi ʻole ʻia.

ʻO ke koʻikoʻi, kamaʻilio ka pahu paia ma o OCPP me ka ʻōnaehana hoʻokele ikehu o ka mea nona ka hale. Ke hoʻohui ʻia me ka lā ma luna o ka hale a me kahi pila home, hiki iā ia ke hoʻopiha i ke kaʻa mai ka lā keu wale nō, hoʻokuʻu aku i ka mana i ka home (V2H) i ka wā o nā uku pono kiʻekiʻe, a hoʻokahe i ka ukana i ka wā o nā pilikia grid. ʻO ka hopena he mea hana ikehu hoʻokahi, i hoʻonohonoho ʻia ma mua o kahi hōʻiliʻili o nā mea hana kūʻokoʻa - a me kahi home e hoʻomau i kāna mau kukui i ka wā ʻaʻole ka grid.

He mea nui ka maʻalahi o ke kau ʻana.Hoʻopili kahi pahu paia 20kW DC i hoʻolaʻa ʻia i ka panela o ka home ma o kahi mea haki ʻekolu-paepae a i ʻole ka mea haki ʻāpana-ʻāpana, a hoʻopau ka mika ikehu i kūkulu ʻia o ka mea hoʻoili i ka pono no kahi hoʻonohonoho CT-clamp kaʻawale i ka hapa nui o nā hoʻonohonoho. Inā hoʻihoʻi ʻia i loko o kahi hale kaʻa i hoʻopau ʻia a i kuhikuhi ʻia no ke kūkulu hou ʻana, ʻo ke ʻano lahilahi i kau ʻia ma ka paia a me ke kau pedestal koho e hāʻawi i nā mea nona ka home a me nā mea uila i ka maʻalahi - a kākoʻo ʻia kēlā me kēia hoʻonohonoho e CE, UL, a me nā palapala hōʻoia kūloko e maʻalahi ai ka ʻae ʻana.

Nā Manaʻo Koʻikoʻi

• Hoʻopaʻa nā wēlau mua o APFC i ka mana kumu ma luna o 0.99 a me ka distortion harmonic i loko o nā palena IEEE 519, e pale ana i nā mīkini hale.
• ʻO ka pono kiʻekiʻe o SiC e hiki ai i nā hoʻolālā hale noho me ka ʻole o ka peʻahi, convection-cooling me ka derating thermal nani.
• ʻO nā RCD ʻAno B, ka ʻike ʻana i nā hewa arc, a me ka hoʻokele ikehu e pili ana i ka OCPP e hoʻolilo i ka wallbox i mea hana home palekana a pili i ka grid.
• Hoʻololi ka mana V2H i ke kaʻa i kumu mana kope, e hāʻawi ana i ke ahonui maoli i ka wā o nā pau ʻana o ka mana.

E hoʻokaʻaʻike iā MIDA Power

Ua hana ʻia nā mea hoʻoili pahu DC o MIDA Power — mai 20kW a i 60kW — no ka mākeke noho a me nā ʻoihana liʻiliʻi me nā pae mana SiC, ka mākaukau Plug & Charge ISO 15118, a me ka hoʻokō piha ʻana o OCPP 1.6J/2.0.1. No ka loaʻa ʻana o nā pepa ʻikepili, nā alakaʻi hoʻonohonoho, a i ʻole kahi ʻōlelo no kāu papahana, e kelepona i kā mākou hui kūʻai aku. E kōkua kā mākou mau ʻenekinia iā ʻoe e hoʻonohonoho i ka nui o ka pahu paia kūpono no kou hiki ke hoʻohana ʻia e ka panela, ka pūʻulu lā, a me ka hoʻonohonoho ʻana o ka pila home.