Kev Nqis Peev rau Wallbox DC Home Chargers: SiC Efficiency, V2H Resilience, thiab Sustainability

Kev Hloov Pauv Txog Kev Siv Hluav Taws Xob Zoo Tshaj Plaws ntawm Kev Mus Los Hauv Tsev: Vim Li Cas Kev Nqis Peev rau Wallbox DC Home Chargers Dhau Qhov Kev Txwv ntawm OBC, Pab Kom Muaj Kev Ruaj Ntseg V2H/V2G, Thiab Ua Kom Siv Hluav Taws Xob Tau Zoo Tshaj Plaws los ntawm SiC Technology rau Kev Nyob Ruaj Khov Yav Tom Ntej

Abstract

Kev hloov pauv thoob ntiaj teb mus rau kev siv hluav taws xob tab tom nkag mus rau theem thib ob, uas nyuaj dua. Thaum kaum xyoo thawj zaug tsom mus rau kev siv tsheb thiab kev tsim kho vaj tse rau pej xeem, kaum xyoo tam sim no yog txhais los ntawm kev ua kom zoo dua ntawm lub ecosystem them hluav taws xob hauv tsev. Lub plawv ntawm qhov kev hloov pauv no yog Wallbox DC Home Charger. Ib txwm muaj, kev them hluav taws xob hauv tsev yog thaj chaw ntawm Alternating Current (AC) Level 2 chaw nres tsheb, uas vam khom lub tsheb sab hauv On-Board Charger (OBC). Txawm li cas los xij, cov kev txwv ntawm OBC—uas yog qhov hnyav, ntim, thiab tus nqi—tau tsim kom muaj kev cuam tshuam rau tiam tom ntej ntawm cov tsev tsis muaj zog.

Tsab xov xwm no muab 6,000 lo lus piav qhia txog kev siv tshuab, hluav taws xob, thiab kev lag luam zoo dua ntawm DC phab ntsa. Peb tshawb nrhiav seb cov khoom siv no hla OBC li cas los muab kev them sai dua thiab ua haujlwm tau zoo dua; lawv siv Silicon Carbide (SiC) semiconductors li cas los txo qhov kev poob cua sov; thiab vim li cas lawv thiaj li yog lub hauv paus tseem ceeb rau kev siv Tsheb-rau-Tsev (V2H) thiab Tsheb-rau-Grid (V2G). Ntxiv mus, peb tshuaj xyuas kev koom ua ke ntawm DC chargers rau hauv Tsev Lub Zog Tswj Xyuas Systems (HEMS), lawv lub luag haujlwm hauv kev tsim khoom kim heev, thiab txoj kev mus sij hawm ntev ntawm tus nqi-txiaj ntsig raws li qhov ntsuas ntau lawm.

Tshooj 1: Kev Hloov Pauv Hauv Kev Them EV Hauv Tsev - Los Ntawm AC Utility Mus Rau DC Intelligence

Keeb kwm ntawm kev them fais fab rau lub tsheb fais fab (EV) yog ib qho kev sib haum xeeb. Thaum ntxov ntawm lub caij EV niaj hnub no, lub hom phiaj tseem ceeb tsuas yog xyuas kom meej tias lub tsheb tuaj yeem rov qab them tau ib hmos los ntawm kev siv cov khoom siv hluav taws xob hauv tsev uas twb muaj lawm. Qhov no ua rau muaj kev tswj hwm ntawm kev them AC. Hauv kev teeb tsa AC, lub thawv phab ntsa yog qhov tseem ceeb ntawm lub qhov hloov pauv kev nyab xeeb (EVSE - Khoom Siv Fais Fab Rau Tsheb) uas xa hluav taws xob AC ncaj qha mus rau lub tsheb. Qhov hnyav - hloov lub zog AC ntawd mus rau hauv lub zog DC uas lub roj teeb xav tau - yog ua los ntawm lub tsheb On-Board Charger (OBC).

Txawm hais tias kev them hluav taws xob AC yog qhov pheej yig rau kev teeb tsa, nws tseem tsawg heev. Thaum lub peev xwm ntawm lub roj teeb loj hlob ntawm 60kWh mus rau 100kWh thiab ntau dua, lub sijhawm uas yuav tsum tau them ntawm 7kW lossis 11kW AC dhau los ua qhov teeb meem rau cov tsev neeg siv hluav taws xob ntau. Qhov tseem ceeb tshaj, tus qauv AC kho lub EV ua lub nra hnyav - lub "sink" rau lub zog.

Nkag mus rau Wallbox DC Home Charger. Los ntawm kev tsiv cov txheej txheem hloov AC-rau-DC tawm ntawm lub tsheb thiab mus rau hauv ib chav tsev uas tau teeb tsa rau ntawm phab ntsa, peb qhib qhov tshiab ntawm kev ua tau zoo. Qhov kev hloov pauv no sawv cev rau kev hloov pauv ntawm "AC Utility" mus rau "DC Intelligence." Lub DC wallbox tsis yog tsuas yog lub charger xwb; nws yog lub chaw khaws hluav taws xob zoo heev. Nws sib txuas lus ncaj qha nrog Battery Management System (BMS), muab kev tswj hwm hluav taws xob thiab tam sim no kom meej uas hla dhau qhov kev txwv sab hauv ntawm lub tsheb.

Tshooj no tshuaj xyuas cov macro-trends uas tsav qhov kev hloov pauv no:

1. Kev Nrhiav Kev Ceev:Cov tsheb fais fab siab tam sim no txhawb nqa 800V architectures. Cov AC chargers tsis tuaj yeem siv qhov ceev no hauv tsev. DC wallboxes, txawm tias nyob rau qib fais fab hauv tsev qis dua (piv txwv li, 20kW txog 30kW), muab kev txhim kho tseem ceeb dua li cov qauv 7kW AC units.
2. Kev Tswjfwm Zog:Qhov kev nce ntxiv ntawm lub zog hnub ci thiab roj teeb hauv tsev tsim kom muaj "DC ecosystem." Kev hloov DC lub zog hnub ci mus rau AC rau lub tsev, tom qab ntawd rov qab mus rau DC rau lub tsheb, muaj ntau qhov kev poob hloov pauv. Ib puag ncig hauv tsev uas muaj DC, nrog lub thawv phab ntsa DC nyob hauv nws lub hauv paus, txo cov "se hloov pauv."
3. Lub Grid Ntse:Thaum cov chaw muab hluav taws xob hloov mus rau kev teem sijhawm siv thiab cov kev pab cuam teb rau qhov xav tau, kev tswj hwm me me uas muab los ntawm DC systems tso cai rau cov tswv tsev koom nrog kev ruaj khov ntawm lub grid zoo dua li cov teeb tsa AC ib txwm muaj.

Tshooj 2: Kev Sib Txawv ntawm Kev Siv Tshuab - Dhau ntawm On-Board Charger (OBC) Bottleneck

Yuav kom nkag siab tias vim li cas DC them hluav taws xob hauv tsev thiaj li hloov pauv tau, ib tug yuav tsum xub nkag siab txog "OBC Bottleneck." Txhua lub tsheb EV uas them AC muaj lub On-Board Charger. Cov khoom no yog lub inverter fais fab uas siv 120V lossis 240V AC thiab kho nws mus rau DC voltage ntawm lub roj teeb.

Txawm li cas los xij, OBC yog tus raug tsim txom ntawm kev kawm txog lub tsheb. Vim tias nws yuav tsum taug kev nrog lub tsheb, nws raug rau cov kev txwv nruj heev:

• Qhov hnyav thiab ntim:Txhua kilogram ntawm OBC yog ib kilogram ntawm qhov hnyav uas ua rau lub tsheb tsis muaj zog. Yog li ntawd, feem ntau cov chaw tsim khoom txwv OBC ntawm 7kW lossis 11kW kom txuag tau qhov chaw thiab qhov hnyav.
• Kev Tswj Xyuas Kub:Kev hloov 11kW ntawm lub zog tsim kom muaj cua sov ntau. Lub voj voog txias ntawm lub tsheb yuav tsum tshem tawm qhov cua sov no, uas siv zog ntxiv.
• Tus nqi:Cov OBCs muaj zog heev (piv txwv li, 22kW) kim heev rau kev tsim khoom thiab feem ntau raug txo qis rau cov qauv khoom kim heev lossis kev hloov kho dua tshiab.

Thaum koj siv Wallbox DC Home Charger, OBC raug hla mus tag nrho. Lub DC wallbox txuas ncaj qha rau lub roj teeb ntawm lub tsheb los ntawm DC pins ntawm CCS lossis NACS connector. Qhov no muaj ntau qhov cuam tshuam tob:

2.1 Lub zog ceev dua yam tsis muaj qhov hnyav ntawm lub tsheb

Los ntawm kev muab cov khoom siv hloov pauv rau ntawm phab ntsa ntawm lub tsev rau tsheb, cov kws ua haujlwm tsis raug txwv los ntawm qhov hnyav ntawm lub tsheb lawm. Peb tuaj yeem siv cov inductors loj dua, cov capacitors ruaj khov dua, thiab cov tshuab cua txias zoo dua. Qhov no tso cai rau kev them hluav taws xob hauv tsev ntawm 15kW, 20kW, lossis txawm tias 25kW - qhov ceev uas yuav tsis yooj yim rau kev koom ua ke rau hauv lub tsheb nws tus kheej.

2.2 Kev Ua Tau Zoo Dua

Feem ntau qhov ua tau zoo ntawm OBC nyob ib puag ncig 85% txog 92%. Qhov poob "mus-mus" yog qhov tseem ceeb thaum koj xav txog ntau txhiab lub voj voog them nyiaj dhau ib xyoo caum. DC phab ntsa, siv cov khoom siv qib kev lag luam thiab kev txias tshwj xeeb, tuaj yeem ua tiav qhov ua tau zoo tshaj 96%. Los ntawm kev hla lub tsheb lub rectifier sab hauv, lub zog mus ncaj qha los ntawm lub grid (lossis lub hnub ci) mus rau hauv cov tshuaj cia ntawm lub roj teeb nrog tsawg kawg nkaus pov tseg.

2.3 Kev Ntseeg Tau thiab Kev Pabcuam Tau

Yog tias OBC tsis ua haujlwm, lub tsheb yuav raug daig thiab yuav tsum tau kho kim heev thiab nyuaj ntawm lub khw muag khoom. Yog tias lub DC wallbox tsis ua haujlwm, lub tsheb tseem tuaj yeem them tau ntawm chaw nres tsheb pej xeem lossis ntawm lub tshuab them hluav taws xob AC thaub qab, thiab lub wallbox nws tus kheej tuaj yeem kho lossis hloov los ntawm tus kws hluav taws xob yam tsis tau kov cov khoom sab hauv ntawm lub tsheb uas muaj hluav taws xob siab.

Tshooj 3: Cov txiaj ntsig ntawm Electrochemical - Kev ua kom lub roj teeb siv tau ntev thiab ua haujlwm tau zoo

Ib qho kev nkag siab yuam kev feem ntau yog tias "DC charging tsis zoo rau cov roj teeb." Thaum lub sijhawm them DC rau pej xeem ceev heev (350kW+) tuaj yeem ua rau muaj kev ntxhov siab thermal,Kev them hluav taws xob DC hauv tsev(nyob rau hauv 10kW txog 25kW ntau yam) yog qhov tseeb electrochemical "qab zib qhov chaw" uas muaj ntau qhov zoo dua li AC them.

3.1 Kev Ntsuas Qhov Dav ntawm Lub Plawv (PWM) thiab Kev Tswj Ripple

Cov txheej txheem hloov AC-rau-DC hauv lub tsheb OBC feem ntau tsim "ripple current" - kev hloov pauv me me hauv DC tso zis uas tuaj yeem ua rau muaj cua sov me me hauv cov roj teeb cell. Cov khoom siv DC phab ntsa siab siv cov txheej txheem digital signal processors (DSPs) siab heev los muab cov teeb liab DC "huv dua". Qhov kev ruaj khov no txo ​​qhov kev poob ntawm kev tiv thaiv sab hauv hauv cov roj teeb Li-ion thaum lub sijhawm them.

3.2 Cov Kab Ntsig Them Nqi Dynamic

Thaum them los ntawm AC, lub tsheb BMS yuav tsum thov lub zog los ntawm OBC, uas tom qab ntawd rub los ntawm phab ntsa. Qhov kev sib txuas lus ntau kauj ruam no tuaj yeem muaj latency. Lub DC phab ntsa sib txuas lus nrog BMS los ntawm ISO 15118 protocol. Qhov no tso cai rau qhov nkhaus them hluav taws xob ntau dua thiab teb tau zoo dua. Yog tias BMS pom tias muaj qhov kub nce me ntsis hauv ib lub cell module tshwj xeeb, lub DC phab ntsa tuaj yeem kho qhov tam sim no tam sim ntawd, meej dua li OBC ua tau.

3.3 Kev txo qhov "Heat Conversion"

Thaum lub sijhawm them AC, cov cua sov uas OBC tsim tawm feem ntau raug xa mus rau lub roj teeb vim tias lawv sib koom ua ke lub voj voog txias thiab nyob ze. Qhov cua sov thib ob no tuaj yeem ua rau cov electrolyte puas tsuaj sai dua. Los ntawm kev txav cov txheej txheem hloov pauv cua sov mus rau lub thawv phab ntsa, lub roj teeb ntawm lub tsheb tseem txias dua thaum lub sijhawm them, khaws cia kev noj qab haus huv ntawm SEI (Solid Electrolyte Interphase) txheej ntawm lub anode.

Hauv kev xaus lus, kev them DC hauv tsev muab qhov ceev ntawm lub charger ceev nrog "kev mos mos" ntawm lub charger qeeb, tag nrho thaum tswj hwm kev ruaj khov electrochemical zoo dua rau lub neej ntawm lub roj teeb.

Tshooj 4: Silicon Carbide (SiC) Technology - Lub Plawv ntawm Kev Hloov Pauv Ultra-High Efficiency

Qhov khoom xyaw zais cia uas ua rau cov thawv ntsa DC niaj hnub no ua tau rau hauv tsev yog kev hloov pauv ntawm Silicon (Si) MOSFETs thiab IGBTs ib txwm mus rau Silicon Carbide (SiC) semiconductors. SiC yog cov khoom siv dav dav (WBG) uas tau hloov pauv qhov xwm txheej ntawm lub zog hluav taws xob.

4.1 Cov Khoom Siv Bandgap Zoo Tshaj Plaws

Silicon Carbide qhov bandgap yog kwv yees li peb npaug ntau dua li cov silicon ib txwm muaj. Qhov no tso cai rau SiC cov khoom siv ua haujlwm ntawm qhov hluav taws xob thiab qhov kub siab dua. Hauv DC phab ntsa, qhov no txhais tau tias lub tshuab tuaj yeem ua tau raws li 400V lossis 800V cov kev xav tau ntawm cov roj teeb EV niaj hnub nrog ib feem me me ntawm cov khoom siv.

4.2 Txo Kev Poob Hloov

Qhov zoo tshaj plaws ntawm SiC hauv lub charger hauv tsev yog qhov txo qis kev poob ntawm kev hloov pauv. Cov hloov pauv silicon ib txwm poob zog txhua zaus lawv qhib thiab kaw, feem ntau yog vim lawv lub sijhawm teb qeeb dua thiab muaj peev xwm ntau dua. Cov hloov pauv SiC tuaj yeem ua haujlwm ntawm cov zaus siab dua (feem ntau siab dua 10 npaug ntawm silicon). Qhov kev hloov pauv zaus siab no tso cai rau:

• Cov Magnets Me Me:Vim tias qhov zaus hloov pauv siab dua, cov inductors thiab transformers hauv lub thawv phab ntsa tuaj yeem me dua thiab sib dua. Qhov no yog qhov ua rau lub charger DC 20kW me txaus kom dai rau ntawm phab ntsa hauv tsev rau tsheb es tsis yog lub txee loj li lub tub yees.
• Kev Ua Haujlwm Zoo Dua:SiC txo qhov poob hluav taws xob txog li 80% piv rau kev hloov pauv silicon. Rau cov tswv tsev, qhov no txhais tau tias cov nqi hluav taws xob tsawg dua thiab pov tseg cua sov tsawg dua.

4.3 Kev Tswj Xyuas Kub thiab Kev Ntseeg Tau

Vim tias SiC ua haujlwm tau zoo dua, nws tsim cua sov tsawg dua. Cua sov tsawg dua txhais tau tias lub thawv phab ntsa yuav tsis xav tau cov kiv cua txias uas nrov nrov, thiab yuav tsum tau saib xyuas ntau. Ntau lub thawv phab ntsa DC uas siv SiC tuaj yeem siv cov kua txias tsis siv neeg lossis cov qauv tsim cua sov siab heev. Qhov no ua rau lub neej ntawm cov khoom siv hluav taws xob ntev dua, vim tias kev hloov pauv cua sov yog qhov ua rau cov khoom tsis ua haujlwm hauv cov kab ke fais fab.

4.4 Kev Tshawb Fawb Sib Piv: Si vs. SiC hauv Cov Ntawv Thov Hauv Tsev

Yuav kom paub tseeb tias SiC muaj txiaj ntsig zoo, ib tug yuav tsum saib cov kev txhim kho kom ntau. Hauv lub tshuab hloov pauv 20kW ib txwm muaj:

• Kev txo qis ntawm cov cim taw qhia:Ib lub tshuab ua los ntawm silicon yuav xav tau lub thawv loj 15-liter los tso cov kiv cua txias thiab cov inductors loj. Ib lub tshuab ua los ntawm SiC tuaj yeem haum rau hauv lub thawv loj 4-liter, uas txo tau 73%.
• Kev Hloov Zaus:Feem ntau, cov Silicon IGBTs tsuas yog siv tau rau 20kHz txog 30kHz xwb vim muaj kev txwv ntawm thermal. SiC MOSFETs ua haujlwm tau zoo ntawm 100kHz txog 300kHz. Qhov no tsis yog tsuas yog kev ntsuas kev txawj ntse xwb; nws ncaj qha cuam tshuam rau qhov hnyav ntawm cov xov tooj liab hauv cov transformers, uas yog ib feem tseem ceeb ntawm daim ntawv teev cov ntaub ntawv (BOM).
• Kev ua haujlwm zoo ntawm qhov thauj khoom ib nrab:Feem ntau cov chargers hauv tsev ua haujlwm ntawm qhov thauj khoom ib nrab (piv txwv li, 5kW es tsis yog 20kW) rau feem ntau ntawm lawv lub neej. SiC tswj tau qhov ua haujlwm siab (94% +) txawm tias ntawm 20% thauj khoom, thaum silicon efficiency feem ntau poob qis mus rau qis 80s lossis siab 70s ntawm cov qib fais fab qis.

4.5 Qhov Cuam Tshuam ntawm Kev Caij Tsheb Kauj Vab Thermal rau Lub Neej

Cov chaw them fais hauv tsev nyob yuav raug rau qhov chaw ib puag ncig hnyav - chaw nres tsheb txias thaum lub caij ntuj no thiab chaw kub heev thaum lub caij ntuj sov. Cov khoom siv silicon semiconductors muaj kev cuam tshuam zoo rau qhov kub thiab txias hloov pauv. Txhua zaus lub chaw them fais silicon pib, cov khoom sab hauv nthuav dav thiab cog lus. Ntau txhiab lub voj voog, qhov no ua rau lub zog solder thiab kev ua tsis tiav ntawm cov xov hlau. SiC qhov bandgap dav thiab kev ua haujlwm thermal siab txhais tau tias qhov kub thiab txias sab hauv tseem ruaj khov dua, ua rau MTBF (Lub Sijhawm Nruab Nrab Ntawm Kev Ua Tsis Tau Zoo) ntawm lub cuab yeej nce ntxiv los ntawm 5 xyoos rau ntau tshaj 12 xyoos.

Tshooj 5: Cov Khoom Siv Hluav Taws Xob Wallbox DC ua lub Rooj Vag rau V2H (Tsheb-mus-Tsev) thiab V2G (Tsheb-mus-Grid)

Tej zaum qhov laj thawj tseem ceeb tshaj plaws los nqis peev rau hauv lub thawv DC phab ntsa yog nws lub luag haujlwm ua tus pab txhawb nqa kev ntws hluav taws xob ob txoj kev. Txawm hais tias qee lub tshuab AC ob txoj kev muaj nyob, lawv raug txwv los ntawm cov khoom siv sab hauv ntawm lub tsheb. Kev them hluav taws xob ob txoj kev DC yog tus qauv kub rau kev ua kom lub zog ruaj khov.

5.1 Lub Tsheb Ua Lub Roj Teeb Rau Tsev Neeg (V2H)

Feem ntau, lub roj teeb EV niaj hnub no tuav tau ntawm 60kWh thiab 100kWh ntawm lub zog. Qhov no txaus rau lub tsev neeg nruab nrab siv tau peb txog tsib hnub. Txawm li cas los xij, txhawm rau siv lub zog no los muab hluav taws xob rau koj lub tsev thaum tsaus ntuj, koj xav tau ib txoj hauv kev los rub lub zog DC tawm ntawm lub roj teeb thiab hloov nws rov qab mus rau AC rau koj lub tsev cov voj voog. Lub thawv phab ntsa DC ua haujlwm ua lub rooj vag no. Vim tias nws hla OBC, nws tuaj yeem rub lub zog ncaj qha los ntawm lub pob roj teeb, tig nws mus rau 240V AC, thiab pub nws rau hauv lub vaj huam sib luag hluav taws xob hauv tsev (ntawm lub qhov hloov pauv). Qhov no hloov lub EV mus rau hauv lub "Powerwall" loj heev, txav tau, muab lub peev xwm ntau dua li lub roj teeb hauv tsev tshwj xeeb ntawm tus nqi qis dua.

5.2 Kev Ruaj Ntseg ntawm Grid thiab Cov Nyiaj Tau Los (V2G)

Tsheb-rau-Grid (V2G) coj qhov no mus ib kauj ruam ntxiv. Hauv qhov xwm txheej V2G, lub DC phab ntsa sib txuas lus nrog tus neeg muab kev pabcuam hluav taws xob. Thaum lub sijhawm muaj kev thov ntau tshaj plaws, lub grid tuaj yeem "qiv" me me ntawm lub zog los ntawm ntau txhiab lub tsheb EVs nres. Tus tswv tsev feem ntau tau txais nyiaj rau qhov kev pabcuam no, ua rau lawv txo qis tag nrho lawv cov nqi ntawm kev muaj. DC phab ntsa zoo dua rau V2G vim tias lawv muab lub sijhawm teb sai dua thiab muaj zog ntau dua. Yog tias lub grid xav tau kev txhaj tshuaj tam sim ntawd ntawm 20kW kom tiv thaiv kev tsaus ntuj, lub DC phab ntsa tuaj yeem muab nws tam sim ntawd, thaum tus qauv AC OBC yuav raug txwv rau 7kW thiab tej zaum yuav tsis txhawb nqa ob-directional ntws.

5.3 Cov Chaw Tsim Hluav Taws Xob Virtual (VPP)

Cov chaw them fais DC tso cai rau cov tswv tsev koom nrog Virtual Power Plants. Los ntawm kev sib sau ua ke ntau pua lub tsev txuas nrog DC, tus thawj tswj hwm VPP tuaj yeem muab peev xwm tseem ceeb rau kev lag luam muag khoom lag luam wholesale. Qhov no tsim ib qho "kev lag luam hluav taws xob" tshiab rau cov neeg nyob hauv tsev, qhov twg EV yog ib qho khoom muaj nqis es tsis yog ib qho kev siv nyiaj tsis siv zog.

5.4 Lub Tswv Yim Tiv Thaiv "Xeev ​​Them Nqi" (SoC)

Ib qho ntawm cov yam ntxwv zoo ntawm DC V2G systems yog lub peev xwm los tswj lub roj teeb lub zog thaum txhawb nqa lub grid. Tsis zoo li AC-based systems uas yuav "hammer" lub roj teeb nrog cov voj voog tsis tob thiab tsis ua haujlwm zoo, DC wallbox tuaj yeem ua "precision discharging." Nws tuaj yeem rho tawm qhov ntau ntawm lub zog uas lub grid thov thaum ua kom lub roj teeb tsis poob qis dua qhov txwv uas tus neeg siv txhais (piv txwv li, 20% SoC), thiab nws ua li ntawd ntawm qhov tso tawm zoo tshaj plaws uas txo qis kev tiv thaiv sab hauv cua sov.

Tshooj 6: Kev Sib Koom Tes Sib Sib Nrog Cov Txheej Txheem Tswj Xyuas Zog Hauv Tsev (HEMS) thiab Cov Khoom Siv Rov Ua Dua Tshiab

Lub Wallbox DC charger tsis yog ib lub khoom siv uas sawv ntawm nws tus kheej; nws yog ib qho tseem ceeb hauv "Lub Tsev Ntse ntawm xyoo 2030." Thaum koom ua ke nrog Lub Tsev Tswj Xyuas Zog Hauv Tsev (HEMS), lub DC wallbox yuav dhau los ua tus thawj coj tseem ceeb ntawm kev sib npaug zog ntawm tsev neeg.

6.1 Lub Tswv Yim "DC Bus"

Cov tsev uas ruaj khov rau yav tom ntej tab tom hloov mus rau lub tsev DC-primary. Cov vaj huam sib luag hnub ci tsim cov DC. Cov roj teeb hauv tsev khaws cov DC. Cov tsheb EV siv DC. Hauv tsev AC ib txwm muaj, lub zog raug hloov pauv rov qab los (DC -> AC -> DC -> AC), nrog rau kev poob 3-5% ntawm txhua kauj ruam. Lub thawv phab ntsa DC tso cai rau kev sib txuas ncaj qha. Lub zog DC uas tsim los ntawm hnub ci tuaj yeem xa ncaj qha mus rau lub roj teeb EV yam tsis tau dhau los ntawm AC inverter. Lub zog them hluav taws xob hnub ci "Direct-to-EV" no yog qhov zoo tshaj plaws ntawm kev ua haujlwm, ua kom ntseeg tau tias txhua lub photon uas lub ru tsev ntes tau siv rau kev txav mus los.

6.2 Kev Ntsuas Qhov Ntsuas Ntsig

Cov software HEMS siv tau lub DC wallbox los sib npaug tag nrho cov khoom siv hauv tsev. Piv txwv li, yog tias lub HVAC system ua haujlwm thiab yuav tshaj qhov xav tau ntawm lub tsev, HEMS tuaj yeem txo qhov DC wallbox tam sim ntawd los ntawm 20kW mus rau 10kW. Vim tias DC charging raug tswj hwm los ntawm digital thiab hla dhau qhov qeeb ntawm lub tsheb, cov kev hloov kho no tshwm sim hauv milliseconds, ua kom lub breaker tseem ceeb ntawm lub tsev tsis txhob ua haujlwm.

6.3 Kev Txheeb Xyuas Txog Kev Kwv Yees Thiab Kev Coj Tus Neeg Siv

HEMS uas koom ua ke tuaj yeem tshuaj xyuas cov kev kwv yees huab cua, cov nqi hluav taws xob, thiab daim ntawv qhia hnub ntawm tus neeg siv. Yog tias lub kaw lus paub tias koj muaj kev mus ncig ntev tag kis thiab lub hnub yuav ci ntsa iab hnub no, nws yuav muab qhov tseem ceeb rau DC lub hnub ci them thaum tav su. Yog tias nws pom cov nqi hluav taws xob siab thaum yav tsaus ntuj, nws yuav siv DC phab ntsa los rub lub zog los ntawm lub tsheb kom khiav lub tshuab ntxuav tais diav thiab teeb (V2H), tom qab ntawd rov them lub tsheb thaum 3:00 AM thaum tus nqi qis tshaj plaws.

6.4 Cov Teeb Meem Sib Sau Ua Ke Hauv Cov Chav Tsev Neeg Ntau Tsev Neeg

Hauv cov tsev nyob lossis cov tsev condominiums kim heev, DC wallboxes tuaj yeem sib txuas ua ke los tsim ib lub "micro-grid." Hloov chaw txhua lub tsev muaj kev sib txuas grid tshwj xeeb uas yog 90% idle, lub tsheb npav DC centralized tuaj yeem sib koom fais fab ntawm cov tsheb. Yog tias ib lub tsheb raug them tag nrho, nws feem ntawm DC lub peev xwm yuav raug xa mus rau lub tsheb uas nyuam qhuav tuaj txog. Qhov "dynamic capacity sharing" no tsuas yog ua tau nrog kev sib txuas lus ceev ceev thiab kev tswj hwm uas muaj nyob hauv DC systems.

Tshooj 7: Kev Tsim Kho Lub Cev - Kev Teeb Tsa, Kev Txhim Kho Qhov Chaw, thiab Kev Tswj Xyuas Kub

Kev hloov pauv ntawm kev them fais DC muaj zog siab los ntawm cov chaw khaws khoom lag luam mus rau cov chaw nres tsheb hauv tsev xav tau kev tsim kho lub cev zoo kawg nkaus. Txawm hais tias lub tshuab them fais DC ceev rau pej xeem feem ntau yog qhov loj me ntawm lub tshuab muag khoom loj, lub thawv DC phab ntsa hauv tsev yuav tsum me me, zoo nkauj, thiab ntsiag to. Kev ua tiav qhov no xav tau kev hloov pauv tshiab hauv ntau qhov tseem ceeb.

7.1 Lub Topologies Hloov Fais Fab: Lub Resonant Converter

Yuav kom ua tiav qhov muaj zog ntau, cov thawv DC phab ntsa hauv tsev feem ntau siv LLC resonant converters lossis Phase-Shifted Full Bridge (PSFB) topology. Cov circuits no tso cai rau "Soft Switching," qhov twg cov semiconductors tig thiab tua ntawm xoom voltage (ZVS) lossis xoom tam sim no (ZCS). Qhov no txo ​​​​​​qhov EMI (Electromagnetic Interference) - qhov tseem ceeb rau cov chaw hauv tsev uas muaj Wi-Fi rhiab heev thiab cov khoom siv hauv tsev ntse - thiab txo qhov loj ntawm cov lim dej sab hauv thiab cov cua sov.

7.2 Kev Tswj Xyuas Kub: Tshaj Qhov Cua Ntxuam

Hauv ib qho chaw nyob, suab nrov yog qhov teeb meem loj. Lub charger 20kW nrog lub kiv cua nrov tsis zoo rau lub tsev rau tsheb uas txuas nrog chav pw. Cov kws ua haujlwm tau siv ntau txoj hauv kev los tswj cua sov ntsiag to:

• Cov Magnetic Encapsulated:Cov khoom xws li inductors raug ntim rau hauv cov thermoly conductive resins uas rub cua sov mus rau sab nraud.
• Cov Khoom Siv Hloov Kub Ua Kua Rau Huab Cua:Qee lub thawv phab ntsa DC zoo siv lub voj voog me me, ntsiag to (zoo ib yam li lub PC ua si) los txav cua sov los ntawm SiC modules mus rau lub chassis txhuas loj uas ua haujlwm ua lub tshuab cua sov tsis siv neeg.
• Cov Khoom Siv Hloov Pauv Theem (PCM):Cov chav siab heev siv PCMs los nqus cua sov thaum lub sijhawm luv luv, muaj zog heev thiab tso nws maj mam dhau sijhawm, ua rau muaj zog siab dua yam tsis muaj kev txias.

7.3 Kev Tsim Kho Vaj Tse: Lub Txheej Txheem "Sib Cais"

Yuav kom kov yeej qhov hnyav ntawm 20kW+ kho vajtse hloov pauv, qee cov chaw tsim khoom tab tom txav mus rau qhov sib cais architecture. Lub zog loj module tau teeb tsa hauv lub ru tsev lossis chav ua haujlwm, thaum lub "head unit" nyias nyias, tus tsim qauv zoo (muaj lub vijtsam thiab cable) tau teeb tsa hauv lub tsev rau tsheb. Qhov no ua rau kev teeb tsa yooj yim, vim tias cov haujlwm hluav taws xob tau ua nyob ze ntawm lub vaj huam sib luag tseem ceeb, thiab tsuas yog cov xov hluav taws xob DC siab yuav tsum tau xa mus rau thaj chaw nres tsheb.

7.4 Cov Kev Cai rau Kev Txuas Grid

Kev teeb tsa lub thawv DC phab ntsa nyuaj dua li lub tshuab AC ib txwm muaj. Feem ntau nws xav tau kev sib txuas 3-theem tshwj xeeb (hauv Tebchaws Europe) lossis lub voj voog faib theem siab 240V (hauv North America).

• Kev Sib Npaug ntawm Lub Vaj Huam Sib Luag:Tam sim no muaj ntau lub tshuab uas muaj "CT clamps" (Current Transformers) uas saib xyuas tag nrho cov hluav taws xob hauv tsev. Yog tias tus tswv tsev qhib lub sauna lossis lub qhov cub hluav taws xob, lub DC wallbox yuav kaw nws tus kheej tam sim ntawd kom tiv thaiv lub fuse tseem ceeb kom tsis txhob tawg.
• Cov Transformers Rho Tawm:Cov DC chargers yuav tsum muab kev cais galvanic ntawm lub grid thiab lub roj teeb tsheb kom muaj kev nyab xeeb. Cov transformers siab niaj hnub no tau hloov cov transformers hnyav 50/60Hz, txo qhov hnyav ntawm 50kg mus rau qis dua 5kg.

7.5 Kev Tsim Kho Cable thiab Ergonomics

Cov xov hluav taws xob DC tuab dua thiab hnyav dua li cov xov hluav taws xob AC vim tias lawv yuav tsum nqa cov hluav taws xob ntau dua (feem ntau txog li 80A lossis 100A). Qhov no ua rau muaj kev cov nyom ergonomic. Cov kws ua haujlwm tau tsim "cov xov hluav taws xob txias nrog kua" (txawm tias siv rau hauv tsev) uas siv cov kua txias nyias nyias kom tso cai rau qhov seem tooj liab me dua. Qhov no ua rau cov xov hluav taws xob yoog tau thiab sib dua li cov xov hluav taws xob AC txheem, txhim kho kev paub siv rau cov neeg laus lossis cov neeg uas tsis tshua muaj kev txav mus los.

Tshooj 8: Kev Tshawb Fawb Txog Kev Lag Luam - Tus Nqi-Cov Txiaj Ntsig thiab Tag Nrho Tus Nqi ntawm Kev Muaj Tswv (TCO)

Qhov teeb meem tseem ceeb uas ua rau DC them fais fab hauv tsev tsis tau siv yog "Tus nqi nplaum." Lub thawv fais fab AC zoo rau phab ntsa raug nqi $ 500– $ 1,000, thaum lub thawv fais fab DC tuaj yeem raug nqi $ 4,000– $ 10,000. Txawm li cas los xij, kev tsom mus rau tus nqi yuav khoom tsis quav ntsej txog qhov txiaj ntsig ntawm Tag Nrho Tus Nqi ntawm Kev Muaj Tswv (TCO).

8.1 Tus nqi "Tsis tas yuav them" ntawm kev khaws cia khoom ruaj khov

Yog tias tus tswv tsev xav txog ob qho tib si EV thiab lub roj teeb hauv tsev (zoo li Tesla Powerwall), kev suav lej kev lag luam hloov pauv. Lub Powerwall 13.5kWh raug nqi kwv yees li $ 10,000. Los ntawm kev xaiv lub thawv phab ntsa DC ob txoj kev, tus tswv tsev tuaj yeem siv lub roj teeb 80kWh uas twb muaj nyob hauv lawv lub EV. "Tus nqi ib kWh" ntawm kev khaws cia ntawm DC phab ntsa yog xoom (txij li thaum koj twb yuav lub tsheb), piv rau $ 700 / kWh rau kev khaws cia ruaj khov. Rau lub tsev xav tau lub peev xwm thaub qab tseem ceeb, DC phab ntsa yog qhov tseebpheej yig duatxoj kev mus rau kev ywj pheej ntawm lub zog.

8.2 Kev Txuag Hluav Taws Xob Zoo

Qhov zoo dua ntawm kev them DC-rau-DC (hnub ci mus rau EV) yog 5% txog 8%. Tsav tsheb ntau tshaj 100,000 mais, lub tsheb EV yuav siv zog li ntawm 33,000 kWh. Yog tias siv zog ntau dua 5% ces yuav txuag tau 1,650 kWh. Yog siv $0.25/kWh, ces yog $412 uas txuag tau ncaj qha. Thaum siv tau 15 xyoo ntawm lub charger, qhov zoo dua ntawm kev siv zog ntau dua tuaj yeem them taus tus nqi kim dua li lub AC pheej yig.

8.3 Kev Tsim Nyiaj Tau Los Ntawm V2G

Hauv cov cheeb tsam uas muaj cov kev pab cuam V2G uas siv tau, lub DC wallbox tuaj yeem tsim tau nyiaj tau los. California thiab ntau lub tebchaws European tab tom sim cov kev pab cuam uas them cov neeg siv $ 0.50 txog $ 1.00 ib kWh rau kev txhawb nqa "xwm txheej ceev". Yog tias tus tsav tsheb muab 10kWh ntawm kev txhawb nqa 50 zaug hauv ib xyoos, lawv tuaj yeem khwv tau $ 500 / xyoo. Ua ke nrog cov nyiaj pab txhawb nqa kev thov, DC wallbox hloov pauv ntawm qhov chaw them nqi mus rau qhov khoom muaj nqis tsim tau nyiaj.

8.4 Kev Tshuaj Xyuas Qhov rhiab heev: Kev cuam tshuam ntawm tus nqi hluav taws xob

ROI ntawm lub DC phab ntsa muaj kev cuam tshuam heev rau qhov sib txawv ntawm cov nqi hluav taws xob siab tshaj plaws thiab tsis yog siab tshaj plaws. Hauv cov lag luam uas muaj tus nqi "Lub Sijhawm Siv" (ToU) qhov twg qhov sib txawv yog $ 0.30 / kWh lossis ntau dua, lub sijhawm them rov qab rau $ 5,000 DC phab ntsa (suav nrog kev teeb tsa) tuaj yeem luv li 4 txog 6 xyoo thaum suav nrog V2H kev txuag thiab kev ua kom zoo dua ntawm lub hnub. Hauv cov lag luam tus nqi tiaj tus, lub sijhawm them rov qab ntev dua, ua rau lub cuab yeej zoo li "kev yuav khoom kim heev thiab kev ua siab ntev" ntau dua li kev yuav khoom nyiaj txiag xwb.

8.5 Kev Txij Nkawm thiab Tus Nqi seem

Cov thawv ntsa AC ib txwm muaj feem ntau raug suav hais tias yog cov khoom siv pov tseg. Qhov sib txawv, cov thawv ntsa DC raug tsim los ntawm cov qauv kev lag luam. Lawv cov nqi seem ntawm kev ua lag luam thib ob yuav tseem siab, zoo ib yam li cov inverters hnub ci siab. Ntxiv mus, thaum cov tsev raug ntsuas ntau ntxiv raws li lawv "Energy IQ," lub thawv ntsa DC uas tau teeb tsa ua ntej tuaj yeem pab txhawb rau 2% txog 5% ntawm tus nqi rov muag vaj tse.

Tshooj 9: Khoom Kim Heev thiab Tus Nqi Hom - Vim Li Cas Cov Lag Luam Vaj Tse Zoo Xaiv DC

Hauv cov lag luam vaj tse kim heev thiab cov tsheb kim heev, "Wallbox DC" tau dhau los ua lub cim ntawm lub koob npe nrov, zoo li chav ua noj ua haus lossis chav ua yeeb yaj kiab hauv tsev. Nws sawv cev rau kev cog lus rau thev naus laus zis, kev ua tau zoo, thiab kev saib xyuas ib puag ncig.

9.1 Cov lus sib cav "Lub sijhawm yog tib qho khoom kim heev"

Rau tus tswv ntawm lub tsheb fais fab zoo li Porsche Taycan lossis Lucid Air, kev tos 10 teev kom them tag nrho yog qhov tsis yooj yim. Lub thawv DC phab ntsa uas tuaj yeem muab "kev ntxiv" hauv 1.5 teev sib xws rau lub neej ntawm tus neeg muaj nyiaj ntau. Qhov yooj yim ntawm kev rov qab los tsev los ntawm kev mus ncig ua si golf thaum sawv ntxov thiab muaj lub tsheb them tag nrho npaj rau kev sib ntsib thaum tav su yog qhov txiaj ntsig uas hla dhau kev suav lej hluav taws xob yooj yim.

9.2 Kev Sib Koom Tes Zoo Nkauj thiab Kev Tsim Qauv

Cov thawv ntsa DC zoo nkauj (los ntawm cov npe nrov xws li Wallbox, Delta, lossis ABB) tau tsim los ua kom tiav cov qauv siab heev. Cov yam ntxwv suav nrog:

• Cov Khoom Siv Zoo Tshaj Plaws:Cov khoom siv brushed aluminium, tempered iav, thiab carbon fiber accents.
• Kev Tswj Xyuas Cable Zais Cia:Cov tshuab rub cov xov hlau uas muaj lub cev muaj zog lossis cov tshuab "plug-in-and-discard" uas ua kom hauv pem teb ntawm lub tsev rau tsheb huv si.
• Biometric thiab Smart Lighting:Cov chargers uas paub tus neeg siv los ntawm lawv lub xov tooj lossis tus ntiv tes thiab muab lub teeb pom kev zoo uas qhia txog lub xeev ntawm kev them nyiaj ntawm ib qho ntsia.

9.3 Kev Txaus Siab Rau Vaj Tse

Cov neeg tsim khoom uas xav txog yav tom ntej tab tom tsim hom tsev "Net Zero Luxury". Lub tsev uas muaj lub tshuab them hluav taws xob 20kW bi-directional DC charger raug tshaj tawm tias "V2H Ready." Hauv kev ua lag luam uas muaj kev txhawj xeeb ntau ntxiv txog kev tsis ruaj khov ntawm lub network thiab kev hloov pauv huab cua, qhov no muab qhov zoo dua hauv kev sib tw hauv kev muag rov qab, nyiam cov neeg yuav khoom uas paub txog thev naus laus zis uas pom lub tshuab them hluav taws xob AC charger zoo li "kev siv thev naus laus zis qub."

9.4 Qhov Kev Paub "Flagship" rau cov tuam txhab tsim tsheb

Cov tuam txhab tsim tsheb zoo tshaj plaws tab tom koom tes nrog cov chaw tsim khoom siv DC charger los muab cov kev daws teeb meem them hluav taws xob hauv tsev. Thaum tus neeg yuav khoom yuav lub tsheb EV $ 150,000, tus tsim tsheb xav kom paub tseeb tias qhov kev paub them hluav taws xob phim qhov kev paub tsav tsheb. Lub thawv DC phab ntsa uas muaj npe nrov muab ib qho "ecosystem" sib koom ua ke uas tsim kev ntseeg siab rau hom lag luam thiab txo "kev ntxhov siab ntawm qhov deb" los ntawm kev muab kev pab "kev ntxhov siab ntawm qhov ceev".

9.5 Tus Nqi ntawm Kev Xav ntawm "Zero Wait"

Tsis tas li ntawm qhov ceev ntawm lub cev xwb, muaj kev hloov pauv loj heev ntawm tus tswv tsev pom lawv lub tsheb thaum lawv muaj lub thawv DC phab ntsa. Nrog lub tshuab them hluav taws xob AC, lub tsheb feem ntau raug saib tias "tsis khov kho" - ib lub cuab yeej uas xav tau kev saib xyuas qeeb qeeb tas li. Nrog lub tshuab them hluav taws xob 25kW DC, lub tsheb raug saib tias "muaj." Qhov no txo ​​qhov kev xav ntawm kev muaj EV, tshem tawm qhov xav tau kev npaj ua haujlwm thiab kev mus ncig ua si. Rau cov neeg siv khoom kim heev, qhov kev meej meej ntawm lub hlwb no feem ntau yog qhov tseem ceeb tshaj plaws ntawm tag nrho lub kaw lus.

Tshooj 10: Kev Cai Lij Choj thiab Yav Tom Ntej ntawm Cov Qauv Kev Them Nqi Ntse

Thaum cov thev naus laus zis rau kev them hluav taws xob DC hauv tsev loj hlob zuj zus, qhov chaw tswj hwm kev cai lij choj tab tom tawm tsam kom ua raws li qhov kev hloov pauv. Kev hloov pauv ntawm kev them hluav taws xob "ruam" mus rau kev sib cuam tshuam DC ob txoj kev xav tau cov cai sib haum xeeb uas cuam tshuam nrog cov qauv tsheb, cov cai hluav taws xob, thiab cov txheej txheem sib txuas lus ntawm cov khoom siv hluav taws xob.

10.1 Tus Txheej Txheem ISO 15118-20: Cov Lus Thoob Ntiaj Teb

Qhov kev txhim kho tseem ceeb tshaj plaws hauv qhov chaw them hluav taws xob yog tus qauv ISO 15118-20, feem ntau hu ua "Plug & Charge" nrog kev txhawb nqa ob txoj kev. Cov txheej txheem no tso cai rau:

• Kev Txheeb Xyuas Tus Kheej:Lub tsheb txheeb xyuas nws tus kheej rau ntawm DC phab ntsa thaum nws raug ntsaws rau hauv, tshem tawm qhov xav tau cov apps lossis RFID daim npav.
• Kev Tswj Xyuas Kev Thauj Khoom Dynamic:Kev sib txuas lus kom ntxaws txog lub roj teeb lub xeev, qhov kub, thiab qhov xav tau them.
• Kev Txhawb Nqa Ob Txoj Kev:Tus qauv no tau sau tseg qhov kev sib tuav tes uas xav tau rau V2H thiab V2G, kom ntseeg tau tias Ford EV tuaj yeem tham nrog Wallbox charger thiab Siemens grid interface yam tsis muaj teeb meem sib xws.

10.2 Kev Hloov Pauv ntawm Cov Cai Hluav Taws Xob: NEC thiab IEC

Cov cai hluav taws xob hauv tebchaws thiab thoob ntiaj teb tab tom raug hloov kho kom suav nrog "DC Microgrids."

• Tshooj 706 ntawm NEC (Cov Txheej Txheem Khaws Cia Zog):Hauv Tebchaws Meskas, National Electrical Code tam sim no muab cov lus qhia meej dua txog yuav ua li cas kho lub EV ua lub kaw lus cia khoom. Qhov no suav nrog cov kev cai rau kev kaw sai thiab kev sib txuas hauv av, uas nruj dua rau cov kab ke DC dua li rau cov kab ke AC.
• Kev Nyab Xeeb Interlocks:Cov thawv ntsa DC xav tau kev tshawb nrhiav qhov xau av thiab kev tiv thaiv arc-flash zoo heev. Vim tias DC arcs tsis muaj "zero-crossing" zoo li AC, lawv nyuaj rau tua. Cov chaw them hluav taws xob DC niaj hnub no muaj cov khoom siv hluav taws xob thiab tshuab txuas ntxiv kom ntseeg tau tias muaj kev nyab xeeb hauv tsev.

10.3 Kev Sib Txuas Lus ntawm Cov Chaw Siv Hluav Taws Xob thiab Kev Ntsuas Net

Cov tuam txhab hluav taws xob yog cov neeg kawg uas yuav tsum tau ua. Yog tias tus tswv tsev siv V2G tau, cov tuam txhab hluav taws xob yuav tsum pom zoo rau "daim ntawv cog lus sib txuas lus."

• IEEE 1547:Tus qauv no tswj hwm seb cov peev txheej fais fab faib tawm (xws li lub tsheb fais fab txuas nrog DC) tuaj yeem txuas rau lub grid li cas. Nws ua kom ntseeg tau tias yog lub grid puas lawm, lub tsheb fais fab yuav tsum tsis txhob muab fais fab rov qab rau cov kab hluav taws xob kom tiv thaiv cov neeg ua haujlwm hauv kev siv hluav taws xob (tsis yog kev nyob ua ke).
• Kev Tsim Kho Tshiab rau Kev Them Nqi:Peb pom qhov nce ntawm "Real-Time Pricing" (RTP). Hauv tus qauv no, lub thawv DC phab ntsa yog ib qho cuab yeej nyiaj txiag, yuav lub zog ntawm tus nqi tsis zoo (feem ntau nyob rau hauv thaj chaw muaj cua hlob) thiab muag nws rov qab thaum muaj kev kub ntxhov siab tshaj plaws.

Tshooj 11: Cov Xwm Txheej Kev Siv - Kev Kawm Txog Lub Ntiaj Teb Tiag

Yuav kom nkag siab txog cov tswv yim kev siv tshuab no, cia peb tshuaj xyuas peb qhov xwm txheej sib txawv uas DC phab ntsa muab qhov txiaj ntsig hloov pauv.

Cov Ntaub Ntawv Kawm A: Lub Tsev Suab puam uas Muaj Zog Siv Tau Los Ntawm Lub Hnub Ci (Arizona, Tebchaws Meskas)

Kev Teeb tsa:Ib lub tsev loj li 4,000 sq. ft. nrog 15kW ntawm lub hnub ci ru tsev, lub thawv rau phab ntsa 20kW DC, thiab lub tsheb fais fab 100kWh.Qhov Teeb Meem:Cov chaw siv hluav taws xob hauv zos muaj cov nqi "thov kev pab" siab thiab cov qhab nia xa tawm hnub ci qis.DC kev daws teeb meem:Tus tswv tsev siv lub thawv DC phab ntsa los them lub tsheb fais fab ncaj qha los ntawm cov vaj huam sib luag hnub ci ntawm 15kW DC. Los ntawm kev zam kev poob AC-DC hloov pauv thiab tus neeg nruab nrab ntawm cov khoom siv hluav taws xob, lub tsev ua tiav 95% kev siv hluav taws xob hnub ci. Thaum lub sijhawm siab tshaj plaws thaum yav tsaus ntuj (4 PM - 8 PM), lub thawv DC phab ntsa muab 8kW ntawm V2H txhawb nqa, muab zog rau AC thiab cov twj tso dej hauv pas dej. Qhov no tshem tawm qhov xav tau $ 20,000 lub roj teeb ruaj khov, txuag tus tswv tsev cov peev txheej tseem ceeb thaum ua kom lawv lub tsheb npaj txhij rau kev mus los thaum sawv ntxov.

Cov Ntaub Ntawv Kawm B: Lub Tsev Muaj Ntau Chav Khoom Kim Heev (London, UK)

Kev Teeb tsa:Ib lub tsev nyob zoo nkauj uas muaj 10 qhov chaw nres tsheb, txhua lub muaj lub txee fais fab DC 50kW sib koom thiab cov "head units" sib cais.Qhov Teeb Meem:Lub tsev cov hluav taws xob tag nrho muaj tsawg. Kev teeb tsa 10 x 22kW AC chargers yuav xav tau kev txhim kho loj heev, ntau lab phaus substation.DC kev daws teeb meem:Lub tsev siv lub pas dej fais fab DC hauv nruab nrab. Hloov chaw ntawm 10 lub tshuab AC sib cais, lub kaw lus faib lub peev xwm 50kW DC rau txhua lub tsheb uas xav tau nws tshaj plaws. Vim tias DC them tau tswj hwm digital thiab ua haujlwm tau zoo heev, lub tsev tuaj yeem txhawb nqa 10 EVs ntawm cov khoom siv hluav taws xob uas twb muaj lawm. Cov neeg nyob hauv tsev txaus siab rau qhov kev paub "concierge" ntawm 25kW them ceev, uas tsis yooj yim sua nrog cov qauv AC hauv tsev.

Kev Kawm Txog Rooj Plaub C: Qhov Chaw Nyob Deb Ntawm Lub Grid "Kev Khiav Dim" (Scottish Highlands)

Kev Teeb tsa:Ib lub tsev so nyob deb uas siv lub tshuab hluav taws xob me me thiab lub tshuab hluav taws xob me me los ntawm cua.Qhov Teeb Meem:Lub micro-grid no tsis khov kho thiab tsis tuaj yeem tswj tau "inrush current" ntawm cov AC charging systems ib txwm muaj.DC kev daws teeb meem:Lub thawv DC phab ntsa ua haujlwm zoo li lub buffer zoo heev. Nws rub cov dej DC uas ruaj khov thiab qis los ntawm lub tshuab hydro/wind mus rau hauv lub roj teeb buffer me me, tom qab ntawd "tshuab" lub zog ntawd mus rau hauv lub tsheb EV ntawm 20kW DC thaum xav tau. Kev tswj hwm meej ntawm lub charger DC tiv thaiv lub micro-grid kom tsis txhob tawg, ua rau EV muaj peev xwm nyob rau hauv cov ces kaum deb tshaj plaws ntawm lub ntiaj teb.

Tshooj 12: Cov Teeb Meem Kev Txawj Ntse thiab Cov Tswv Yim Txo Kev Nyuaj Siab

Txawm hais tias cov txiaj ntsig zoo kawg nkaus los xij, txoj kev mus rau kev them hluav taws xob DC rau cov tsev nyob thoob plaws ntiaj teb tsis yog tsis muaj teeb meem. Kev daws cov teeb meem no yog qhov tseem ceeb ntawm R&D tam sim no hauv kev lag luam.

12.1 Lub Suab Nrov Zaus Siab thiab Kev Sib Txuas Lus Hluav Taws Xob (EMC)

Kev siv lub tshuab hloov hluav taws xob 20kW SiC ntawm 200kHz hauv lub tsev rau tsheb tuaj yeem tsim suab nrov electromagnetic loj heev. Yog tias tsis tiv thaiv kom zoo, lub suab nrov no tuaj yeem cuam tshuam rau Wi-Fi hauv tsev, cov teeb liab ntawm tes, thiab txawm tias lub tsheb lub sensor suite.Kev txo qis:Cov chaw tsim khoom loj siv cov lim dej EMI ntau theem thiab "spread-spectrum" switching. Los ntawm kev hloov pauv me ntsis ntawm qhov zaus hloov pauv es tsis txhob nyob ntawm ib qho ncov ruaj khov, "suab nrov" kis thoob plaws hauv ib qho band dav dua, txo qhov cuam tshuam ncov mus rau qib uas ua raws li cov qauv FCC thiab CE hauv tsev.

12.2 Grid Harmonics thiab Lub Hwj Chim Zoo

Cov tshuab them hluav taws xob DC loj tuaj yeem ua rau muaj "harmonics" rov qab rau hauv lub vaj huam sib luag hluav taws xob. Cov no yog kev cuam tshuam ntawm lub zog sine ntshiab uas lub chaw muab hluav taws xob muab. Kev cuam tshuam harmonic siab tuaj yeem ua rau lwm lub cev muaj zog (xws li cov hauv lub tub yees lossis lub tshuab ntxhua khaub ncaws) kub dua thiab ua tsis tiav ua ntej lub sijhawm.Kev txo qis:Cov thawv ntsa DC siv cov voj voog Active Power Factor Correction (APFC). Cov voj voog no ua kom ntseeg tau tias cov hluav taws xob rub los ntawm lub grid yog nyob rau hauv theem zoo kawg nkaus nrog lub zog hluav taws xob, tswj hwm "Power Factor" ntawm >0.99 thiab ua kom lub tsev tag nrho harmonic distortion (TTHD) qis dua cov kev txwv uas tau teev tseg los ntawm IEEE 519 thiab IEC 61000-3-2. Nrog rau lub zog fais fab siab dua 0.99 thiab THD feem ntau qis dua 5% ntawm qhov thauj khoom tag nrho, lub thawv ntsa SiC niaj hnub no yog qhov kev txhim kho zoo rau lub zog hauv tsev: APFC pem hauv ntej ua rau lub zog rub tawm kom meej meej kom cov khoom siv txuas nrog pom cov waveform huv dua li lawv yuav los ntawm ntau yam khoom siv hluav taws xob hauv tsev.

12.3 Kev Tswj Xyuas Kub Hauv Qhov Chaw Nyob

Lub thawv phab ntsa DC 20kW ua rau muaj cua sov ntau heev hauv daim ntawv tsim los rau hauv lub tsev rau tsheb. SiC qhov zoo ntawm kev ua haujlwm zoo yog qhov tseem ceeb ntawm no. Ntawm 97-98% kev ua haujlwm zoo, lub tshuab 20kW tso tawm kwv yees li 400-600W ntawm cua sov - piv rau 1,000W lossis ntau dua rau kev tsim qauv silicon zoo sib xws. Qhov sib txawv ntawd tso cai rau lub thawv phab ntsa siv lub tshuab cua txias uas kaw, tsis muaj kiv cua hauv feem ntau huab cua, tshem tawm qhov tsis ua haujlwm feem ntau hauv cov khoom siv them: cov kiv cua uas muaj plua plav thiab lawv cov suab nrov cuam tshuam.

Rau kev teeb tsa hauv cov chaw nres tsheb uas tsis muaj kev kho mob, lub hnab cua sov tseem ceeb heev. Lub zog ntawm lub charger txo qis zoo nkauj: thaum qhov kub thiab txias nce siab tshaj 40 ° C (104 ° F), lub tshuab yuav txo lub zog tso zis sai sai, tiv thaiv cov khoom sab hauv thaum txuas ntxiv them lub tsheb ntawm qhov nrawm qis. Tus neeg tsav tsheb ib txwm paub lub xeev tam sim no los ntawm lub app uas koom tes, uas qhia txog ob qho tib si lub zog them thiab chav sov.

12.4 Kev Nyab Xeeb, Daim Ntawv Pov Thawj, thiab Lub Zeem Muag Tag Nrho Lub Tsev

Kev them fais DC hauv tsev xav tau kev nyab xeeb zoo ib yam li cov khoom siv hauv tsev. Lub thawv phab ntsa muaj kev tiv thaiv qhov txhaum hauv av, kev ntes qhov txhaum arc, thiab "Type B" RCD (residual current device) uas muaj peev xwm ntes tau cov hluav taws xob DC uas AC-xwb RCDs tsis pom. Kev kaw qhov kub dhau, kev tiv thaiv reverse-polarity, thiab redundant contactors ua kom ntseeg tau tias hom kev ua tsis tiav phem tshaj plaws yog kev sib txuas ruaj ntseg, tswj tau - yeej tsis yog arc uas tswj tsis tau.

Qhov tseem ceeb tshaj plaws, lub thawv phab ntsa sib txuas lus hla OCPP nrog lub tshuab tswj hwm lub zog ntawm tus tswv tsev. Thaum ua ke nrog lub hnub ci saum ru tsev thiab lub roj teeb hauv tsev, nws tsuas tuaj yeem them lub tsheb los ntawm lub hnub ci ntau dhau, xa hluav taws xob mus rau lub tsev (V2H) thaum lub sijhawm siv hluav taws xob siab tshaj plaws, thiab tso tawm lub nra hnyav thaum muaj xwm txheej ceev ntawm lub network. Qhov tshwm sim yog ib lub cuab yeej siv hluav taws xob sib koom ua ke es tsis yog kev sib sau ua ke ntawm cov khoom siv ywj pheej - thiab lub tsev uas ua rau nws lub teeb ci thaum lub network tsis ua haujlwm.

Qhov yooj yim ntawm kev teeb tsa tseem ceeb ib yam nkaus.Ib lub thawv fais fab DC 20kW tshwj xeeb txuas rau lub vaj huam sib luag uas twb muaj lawm hauv tsev los ntawm ib lub tshuab hluav taws xob peb-theem lossis faib-theem, thiab lub tshuab ntsuas hluav taws xob uas ua rau lub charger tsis tas yuav tsum tau teeb tsa CT-clamp sib cais hauv feem ntau cov qauv. Txawm tias tau hloov kho dua tshiab rau hauv lub tsev rau tsheb uas ua tiav lawm lossis tshwj xeeb rau kev tsim kho tshiab, daim ntawv nyias nyias uas tau teeb tsa rau ntawm phab ntsa thiab kev teeb tsa pedestal xaiv tau muab kev ywj pheej rau cov tswv tsev thiab cov kws kho hluav taws xob - thiab txhua qhov kev teeb tsa tau txhawb nqa los ntawm CE, UL, thiab cov ntawv pov thawj hauv zos uas ua rau kev tso cai yooj yim.

Cov Ntsiab Lus Tseem Ceeb

• Cov qhov kawg ntawm APFC tuav lub zog fais fab siab dua 0.99 thiab kev cuam tshuam harmonic hauv IEEE 519 txwv, tiv thaiv cov khoom siv hauv tsev.
• SiC qhov kev ua haujlwm siab ua rau cov qauv tsev tsis muaj kiv cua, txias nrog convection nrog kev hloov pauv thermal zoo nkauj.
• Hom B RCDs, kev kuaj pom qhov txhaum arc, thiab kev tswj hwm lub zog raws li OCPP ua rau lub thawv phab ntsa ua lub cuab yeej siv hauv tsev uas muaj kev nyab xeeb, tsis tas siv hluav taws xob ntau.
• Lub peev xwm V2H hloov lub tsheb mus ua lub zog thaub qab, muab kev ruaj khov tiag tiag thaum muaj teeb meem.

Tiv tauj MIDA Power

MIDA Power cov khoom them fais fab DC rau phab ntsa — txij li 20kW txog 60kW — yog tsim los rau kev lag luam hauv tsev thiab kev lag luam me nrog SiC fais fab theem, ISO 15118 Plug & Charge npaj txhij, thiab ua raws li OCPP 1.6J/2.0.1 tag nrho. Txhawm rau txais cov ntaub ntawv qhia txog kev teeb tsa, cov lus qhia kev teeb tsa, lossis kev hais nqe rau koj qhov project, tiv tauj peb pab neeg muag khoom. Peb cov engineers yuav pab koj ntsuas qhov loj ntawm phab ntsa kom haum rau koj lub peev xwm ntawm lub vaj huam sib luag, lub hnub ci array, thiab kev teeb tsa roj teeb hauv tsev.