大功率直流充电桩多路输出模式探究

发表时间:2021/7/19   来源:《中国电业》2021年第49卷第8期   作者:罗欣儿
[导读] 21世纪我国经济水平以及科学技术水平得到了全面提升,电动汽车无论是数量还是建设水平都得到了全面增加和提升,
        罗欣儿
        深圳供电局有限公司 518000
        摘要:21世纪我国经济水平以及科学技术水平得到了全面提升,电动汽车无论是数量还是建设水平都得到了全面增加和提升,然而电动车的充电桩无论在应用覆盖面上,还是使用可用度上,都相对较低,进而影响电动汽车在我国的战略进程。所以,在充电桩建设和研究设计过程中,需要有效解决多车同时充电问题,从而有效解决电动汽车充电难得问题。本文首先分析目前多路电流输出模式、多路同时充电模式种类及特点,并以此作为基础,进一步研究出大功率直流充电桩多路输出模式策略。
        关键词:大功率直流充电桩;多路输出;充电模式
        目前随着我国电力动力能源以及电力驱动技术不断发展,在大功率直流充电桩输出模式的选择上,已经取得了一定程度的技术突破。近几年,电动汽车的数量不断增加,为此怎样有效解决电动汽车充电问题,是城市服务的重要研究内容之一。
        一、直流充电桩多路输出模式种类
        (一)多路电流输出模式
        在充电枪以及充电桩应用和运转过程中,所谓的多路电流输出模式,主要指的是直流充电桩在运转和工作过程中,系统结构需要根据一定顺序进行排列,进而将电流传输至充电枪。所以直流充电桩在运转和工作时,主要根据一定电流运转方向的标准顺序,将直流传输至电气设备和系统结构上,但是此种模式在实际操作过程中,不能为多个设备提供基础服务。除此之外,这种充电模式,其充电桩以及充电枪设备需要搭配的操作系统自身相对简单,如图1。
        

        当接触接口电力达到额定电压后,接触设备主要处于输出状态,此时,这两个接触设备会自动打开,系统在直流电流传输过程中,只要充电汽车连接至该设备后,一定程度上可以满足电动汽车自动充电需求。除此之外,这种充电模式在大功率直流充电桩在电流输出环境下,能够有效避免设备产生短路问题,进而更好的确保直流电流输出安全和稳定,进一步为人们的生产和生活提供更多、更安全的保障服务[1]。
        (二)多路同时充电模式
        在大功率直流充电桩多路输出模式应用过程中,其中多路同时充电模式,主要指的是直流电流充电桩在实际开展充电过程中,多个设备的电流同时输出和充电,进而有效满足不同类型充电方式。由于多路同时充电模式的电流需求总量相对较大,所以在充电模式以及充电桩系统方案设计过程中,需要比轮流电流输出方式相对复杂,在实际操作过程中,不仅需要较多接触设备,还需要构建出内部电源区域和设备模块。但是需要格外关注的是,在大功率直流充电桩多路输出模式研究过程中,由于需要将电流同时传输至多台设备,所以不同电路结构上的电流不能全部实现平衡,一旦大功率直流充电桩设备处于多种通道同时开启充电状态下,需要两种不同工况的连接模式同时工作,进而实现电流传输的并发性。与单路电路传输模式不同,多路电路传输,其接触设备不能关闭,进而造成其设备会自动规划至相同电源区域中。另外,充电桩设备的每个端口和连接区域处于工作状态下时,直流系统则可以将电源自动划分至少四个区域模块。需要注意的是电源内部系统所划分的区域模块越多,其设备的基础安全性能则越低。
        二、直流充电桩多路输出模式策略
        (一)直流输出技术控制策略
大功率直流充电桩可以根据直流电流多路输出模式、信息通信方式进行详细划分。其中信息传通信主要分为两种:其一,有通信系统控制模式。其二,无通信系统控制模式。在信息通信的具体控制方案规划上,应优先主要区域,其次从旁区域等系统的控制模式。所以大功率直流传输系统的方案规划应根据使用方式和范围,划分为主要站以及从站模式。其中主要站实际作用则是系统内部结构的平衡点,并且在控制系统内部结构中,保障大功率直流电稳定结构和输出功率的平衡性。而当系统内部结构出现故障问题后,主站将无法正常开展工作,从站需要代替主站接受系统所发出的信息和通信信号,在确保系统稳定运转的同时,进一步改变系统控制模式[2]。
        (二)直流电压控制策略
        在大功率直流充电桩多路输出模式研究研究过程中,直流电压控制是通信控制方案和设备结构规划和设计时的关键问题,重点应保证电力波动频繁后柔性直流电流输出质量水平。目前直流电压控制在实际操作和运转时,仍然存在者许多问题和不足,比如:大功率直流在实际操作和运转环节上,无法精准控制系统功率参数。同时,此种技术在实际操作时也无法保证电压稳定性,容易造成电压下垂率相对较高。当直流电压相对较高时,电路几乎不会产生较大的电力波动。但是如果大功率直流电压超过系统最大容量限度时,则会造成电压频繁出现移动或者偏向,最终造成由于系统电压质量降低而导致系统产生瘫痪。如果电压系统直流电压的下垂斜率不断降低,则会导致电压波动相对较少,有利于提升电力传输质量水平。
        (三)直流电流分配效果
        想要进一步利用大功率直流充电桩运转质量水平,则需要根据充电桩实际输出功率,按照运转需求进行自动分配[3]。
        第一,使用直流电流分配模式能够提供充电效率,有效满足车辆运转工作需求,提升城市服务水平。第二,在使用大功率直流充电桩输出过程中,需要按照电动汽车输出功率进行自动适配,进而节约电力运转成本和自然资源,这是大功率充电桩应用过程中重要技术内容。
        结束语:
本文首先分析目前多路电流输出模式、多路同时充电模式种类及特点,并以此作为基础,进一步研究出大功率直流充电桩多路输出模式策略。
        参考文献:
        [1]曾作钦. 电动汽车直流充电桩典型性能安全问题探讨[J]. 质量技术监督研究, 2020, No.67(01):41-44.
        [2]章乐, 王晶晶. 充电桩产业发展的模式探索——以城市交通企业发展充电桩产业为例[J]. 城市公共交通, 2020, No.259(01):61-65.
        [3]吴丹, 赵婉茹, 张永康. 电站直流充电桩能效计量智能预测方法研究[J]. 电子设计工程, 2020, 028(003):157-161.
项目:基于国产功率器件的路边大功率多枪智能充电系统开发与应用
090000KK52180092
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