Pengecasan pantas DC：Apa yang anda perlu tahu

Sebagai mod pengangkutan yang mesra alam dan menjimatkan, kenderaan elektrik (EV) semakin popular. Pengecasan merupakan aspek penting dalam penggunaan EV. Bagi kebanyakan pemilik, keutamaan adalah untuk mengecas kenderaan mereka dengan cepat dan cekap. Pengecasan DC (Pengecasan Arus Terus) merupakan penyelesaian ideal untuk keperluan ini. Artikel ini menyediakan maklumat terperinci tentang pengecasan DC untuk membantu pemilik EV lebih memahami kemudahan pengecas bateri DC.

Prinsip dan Aplikasi Pengecasan DC untuk Kenderaan Elektrik

Prinsip Bateri DC Mengecas

Bateri kenderaan elektrik menyimpan tenaga sebagai arus terus (DC), manakala grid kuasa membekalkan arus ulang alik (AC). Pengecas onboard dalam kenderaan menukar AC kepada DC untuk mengecas bateri. Pengecasan pantas DC memintas pengecas onboard dan terus membekalkan DC ke bateri, dengan ketara mengurangkan masa pengecasan. Penukaran AC ke DC berlaku dalam stesen pengecas DC, yang kemudiannya mengeluarkan DC ke kenderaan. Pengecasan pantas DC, juga dikenali sebagai pengecasan DCFC (Direct Current Fast Charging) atau Tahap 3, menawarkan pengalaman pengecasan yang lebih pantas berbanding pengecasan AC.

Penyambung Pengecasan Cepat DC

Di Amerika Syarikat, dua jenis utama penyambung pengecasan pantas DC digunakan: CCS (Combined Charging System) dan CHAdeMO.

• Sistem Pengecasan Gabungan (CCS): CCS menyepadukan keupayaan pengecasan berkelajuan tinggi AC fasa tunggal, AC tiga fasa dan DC ke dalam satu sistem. Ia termasuk penyambung dan salur masuk serta mengurus komunikasi antara EV dan infrastruktur, menyediakan penyelesaian pengecasan yang komprehensif.
• CHAdeMO: Piawaian pengecasan DC ini membolehkan komunikasi lancar antara kereta dan pengecas. Ditubuhkan oleh Persatuan CHAdeMO, ia memastikan keserasian melalui pensijilan. Persatuan itu, yang diasaskan di Jepun, mempunyai ahli di seluruh dunia, termasuk cawangan Eropah di Paris.

Kelebihan dan Kelemahan Pengecasan DC

Kelebihan :

1. Kelajuan Pengecasan Pantas: Pada masa ini, kaedah pengecasan terpantas tersedia.
2. Sesuai untuk Perjalanan Jarak Jauh: Mengurangkan masa pengecasan semasa perjalanan.
3. Sesuai untuk Perhentian Pantas: Sesuai untuk sesi pengecasan ringkas tetapi perlu.

Kelemahan :

• Had Arus Kenderaan: Tidak semua kenderaan boleh menggunakan sepenuhnya kelajuan pengecasan maksimum. Kadar penerimaan kenderaan, kuasa maksimum yang boleh diserap (diukur dalam kW), berbeza mengikut model. Sebagai contoh, Chevrolet Bolt EV mempunyai kadar penerimaan 55 kW, bermakna ia mengecas pada kadar yang sama tanpa mengira sama ada pengecas pantas DC dinilai pada 62.5 kW, 150 kW atau 350 kW. Sebaliknya, Porsche Taycan, dengan kadar penerimaan 270 kW, hanya akan mengecas pada 150 kW di stesen 150 kW.

Kadar pengecasan pantas DC dan kadar penerimaan EV adalah saling berkaitan. Berikut ialah beberapa jadual data yang menunjukkan perhubungan:

• Kos yang Lebih Tinggi: Pengecasan pantas DC lebih mahal. Harga berbeza mengikut lokasi, stesen dan pembekal rangkaian (cth, ChargePoint, Electrify America, EVgo). Sebagai contoh, Electrify America mengenakan caj 31 atau 43 sen setiap kWj, bergantung pada status keahlian, manakala ChargePoint di Tarboro, North Carolina, mengenakan 27 sen setiap kWj.
• Penjanaan Haba: Kadar pengecasan yang tinggi menjana haba, yang boleh menjejaskan kesihatan bateri. Walaupun pengecasan pantas DC boleh menjejaskan jangka hayat bateri, kesannya adalah minimum dan tidak merosakkan. Penyelidikan oleh Makmal Kebangsaan Idaho menunjukkan bahawa kadar penurunan kapasiti untuk bateri EV yang menggunakan pengecasan pantas DC adalah setanding dengan yang menggunakan pengecasan AC Tahap 2. Setiap bateri EV mempunyai Sistem Pengurusan Bateri (BMS) untuk mengelakkan kerosakan dengan mengawal kadar pengecasan dan memantau suhu.

Faedah Stesen Pengecasan Kenderaan Elektrik DC

Klasifikasi Stesen Pengecasan Kenderaan Elektrik DC

Stesen pengecasan dikelaskan mengikut tahap voltan bekalan kuasa. Pengecas Tahap 1 bersambung ke bekalan AC 120 volt, Tahap 2 ke bekalan AC 240 volt dan Tahap 3 ke bekalan DC 480 volt. Tahap voltan yang lebih tinggi sepadan dengan potensi keluaran kuasa yang lebih besar.

Stesen pengecasan dikategorikan kepada tahap yang berbeza bergantung pada voltan bekalan:

Prinsip Kerja Stesen Pengecasan Kenderaan Elektrik DC

Stesen pengecasan pantas DC (DCFC) membekalkan secara langsung DC kepada bateri EV, menawarkan pengecasan yang jauh lebih pantas berbanding pengecasan AC tradisional . Proses asasnya merangkumi:

1. Bekalan kuasa: Menerima kuasa AC daripada grid.
2. Penukaran AC ke DC: Penerus stesen menukar AC kepada DC.
3. Komunikasi dan Kawalan: Interaksi antara EV dan stesen menentukan kadar pengecasan yang optimum.
4. Bekalan Kuasa DC: Menghantar kuasa DC ke bateri EV melalui penyambung pengecasan.

Proses Pengecasan Pantas

Setelah disambungkan ke stesen pengecas DC, proses pengecasan melibatkan beberapa peringkat:

1. Peringkat awal: EV berkomunikasi dengan stesen untuk menentukan keadaan cas semasa (SOC) dan kapasiti penerimaan.
2. Peringkat Kuasa Tinggi: Pada SOC rendah, stesen mengecas bateri pada kuasa maksimum.
3. Peringkat Nyahpecutan: Apabila SOC mencapai kira-kira 80%, kuasa pengecasan berkurangan untuk melindungi bateri.
4. Peringkat Penyelesaian: Kelajuan pengecasan semakin berkurangan sehingga bateri dicas sepenuhnya.

Faktor yang Mempengaruhi Kelajuan Pengecasan Pantas DC untuk EV

1. Kadar Stesen Pengecasan: Keluaran kuasa stesen mempengaruhi kelajuan pengecasan. Pengecas pantas DC julat dari 15 kW hingga 350 kW, dengan pengecas megawatt sedang dibangunkan. Secara amnya, kW lebih tinggi bermakna pengecasan lebih pantas; bagaimanapun, kadar penerimaan EV boleh mengehadkan kelajuan pengecasan sebenar.
2. Kadar Penerimaan EV: Model yang berbeza mempunyai keupayaan yang berbeza untuk menerima kelajuan pengecasan. Kadar penerimaan EV ialah kuasa maksimum yang boleh diambilnya, juga diukur dalam kW. Apabila pengecas pantas DC disambungkan, sistem pengurusan bateri EV menyampaikan maklumat ini kepada stesen. Sebagai contoh, EV dengan kadar penerimaan 50 kW akan mengecas pada kadar yang sama pada kedua-dua pengecas 50 kW dan 350 kW. Sebaliknya, Porsche Taycan dengan kadar penerimaan 270 kW hanya akan mengenakan caj pada 150 kW jika output maksimum stesen ialah 150 kW.
3. Keluk Pengecasan Pantas DC: Kadar pengecasan berkurangan secara beransur-ansur semasa proses untuk melindungi bateri dan memanjangkan jangka hayatnya. Keluk pengecasan pantas DC ialah satu lagi pembolehubah kritikal dalam menentukan masa pengecasan EV. Setiap model EV mempunyai lengkung pengecasan unik yang menentukan jumlah kuasa yang boleh digunakan sepanjang proses pengecasan. Biasanya, EV mengenakan caj pada kadar maksimum hanya untuk sebahagian daripada kitaran. Sebaik sahaja komunikasi dengan stesen DCFC diwujudkan, EV dengan cepat mencapai kelajuan pengecasan puncak; kemudian, apabila cas bateri meningkat, ia secara beransur-ansur mengurangkan pengambilan kuasa. Apabila bateri EV dicas kepada kapasiti 80%, pengambilan kuasa menurun dengan ketara. Kebanyakan pengeluar dan kajian mengesyorkan pengecasan kepada kapasiti 80% untuk memanjangkan hayat bateri dan membenarkan pemandu EV lain menggunakan stesen tersebut, kerana kadar pengecasan daripada 80% hingga 100% jauh lebih perlahan.

Pembesaran stesen pengecas DC berkembang untuk memenuhi permintaan pasaran, menyediakan penyelesaian pengecasan yang lebih cekap dan mudah untuk pemilik EV. Peluasan ini bukan sahaja menggalakkan penggunaan dan pembangunan EV tetapi juga meningkatkan kepraktisan dan kebolehcapaian mereka. Kami percaya bahawa dengan percambahan berterusan stesen pengecas DC dan kemajuan dalam teknologi, kenderaan elektrik akan menjadi mod pengangkutan pilihan untuk peningkatan bilangan orang.