Estación de carga de 800 V: vehículos eléctricos de mayor autonomía

Entre los Las 10 principales empresas de baterías eléctricas de China, BYD, también ha empezado a estudiar la plataforma tecnológica 800v para los vehículos de sus modelos de desarrollo propio.

Entonces, ¿cómo puede el cambio cuantitativo de la plataforma de voltaje creciente hacer que sea conveniente para los vehículos eléctricos reponer energía? Este artículo presentará la estación de carga de 800v que muchas empresas automovilísticas están instalando.

¿Cómo funciona la estación de carga?

Cuando el cabezal de la pistola de carga se conecta al extremo del vehículo, la pila de carga proporcionará corriente continua auxiliar de bajo voltaje al extremo del vehículo para activar el BMS (sistema de gestión de la batería) integrado del vehículo eléctrico.

Tras la activación, el extremo de la cabina se conecta al extremo de la pila y se intercambian los parámetros básicos de carga, como la potencia máxima de demanda de carga del extremo de la cabina y la potencia máxima de salida del extremo de la pila.

Una vez que las dos partes se hayan emparejado correctamente, el BMS (sistema de gestión de la batería) del coche enviará información sobre la demanda de energía a la pila de carga. La pila de carga ajustará su propia tensión y corriente de salida en función de esta información, e iniciará oficialmente la carga del vehículo.

Por lo tanto, para que la estación de carga de 800v pueda cargar vehículos eléctricos, también es necesario desarrollar una plataforma de 800V en el extremo del vehículo, y seleccionar y combinar componentes de alto voltaje, incluidos sistemas de baterías, sistemas de propulsión eléctrica, sistemas de carga y dispositivos de alimentación.

¿Por qué elegir una estación de carga de 800v?

La carga rápida tiene dos vías técnicas de alta corriente y alto voltaje, y la carga rápida de alto voltaje tiene más ventajas.

La carga rápida tiene dos vías técnicas: alta corriente y alta tensión:

Teóricamente, según W=Pt, si se duplica la potencia de carga, el tiempo de carga se reducirá a la mitad;
Según P=UI, si se duplica la tensión o la corriente, se puede duplicar la potencia de carga.

En comparación con la carga rápida de alta corriente, la carga rápida de alto voltaje genera menos calor y menos pérdidas.

El inconveniente de la ruta de alta corriente es que, según Q=I²Rt, cuanto mayor es la corriente, mayor es la pérdida de potencia, y la pérdida se refleja en forma de calor, lo que aumenta la presión sobre la gestión térmica.

Además, la alta corriente requiere cables con mayor ampacidad y diámetros mayores, lo que también aumentará el coste y el peso de los cables.

Tesla adopta actualmente una solución de alta corriente, mientras que más empresas automovilísticas están recurriendo a soluciones de alto voltaje. Al mismo tiempo, algunas empresas automovilísticas han recurrido a soluciones de sustitución de baterías.

Estación de intercambio de baterías frente a estación de carga

Aunque la carga rápida de 800v puede aumentar rápidamente la velocidad de carga y aliviar la ansiedad por la duración de la batería. Sin embargo, las estaciones de carga de 800v tardarán algún tiempo en popularizarse.

En el lado del vehículo, los componentes, incluidas las baterías, los controles electrónicos e incluso los acondicionadores de aire, deben adaptarse al sistema de alta tensión de 800 V, lo que requiere tiempo y asistencia técnica. Por tanto, la carga rápida a 800 V sigue teniendo algunas limitaciones en las aplicaciones prácticas.

En comparación con la estación de carga de 800v, el modo de intercambio de batería también puede ampliar el kilometraje del vehículo sustituyendo rápidamente la batería, y aliviar en cierta medida la ansiedad por la duración de la batería.

Además, con el vencimiento del modelo de negocio de la estación de intercambio de bateríaseste método de reposición de energía es cada vez más conveniente

Sin embargo, también hay algunos problemas en el modo de intercambio de baterías. La construcción de centrales eléctricas requiere mucho capital y apoyo técnico. En segundo lugar, las distintas marcas de vehículos utilizan distintos estándares de batería, lo que también conlleva ciertas restricciones en el modo de intercambio de baterías.

En resumen, tanto el modo de carga rápida de 800 V como el de intercambio de baterías tienen sus ventajas e inconvenientes.

En el futuro, con el continuo desarrollo de la tecnología y la continua expansión de los escenarios de aplicación, se espera que estos dos modos de suplemento energético se utilicen y promuevan más ampliamente.

Ventajas de la estación de carga de 800v

Los vehículos eléctricos que utilizan una plataforma de alta tensión de 800 V pueden mejorar mucho la velocidad de carga.

Tomemos como ejemplo la súper pila de carga Xiaopeng S4. Esta estación de carga de 800v coincide plenamente con el modelo de plataforma de alto voltaje Xiaopeng 800V, y la potencia máxima de carga puede alcanzar 480kW.

Según la descripción, cuando se combina con el Xiaopeng G9 equipado con un pack de baterías 4C, puede cargar la energía restante de 10% a 80% en 15 minutos.

La plataforma de alta tensión de 800 V permite "reducir la carga" del sistema de cableado. Con la misma potencia, a mayor tensión, menor corriente.

Esto significa que el sistema de mazo de cables no necesita utilizar materiales de mazo de cables más costosos ni materiales de carcasa más pesados para corrientes elevadas.

No sólo se reducen el volumen y el peso del mazo de cables, sino también la pérdida de la resistencia interna del circuito.

¿Qué configuraciones de la estación de carga de 800v deben actualizarse?

En caso de sobrecarga, es necesario actualizar el módulo de carga y volver a seleccionar la pistola de carga, el cable, el contactor de CC y el fusible.

En una situación de sobrecarga de alta tensión, la tensión aumentará de 400 V a 800 V o incluso 1.000 V, y la potencia también pasará de 120 kW a 480 kW.

En este momento, el módulo de carga se mejorará en dos aspectos: los componentes magnéticos y los dispositivos de alimentación:

1) Para adaptarse a la actual pila de carga de existencias de bajo voltaje, es necesario equipar la pila de carga con un módulo de refuerzo CC/CC para aumentar la demanda de componentes magnéticos;

2) Los dispositivos de potencia basados en SiC pueden alcanzar una frecuencia de conmutación más alta que los basados en Si, con lo que se consigue una mayor densidad de potencia. Se espera que los dispositivos de potencia basados en SiC aceleren la penetración en el mercado de las pilas de carga de corriente continua.

La sobrecarga plantea mayores requisitos para la gestión térmica del extremo de la pila, y aumenta el coste del uso de dispositivos de refrigeración líquida para la ametralladora anfitriona +

La gran cantidad de calor eléctrico que se genera durante la sobrecarga requiere un sistema adicional de refrigeración por líquido.

Cuando se carga a una potencia alta de 400 kW y superior, el equipo de carga se calentará rápidamente en un corto período de tiempo, lo que puede causar problemas de seguridad térmica, y la refrigeración por aire tradicional no puede satisfacer los requisitos de disipación de calor del equipo.

Por lo tanto, tanto el host como la ametralladora deben estar equipados con un sistema de refrigeración líquida con una mejor disipación del calor.

Resumen

Aún quedan por resolver muchos problemas de apoyo correspondientes a la carga de alta potencia de 800 V, no sólo el problema de las pilas de carga.

La carga de alta potencia de 800 V tiene mayores requisitos en cuanto a las condiciones de potencia, y algunos lugares necesitan una transformación de potencia para ser aptos para el nuevo desarrollo.

Al mismo tiempo, las empresas de baterías también tienen que desarrollar batería de alto voltaje adecuado para la carga de alta potencia de 800 V.