هر آنچه در ادامه مطالعه خواهید کرد:

بررسی و مدلسازی ایستگاه‌های شارژ خودرو برقی به روش سریع

همانطور که در مقاله قبلی مطرح گردید ایستگاه‌های شارژ خودروهای الکتریکی بر مبنای نرخ شارژی که می‌توانند تأمین کنند، به سه سطح مختلف زیر تقسیم می‌شوند.که در این بخش شارژ خودرو برقی به روش سریع را بررسی میکنیم.

• جایگاه شارژ خودرو برقی به روش آهسته
• جایگاه شارژ خودرو برقی به روش متوسط (سوئیچ باتری)
•  جایگاه شارژ خودرو برقی به روش سریع

مطالعه بیشتر : بررسی و مدلسازی ایستگاه‌های شارژ خودرو برقی به روش آهسته 

مطالعه بیشتر : بررسی و مدلسازی ایستگاه‌های شارژ خودرو برقی به روش متوسط

مطالعه بیشتر : شارژر خودرو برقی

 جایگاه شارژ خودروهای به روش سریع

این سطح از شارژ که شارژ سریع نیز نامیده می‌شود، همان‌طور که نشان داده‌شده است، دارای ویژگی‌های زیر است:

• ولتاژ مورداستفاده در این سطح در بازه۴۸۰V تا ۶۰۰V قرار دارد و جریان آن می‌تواند تا ۱۲۰A برسد.
• تبدیل AC به DC در این سطح از شارژ، در خارج از خودرو و در تجهیزات شارژ موجود در ایستگاه شارژ انجام می‌شود.
• زمان موردنیاز برای شارژ کامل یک باتری کمتر از یک ساعت است. این سطح از شارژ می‌تواند به‌طورمعمول، ۸۰% از ظرفیت باتری‌ها را در زمان کوتاهی به‌اندازه ۳۰ دقیقه شارژ کند.
• این سطح از شارژ برای نصب در مکان‌های عمومی شلوغ که شارژ سریع موردنیاز باشد، مناسب است.

این روش را نیز می­توان با استفاده از زنجیره مارکو مدلسازی نمود در این روش حالات مختلفی که برای شارژ باتری در نظر گفته می­شود در شکل زیر نشان داده شده است:

شبیه سازی عددی در این روش به شرح زیر است:  N حداکثر تعداد باتری های موجود در دسترس است. بنابراین اگر تعدادی از باتری ها (آنهایی که فقط از اتومبیل گرفته شده اند، آنهایی که در حال حاضر در حال شارژ شدن هستند و آنهایی که در همه سهام با هم هستند). با N، و تعداد باتری های گرفته شده با n مشخص شود احتمال شارژ پاکینگ خودرو برق با استفاده از رابطه­ ی فرمول۱ و فرمول۲ تعریف می­شود :

پارامترها در رابطه­ ی فرمول۱ و فرمول۲  صورت زیر تعریف می­شوند:

در حالت شارژ سریع ایستگاه های شارژ خودرو برقی میتوان عوامل تأثیر گذار زیر را درنظر گرفت:

ساختار شارژر و ایستگاه شارژ

شارژر خودرو برقی از دو قسمت AC-DCو DC-DC تشکیل شده است. کانورتر AC-DC این قابلیت را دارد که در حین حالت شارژ جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل کند و در حالت دشارژ شدن جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل کند.

وظیفه کانورتر DC-DC دوطرفه آن است که کانورتر AC-DCرا به واحد ذخیره انرژی متصل کند.

این کانورتر باید این قابلیت را داشته باشد که ولتاژ DC خروجی کانورتر AC-DCرا به ولتاژ مناسب برای شارژ باتری و بالعکس تبدیل کند.

ایستگاه‌های شارژ را می توان در داخل برد، متصل به شبکه یا یک واحد متحرک مستقل طبقه‌بندی کرد (‏که از طریق منابع انرژی تجدیدپذیر و بسته‌های ثابت باتری تامین می‌شود) ‏ شارژر روی عرشه در وسیله نقلیه نصب می‌شود. به دلیل هزینه، وزن و محدودیت‌های فضایی توان پایینی دارد.

از سوی دیگر، شارژرها یا ایستگاه‌های شارژ در مکان‌های عمومی مانند مراکز خرید، بزرگراه‌ها و غیره نصب می‌شوند.

این دسته میتواند یک AC‏ سه فازی یا یک واحد شارژ مبتنی بر DC باشد. چالش اصلی در حالی رخ می‌دهد که نصب ایستگاه‌های شارژ در مناطق دور افتاده که دسترسی به شبکه اصلی نیاز به سرمایه‌گذاری زیادی دارد.

از این رو، به جای نصب و سرمایه‌گذاری در خطوط انتقال زیرزمینی یا هوایی بلند، ایستگاه‌های شارژ متحرک مستقل پیشنهاد می‌شوند که با یکپارچه‌سازی منابع انرژی تجدید پذیر(RES)همراه با بسته‌های باتری ثابت تشکیل می‌شوند.​​

در رفرنس ها به این نتیجه رسیده شده  که پیل سوختی (‏FC)‏می‌تواند یکی از بهترین گزینه‌های مناسب در میان منابع انرژی تجدیدپذیر همراه با بسته‌های باتری خورشیدی و ثابت باشد [۶]. طبقه‌بندی کلی ایستگاه شارژ شارژر در شکل بالا نشان‌داده شده‌است. EV ها می‌توانند با استفاده از روش‌های رسانا (‏متصل‌کننده‌ها و بازوی رباتیکی)‏ یا بی‌سیم (‏خازنی و القایی)‏ به خروجی‌های شارژ قرار داده‌شده بر روی عرشه متصل شوند.

یک روش احتمالی دیگر که ممکن است استفاده شود تعویض بسته‌های باتری است، کل این روش حتی در مقایسه با روش‌های شارژ سریع یا فوق سریع زمان کمتری می‌برد. در مورد ECs، پیاده‌سازی در لحظه فعلی دشوار است زیرا هر برند EC دارای ظرفیت متفاوت باتری، شکل آن و روش نصب آن در EC است. ت

نها در صورتی می توان این کار را انجام داد که روش‌های نصب باتری‌ها در EC را بتوان استاندارد کرد و براساس آن شرکت‌ها بتوانند از یک استاندارد پیروی کنند. از سوی دیگر، تعویض باتری می‌تواند برای ESs به خصوص کشتی بسیار مناسب یا مفید باشد. ​​

​ با توجه به این که زمان استراحت برای سرخس‌ها کوتاه است، یعنی ۲۰ – ۵ دقیقه ‏، که می‌تواند با استفاده از تعویض باتری بیشتر کاهش یابد. ​ روش رسانا برای اتصال EV به ایستگاه شارژ از طریق پلاگین های شارژ انجام می‌شود که به انواع جریان متناوب و بازوهای رباتیکی تقسیم می‌شوند، همانطور که در شکل زیر نشان‌داده شده‌است.

دسته اتصال‌دهنده AC نوع ۱ تنها دارای ویژگی تک‌فاز است و این نوع اتصال‌دهنده عمدتا در هنگام شارژ ECs در خانه مورد استفاده قرار می‌گیرد. نوع دیگری از اتصال‌دهنده AC، که از تک‌فاز و همچنین سه‌فاز پشتیبانی می‌کند، که به عنوان ممنکس بر روی سازندگان این طرح که به طور عمده در اتحادیه اروپا مورد استفاده قرار می‌گیرد، نیز شناخته می‌شود.

​ پلاگین های شارژ سریع به صورت ترکیب سیستم شارژ‏ (CCS)‏با ۱و ۲، CHAdeMO ‏، تسلا و GB T ۲۰۲۳۴ – ۲۰۱۵ طبقه‌بندی می‌شوند. در حال حاضر، CCS کامپو ۱ و ۲ که به ترتیب در ایالات‌متحده و اروپا مورد استفاده قرار می‌گیرند، می‌توانند قدرت را تامین کنند. ​ تا ۳۵۰ کیلووات در محدوده ولتاژ بین ۲۰۰ تا ۱۰۰۰ ولت. دوشاخه شارژی CHAdeMO که توسط ژاپن معرفی شده‌است، یکی دیگر از دوشاخه پرکاربرد است.

که این دوشاخه قابلیت تامین توان در محدوده ۲۰۰ تا ۴۰۰ کیلووات را دارد.​ ​ از سوی دیگر، اتصالات DC تسلا دارای این ویژگی هستند که از همان پلاک‌ها برای شارژ از طریق AC و DC استفاده کنند و می‌توانند برق را تا ۱۲۰ کیلووات تامین کنند. اتصال دهنده‌های CHAdeMO و CCS Combo ۲ نیز با آخرین مدل‌های تسلا مانند مدل S و مدل X سازگار هستند.

چین یک رابط شارژ کننده به نام GB T ۲۰۲۳۴ – ۲۰۱۵ دارد که می‌تواند تا ۲۵۰ A را فراهم کند. پلاگین ها از EV هایی مانند CCS از PLC استفاده می‌کنند  در حالی که CHAdeMO ، تسلا، و China GB T  از باس کان برای ارتباطات دیجیتال بین زیرساخت شارژ و وسایل نقلیه استفاده می‌کنند.

دوشاخه برای ECs از دو سیگنال به نام راهنمای کنترل و راهنمای مجاورت برای شارژ پین‌ها برای اهداف ارتباطی استفاده می‌کند. ​ سیگنال راهنمای مجاورت، EV را قادر می‌سازد تا زمانی که به یک ایستگاه شارژ متصل است، تشخیص دهد. ​

ویژگی‌های اصلی خلبان کنترل عبارتند از:

۱:​ بررسی کنید که آیا EV به درستی به زیرساخت شارژ متصل شده‌است. ​

۲: قرار دادن انتخاب نرخ.

۳: تقویت و انرژی زدایی سیستم.

اتصالات ذکر شده تنها برای کاربرد ECs مناسب هستند در حالی که برای کاربرد ESs به دلیل داشتن زمان استراحت کوتاه‌تر، بسته‌های باتری بزرگ به ویژه برای کشتی‌های تجاری، به جای یک راه‌حل دستی به یک اتصال‌دهنده ساحلی مستقل نیاز است.

ایستگاه‌های شارژ برای ECs در محدوده چند کیلووات تا ۴۷۵ کیلووات هستند در حالی که در مورد کشتی‌ها، بیشتر آن‌ها در محدوده چند MWs هستند.

جهت مطالعه بیشتر در خصوص خودرو برقی فقط کافیه کلیک کنید.