Texnologik rivojlanishning harakatlantiruvchi kuchlari Atrof-muhitga oid qat'iy qoidalar, akkumulyator texnologiyasidagi yutuqlar va litiy{0}}ionli xujayralarning arzonlashuvi tufayli global elektrifikatsiya transformatsiyasi tezlashmoqda. Elektr transport vositalarining asosiy quyi tizimi sifatida bortdagi zaryadlash tizimi -zaryadlash vaqtiga, energiya samaradorligiga, avtomobil xavfsizligiga va batareyaning ishlash muddatiga- toʻgʻridan-toʻgʻri taʼsir qiladi, masalan, yuqori -samaradorlikdagi quvvatlash tizimi uyda quvvatlanish vaqtini 8 soatdan 4 soatgacha qisqartirishi mumkin, sifatsiz tizim esa batareyaning ishlash muddatini {{7}0% ga qisqartirishi mumkin.
Biroq, zamonaviy zaryadlash tizimining dizayni bitta quvvat konvertori doirasidan ancha tashqariga chiqadi va ettita asosiy elementni o'z ichiga olgan multidisipliner hamkorlik tizimini talab qiladi: tizim arxitekturasi (avtomobil/avtomobil bo'lmagan, bir-bosqichli/ko'p{2}}bosqich, elektr konvertori va elektr konvertorologiyasi bilan yoki usiz), AC/DC. DC/DC, izolyatsiyalangan/izolyatsiya qilinmagan-bir yo'nalishli/ikki tomonlama), boshqaruv strategiyalari (kuchlanish va oqimni tartibga solish, quvvat faktorini to'g'rilash), batareyalar to'plami konfiguratsiyasi (hujayralarni joylashtirish, issiqlik boshqaruvi), litiy{5}}ion xujayralari kimyosi (LFP, NMC, NCA), batareyani himoyalash integratsiyasi tizimi (B, xavfsizlik va boshqalar) (izolyatsiya monitoringi, nosozliklarni aniqlash). Bu elementlarning oʻzaro taʼsiri umumiy tizim unumdorligini belgilaydi va dizayn turli stsenariylarga-uydagi AC quvvatidan tortib, avtomobilga-tarmoq (V2G) infratuzilmasigacha- moslashishi kerak.
Zaryadlash tizimining asosiy komponentlari Elektr avtomobilni zaryad qilish tizimining asosiy vazifasi tarmoq energiyasini batareyada saqlanadigan shaklga aylantirishdir. Oddiy funktsional zanjir to'rt qismni o'z ichiga oladi: AC tarmoq interfeysi (bir fazali/uch{2}}tarmoq quvvatiga ulanadi), faol rektifikator bosqichi (kuch faktorini to'g'rilash, PFC), izolyatsiyalangan DC/DC konvertori (to'g'ridan-to'g'ri avtobus kuchlanishiga moslashuvchi va elektr izolyatsiyasini ta'minlovchi) va batareyalar to'plami (shu jumladan). LFP/NMC/NCA hujayralari va BMS).
Ikki turdagi zaryadlash tizimlari oʻrtasida sezilarli farqlar mavjud: oʻchirilgan{0}}zaryadlagichlar oʻlchamlari va issiqlik tarqalishi bilan cheklanmaydi va 50-350kVt ultra-tezkor quvvatlashga erisha oladi; bortdagi zaryadlovchilar (OBCs) avtomobil ichiga o'rnatilgan bo'lishi kerak va ixchamlik (hajm) talablariga javob berishi kerak.<10L), high efficiency (>95% va elektromagnit moslashuv (EMC), odatda 3,3-22kVt quvvatga ega. Hozirgi vaqtda keng diapazonli (WBG) qurilmalar (kremniy karbid (SiC) va gallium nitridi (GaN)) konvertor dizaynini qayta shakllantirmoqda. Ularning yuqori kommutatsiya chastotalari (an'anaviy kremniy qurilmalaridan 3-5 baravar) va yuqori issiqlik ko'rsatkichlari bortdagi zaryadlovchilarni miniatyuralashtirish va samaradorligi uchun muhim yordam beradi.
Bortda zaryadlash tizimlarining-asosiy arxitekturasi dizayni
2.1 Yoqilgan-bort zaryadlovchi (OBC) va oʻchirilgan-bortda tez zaryadlovchi stansiyalar
Zaryadlovchilar-va bortdan tashqari{1}}tezkor quvvatlash stansiyalari bir-birini toʻldiruvchi yechimlar boʻlib, turli ilovalar stsenariylariga moslashtiriladi:
-Bolt zaryadlovchi qurilmalari: avtomobil ichiga toʻliq oʻrnatilgan boʻlib, ular maxsus infratuzilmani talab qilmaydigan standart AC rozetkasi orqali quvvatlanishi mumkin. Ularning asosiy afzalligi moslashuvchanlikdir{2}}foydalanuvchilar istalgan vaqtda uyda, ofislarda va hokazolarda quvvat olishlari mumkin. Biroq, avtomobil maydoni va issiqlik tarqalish sharoitlari bilan cheklangan, ularning quvvati odatda 3,3-22kVtni tashkil qiladi. Topologiyani loyihalashda samaradorlik va ixchamlik ustuvor bo‘lishi kerak (masalan, ko‘priksiz totem-pole PFC topologiyasidan foydalanish). Hozirgi asosiy mahsulotlar SiC/GaN qurilmalari yordamida 3-5 kVt/L quvvat zichligiga erishadi, barqaror samaradorlik 95% dan yuqori. Zaryadlashni nazorat qilish to'g'ridan-to'g'ri BMS bilan muvofiqlashtiriladi, bu ularni uy va qisqa masofali shahar sayohatlari stsenariylariga moslashtiradi.
Oʻchirilgan{0}}tezkor quvvatlash stansiyalari: Ular quvvatni oʻzgartirish zanjirini avtomobildan tashqariga joylashtiradi va 50{6}}350 kVt quvvatga-yuqori kuchlanishli doimiy (masalan, 800V) toʻgʻridan-toʻgʻri chiqishi mumkin, bu esa 15 daqiqada 80% ultra{14}}tezkor quvvatlash imkonini beradi. Ularning dizayni hech qanday o'lchamdagi cheklovlarga ega emas va uzluksiz xizmat ko'rsatish imkoniyatlarini ta'minlash uchun modulli arxitektura va suyuq sovutish tizimini qabul qilishi mumkin (masalan, taksi zaryadlash stantsiyalarining 24 soat ishlashi). Biroq, ular maxsus infratuzilmaga tayanadi va uzoq masofalarga sayohat va tijorat transporti stsenariylari uchun javob beradi.
Bir tomonlama va ikki tomonlama zaryadlash tizimlari
Quvvat oqimining yo'nalishi bo'yicha zaryadlash tizimlarini ikki toifaga bo'lish mumkin:
Unidirectional charging systems: Energy flows only from the grid to the vehicle. Due to their simple structure, low cost, and short certification process, they remain the mainstream. Its topology is mostly "Boost/Vienna rectifier front end + isolated DC/DC", focusing on optimizing power factor (>0,99) va garmonik buzilish (THD<5%), suitable for scenarios such as home charging where "the vehicle is only used as a load", accounting for more than 80% of the current on-board charger market.
Ikki tomonlama zaryadlash tizimi: teskari energiya oqimini (avtomobilni tarmoqqa/yukga tushirish) qo‘llab-quvvatlaydi, V2G (avtomobildan tarmoqqa), V2H (avtomobildan uyga) va V2L (avtomobildan yukga) funksiyalarini ishga tushiradi-masalan, tarmoqning eng yuqori cho‘qqilarida avtomobil elektr tarmog‘idagi bosimni yumshatish uchun elektr tarmog‘iga tushirishi mumkin; elektr uzilishlari paytida avtomobil uy uchun favqulodda quvvat manbai sifatida harakat qilishi mumkin. U toʻliq boshqariladigan topologiyani (masalan, toʻliq{5}}koʻprik, T-tip, DAB konvertorlari) talab qiladi va tarmoq sinxronizatsiyasi va reaktiv quvvatni qoʻllab-quvvatlash kabi talablarga javob beradi hamda xavfsiz aloqa uchun ISO 15118-20 kabi protokollarga tayanadi.