Европын стандартад нийцсэн V2G DC цэнэглэх станцуудын архитектурын зураг төсөл

V2G-ийн архитектурын дизайнDC цэнэглэх станцЕвропын стандартад нийцсэн (CCS2 интерфэйс) нь цахилгаан тоног төхөөрөмж, хяналтын электроник, холбооны протокол гэсэн гурван давхаргын зохицуулалттай дизайнтай холбоотой. Цаашдын сайжруулалтын үндэс суурь болох цогц техникийн хүрээг доор харуулав.

I. Системийн ерөнхий архитектур

Систем нь дөрвөн үндсэн функциональ модулийг агуулдаг:

• Эрчим хүч хувиргах модуль:Хоёр чиглэлтэй хувьсах/тогтмол гүйдлийн хувиргалтыг зохицуулдаг; хоёр чиглэлтэй V2G энергийн урсгалын гол цөм болж үйлчилдэг.
• Хяналт ба хамгаалалтын модуль:Үндсэн хянагч, аюулгүйн түгжээ, тусгаарлагчийн хяналт зэргийг багтаасан болно.
• Харилцаа холбооны модуль:Тээврийн хэрэгсэлээс цэнэглэгч хүртэлх харилцаа холбоо (EVCC-SECC) болон цэнэглэгчээс үүлэн технологи хүртэлх харилцаа холбоо (арын удирдлага).
• HMI/Хэмжилтийн модуль:Дэлгэц, төлбөр тооцоо болон тоолууржуулалт, мөн RFID/Аппликейшнд суурилсан баталгаажуулалт.

II. Тоног төхөөрөмжийн архитектур (Power Stage)

CCS2 DC цэнэглэх станцуудад V2G дэмжлэг үзүүлэх гол идэвхжүүлэгч нь хоёр чиглэлтэй, тусгаарлагдсан цахилгаан хувиргах холбоос юм; стандарт нэг чиглэлтэй цэнэглэгчтэй харьцуулахад энэхүү архитектур нь урвуу (цэнэг алдалт) замыг агуулдаг бөгөөд цахилгаан чанарын илүү хатуу хяналтыг шаарддаг.

Гол дизайны цэгүүд

1. Урд талын гурван фазын хувьсах/тогтмол гүйдлийн (PFC Шулуутгагч шат)

• Топологи:Гурван түвшний Венийн шулуутгагч (нэг чиглэлтэй хэрэглээ түгээмэл байдаг боловч V2G хувилбарууд нь ихэвчлэн хоёр чиглэлтэй гурван түвшний топологийг ашигладаг, жишээлбэл, хоёр чиглэлтэй цахилгаан урсгалын SiC MOSFET бүхий гурван фазын хүчдэлийн эх үүсвэртэй AC/DC үе шат эсвэл T хэлбэрийн гурван түвшний гүүр).
• Бүрэлдэхүүн хэсгүүд:SiC MOSFET (650V/1200V)-ийг 30 кВт-аас дээш хүчин чадалтай үед өргөн ашигладаг; үр ашиг болон соронзон эд ангиудын хэмжээг тэнцвэржүүлэхийн тулд шилжих давтамж нь 20-50 кГц хооронд хэлбэлздэг.
• Функцууд:AC/DC залруулга (G2V) + DC/AC инверс (V2G) + салгасан идэвхтэй/реактив тэжээлийн хяналт (сүлжээний дэмжлэг болон давтамж/хүчдэлийн зохицуулалтын хувилбаруудад).
• Цахилгаан чанар:IEC 61000-3-12 (гармоник) болон EN 50549 (сүлжээний холболтын хамгаалалт) зэрэг стандартуудыг дагаж мөрдөх ёстой; V2G цэнэглэлтийн үед THD нь <5% байх шаардлагатай.

2. Тусгаарлалтын үе шат: Хоёр чиглэлтэй DC-DC хөрвүүлэгч

• Илүүд үзсэн топологиуд:CLLC резонансын хөрвүүлэгч (хоёр чиглэлийн тэгш хэмтэй, өндөр зөөлөн шилжүүлэлтийн үр ашигтай, тогтмол эсвэл нарийн хүрээний хүчдэлийн өсөлтөд тохиромжтой) эсвэл Хос Идэвхтэй Гүүр (DAB) (өргөн хүчдэлийн хүрээнд дээд зэргийн динамик хариу үйлдэл үзүүлдэг, өөр өөр тээврийн хэрэгслийн загваруудад 150В-аас 1000В хүртэлх батерейны хүчдэлийн платформуудыг багтаадаг).
• Тусгаарлалтын трансформаторыг хамгийн өндөр тусгаарлагчийн ангилалд (тээврийн хэрэгслийн явах эд ангийн потенциал болон сүлжээний потенциалын хоорондын холбоог урьдчилан сэргийлэхийн тулд тээврийн хэрэгслээс цэнэглэгч хүртэлх тусгаарлалт) зориулан зохион бүтээсэн байх ёстой.
• Энэ үе шат нь CCS2 стандартаар шаардсан цахилгаан тусгаарлах цэг болж үйлчилдэг (GB/T 27930 болон IEC 61851-23 хоёулаа тээврийн хэрэгсэл болон цэнэглэх станцын хооронд цахилгаан тусгаарлалт шаарддаг).

3. DC автобус болон гаралтын үе шат

• Автобусны конденсатор + DC автобусны хүчдэл/гүйдлийн мэдрэгч (V2G цахилгаан гогцооны хяналтын хувьд)
• Тогтмол гүйдлийн контакторууд (эерэг ба сөрөг туйлуудад тус бүр нэг; зарим загварт CCS2 холбогчийг залгасны дараа тогтмол гүйдлийн автобусыг зөөлөн асаах урьдчилан цэнэглэх резистор болон урьдчилан цэнэглэх контактор багтсан болно)
• HVIL (Өндөр хүчдэлийн холболтын гогцоо): Холбогчоос DC автобус болон хөрвүүлэгч хүртэлх бүх замыг дайран өнгөрдөг; хэлхээ аль нэг цэгт тасарсан тохиолдолд гаралт тасардаг.
• Тусгаарлалтын хяналтын төхөөрөмж (IMD): Эерэг ба сөрөг тогтмол гүйдлийн автобусны тусгаарлагчийн газардуулгад тэсвэртэй байдлыг бодит цагийн хяналт; алдаа илрүүлэх үед хамгаалалтыг идэвхжүүлдэг

III. Харилцаа холбооны архитектур

CCS2 DC V2G-ийн харилцаа холбоо хоёр давхаргаас бүрдэнэ:тээврийн хэрэгсэлээс цэнэглэгч хүртэлх харилцаа холбоо (EVCC↔SECC) болон цэнэглэгчээс үүлэн төхөөрөмж хүртэлх харилцаа холбоо (SECC↔CSMS); эхнийх нь хоёр чиглэлтэй V2G диспетчерийг идэвхжүүлэхэд чухал үүрэгтэй.

Харилцаа холбооны протоколын стекүүдийн гүнзгий тайлбар

1. Тээврийн хэрэгслийн цэнэглэгчийн давхарга (EVCC ↔ SECC)

ISO 15118-20 стандартын ISO 15118-2 стандарттай харьцуулахад гол нэмэлт ньBPT (Хоёр чиглэлт цахилгаан дамжуулалт)үйлчилгээ. Дотоодын GB/T стандарт системтэй нийцтэй байдлыг хангахын тулд GB/T 27930 (одоогийн хувилбар) болон GB/T 27930-202x хоорондох нийцлийн давхаргыг авч үзэх шаардлагатай.

2. Дотоод автобус (Үндсэн хянагч ↔ Цахилгаан модуль)

• Ерөнхийдөө CAN 2.0B эсвэл CAN FD ашигладаг; гол хянагч нь тэжээлийн модулиудад хүчдэл/гүйдлийн командуудыг өгдөг бол модулиуд нь төлөв байдал болон алдааны кодуудыг мэдээлдэг.
• Хэрэв модульчлагдсан эрчим хүчний архитектурыг ашиглаж байгаа бол мастер-боолын арбитр болон ачаалал хуваалцах протоколууд шаардлагатай.

3. Цэнэглэгчээс үүлэн дамжуулалтын давхарга (SECC ↔ CSMS)

• OCPP 2.0.1:Одоогоор гол сонголт; түүний хоёр чиглэлт цахилгаан дамжуулах модуль нь V2G хувилбаруудад зориулсан эрчим хүчний профайл дамжуулах болон эрчим хүчний хэмжилтийн өгөгдлийг мэдээлэхийг тусгайлан дэмждэг.
• Сүлжээний давтамжийн зохицуулалт эсвэл эрэлтийн хариу арга хэмжээ авах төслүүдийн хувьд IEEE 2030.5 (CSIP) эсвэл OpenADR-г ашиглаж болно.

Аюулгүй байдал ба нийцлийн онцлох үйл явдлууд (V2G-д зориулагдсан)

• Арлын эсрэг хамгаалалт:Цэнэг цэнэггүйжүүлэх горимд систем нь IEC 62116/UL 1741 стандартыг дагаж мөрдөх ёстой.
• Хоёр чиглэлт хэмжилт:Хэмжих чипүүд нь хоёр чиглэлтэй эрчим хүчний хэмжилт болон тусдаа төлбөр тооцоог дэмжих ёстой.
• Цахилгаан хүчин зүйл ба гармоникууд:Цэнэг цэнэг алдалтын үед сүлжээний холболтын гармоник хязгаарыг хангасан байх ёстой.
• Гэрчилгээ:CE, EN 61851-23, болон EN 62477-1 стандартын шаардлагыг хангасан эсэхийг харгалзан үзэх шаардлагатай.