Зарядные устройства постоянного тока мощностью 240 кВт против 360 кВт: какое лучше подходит для городских станций быстрой зарядки с высокой интенсивностью движения

В настоящее время основные двухпушечные жидкостно-охлаждаемые нагнетатели, представленные на рынке, доступны в двух основных категориях: 240 кВт и 360 кВт. Эти две категории значительно различаются по логике динамического распределения мощности, стоимости оборудования, инвестициям в расширение сети, эффективности совместимости с транспортными средствами и нагрузке на техническое обслуживание. Многие операторы слепо выбирают 360 кВт в погоне за максимальной скоростью, что в конечном итоге приводит к удвоению затрат на расширение сети, неэффективному использованию мощности большинством транспортных средств и длительному простою оборудования при низкой нагрузке. И наоборот, некоторые объекты оснащены только 240 кВт, что приводит к серьезным очередям для транспортных средств с напряжением 800 В в часы пик и потере высококлассных клиентов.

В данной статье рассматриваются основные типы городских электростанций с интенсивным движением, сравниваются по пяти параметрам: распределение мощности, совместимость с транспортными средствами, инфраструктура распределения электроэнергии, техническое обслуживание и сценарии применения, что позволяет сделать четкие выводы о выборе.

Общая мощность устройства составляет 240 кВт, динамически распределяемая между двумя зарядными устройствами:

Зарядка только одного автомобиля: Полная выходная мощность 240 кВт на каждое зарядное устройство;

Одновременная зарядка двух автомобилей: Автоматическое распределение 120 кВт на каждое зарядное устройство.

Аппаратная архитектура: 8 модульных блоков по 30 кВт, соединенных параллельно, опционально с воздушным/жидкостным охлаждением; отказ одного модуля приводит к снижению мощности без отключения устройства; стандартный 5-метровый кабель с жидкостным охлаждением, обеспечивающий непрерывный выходной ток 240 А.

Совместимость по напряжению: Полная совместимость с напряжением 200–1000 В, подходит для всех легковых автомобилей и легких коммерческих автомобилей с напряжением 400 В/800 В.

Общая выходная мощность составляет 360 кВт, с интеллектуальным динамическим распределением мощности между двумя модулями:

Для одного велосипеда: пиковая мощность 360 кВт на каждый модуль;

Для двух велосипедов: равномерное распределение по умолчанию 180 кВт на каждый модуль, с поддержкой переключения пиковой мощности по требованию (240 кВт для одного велосипеда, 120 кВт для другого).

Архитектура оборудования: 12 модулей по 30 кВт, стандартное высокоэффективное жидкостное охлаждение, высокотоковые кабели для зарядки с жидкостным охлаждением на 600 А; больший корпус, более сложная система охлаждения, более высокое общее энергопотребление и теплоотвод.

Большинство зарядных устройств для автомобилей на 400 В имеют пиковую выходную мощность всего 100-150 кВт:

Зарядные станции мощностью 240 кВт: Один автомобиль может полностью зарядиться мощностью 120-150 кВт, превышая лимит мощности автомобиля, в результате чего оставшаяся мощность зарядной станции остается неиспользованной; два автомобиля, заряжающиеся одновременно мощностью 120 кВт, полностью используют максимальную мощность автомобиля.

Зарядные станции мощностью 360 кВт: Один автомобиль может использовать максимум 150 кВт, в результате чего значительная часть энергии остается неиспользованной; два автомобиля используют 180 кВт, но автомобиль потребляет только около 120 кВт, что приводит к полной потере энергии и более высоким затратам на амортизацию оборудования на единицу электроэнергии.

Модели на платформе 800 В могут достигать пиковой мощности 250–310 кВт в диапазоне низкого уровня заряда батареи (SOC), при этом время зарядки от 10% до 80% составляет всего 13–18 минут:

Зарядные станции мощностью 240 кВт: автомобили с напряжением 800 В могут потреблять максимум 240 кВт, при этом пиковая мощность ограничивается зарядной станцией, что увеличивает время зарядки на 3–5 минут; одновременная зарядка двух автомобилей приводит к мощности всего 120 кВт, что значительно снижает оборачиваемость зарядных станций и усугубляет очереди в часы пик.

Зарядные станции мощностью 360 кВт: один зарядный пистолет может обеспечить полную пиковую мощность 280–320 кВт, что позволяет быстро заряжать автомобиль в диапазоне низкого уровня заряда батареи (SOC); Поэтапное распределение пиковой нагрузки для двух транспортных средств позволяет достичь комбинации 240 кВт + 120 кВт, включающей одно быстроходное транспортное средство с напряжением 800 В и одно медленноходное транспортное средство с напряжением 400 В, что повышает эффективность оборота в часы пик на 20–30%.

Автомобили для вызова такси имеют небольшую емкость батарей и пиковую мощность 100–160 кВт, при этом запас хода зарядки составляет от 10% до 90%, что приводит к быстрому снижению мощности:

Двухбатарейная система мощностью 240 кВт с равномерно распределенной мощностью 120 кВт является оптимальной; батарея мощностью 360 кВт с равномерно распределенной мощностью 180 кВт все еще не может быть использована транспортным средством, а это означает, что инвестиционная надбавка не может быть преобразована в объем зарядки.

Электросети в городских коммерческих районах, как правило, страдают от таких проблем, как недостаточная мощность трансформаторов, длительные циклы согласования расширения выделенной линии 10 кВ и высокие затраты на расширение. Разница в нагрузке между этими двумя типами систем значительна:

Одна опора мощностью 240 кВт: номинальная входная мощность 265 кВА, входящий кабель YJV3×120+2×70 мм²;

Одна опора мощностью 360 кВт: номинальная входная мощность 400 кВА, входящий кабель YJV3×185+2×95 мм², затраты на закупку, прокладку и кабельные лотки увеличиваются более чем на 50%.

В качестве примера рассмотрим электростанцию ​​с высоким расходом электроэнергии и 10 опорами:

10 блоков по 240 кВт: общая нагрузка приблизительно 2650 кВА, требуется трансформатор мощностью 3150 кВА;

10 блоков по 360 кВт: общая нагрузка 4000 кВА, требуется трансформатор мощностью 4000–5000 кВА. Стоимость трансформатора, распределительного помещения и высоковольтного распределительного устройства на 40–60% выше. В старых коммерческих районах и подземных паркингах, вероятно, потребуется новая выделенная линия 10 кВ, срок расширения которой составит 3–6 месяцев, что добавит сотни тысяч юаней к затратам на реконструкцию.

Для модели с жидкостным охлаждением той же марки: закупочная цена блока мощностью 360 кВт на 35–50% выше, чем у блока мощностью 240 кВт, с увеличением затрат на проводку, теплоотвод, контакторы и силовые модули.

Установка мощностью 360 кВт имеет более высокий непрерывный выходной ток, что приводит к более быстрому износу уплотнений и контакторов из-за длительной работы системы жидкостного охлаждения и силовых модулей при высоких температурах, в результате чего частота ежегодного технического обслуживания увеличивается на 30%. Установка мощностью 240 кВт работает в более щадящем режиме, а модель с воздушным охлаждением и более низкими техническими характеристиками имеет более низкие затраты на техническое обслуживание.

Установка мощностью 360 кВт быстрее изнашивает высокотоковые линии электропередачи, клеммы и высоковольтные выключатели, а также имеет более высокий риск утечек в трубопроводах жидкостного охлаждения по сравнению с установкой мощностью 240 кВт. Установка мощностью 240 кВт имеет умеренную нагрузку на линии электропередачи, что делает ее менее подверженной изгибам и перегреву.

Оба блока имеют модульную конструкцию и соединены параллельно, но блок мощностью 360 кВт испытывает большие потери мощности после отказа одного модуля, что делает его более восприимчивым к недостаточной выходной мощности отдельных устройств в часы пик и приводит к жалобам пользователей. Модульная избыточность блока мощностью 240 кВт лучше подходит для работы в условиях колебаний пассажиропотока в городах.

Зарядные станции в крупных жилых комплексах, подземные паркинги в обычных торговых центрах (более 70% автомобилей используют 400-вольтовое питание);

Централизованные зарядные станции для служб такси и сервисов вызова такси, а также для автопарков легких грузовиков;

Старые коммерческие районы с ограниченной существующей мощностью распределения электроэнергии, где масштабная модернизация трансформаторов нецелесообразна;

Комплексные и доступные зарядные центры, обслуживающие различные типы транспортных средств как для жилых, так и для коммерческих целей, с целью обеспечения сбалансированной окупаемости инвестиций;

Большое количество парковочных мест и крупные кластеры зарядных станций (10 и более станций), контролирующие общую нагрузку распределения электроэнергии.

Специализированные суперзарядные станции в основных престижных городских деловых районах и автосалонах автомобилей класса люкс, где более 40% автомобилей используют высоковольтное питание 800 В;

Станции быстрой зарядки для городских достопримечательностей и популярных брендов, с акцентом на быструю зарядку для получения конкурентного преимущества;

Новые планируемые земельные участки, позволяющие использовать их для размещения трансформаторов большой мощности 10 кВ без ограничений на расширение сети;

В основном для обслуживания клиентов, находящихся в краткосрочной перспективе (покупки, рестораны, 15-20 минут для быстрой зарядки), с приоритетом на скорость оборота столиков;

Оборудованы системами накопления энергии для сглаживания пиковых и спадовых нагрузок, смягчая воздействие мощных мгновенных нагрузок.