AC versus DC oplaadinfrastructuur voor elektrische voertuigen.

Elektrische voertuigen bestonden al lang, zelfs al toen paarden tussen 1828 en 1835 het belangrijkste vervoermiddel waren. In Hongarije, Nederland en de VS waren er mensen die vooruit dachten en kleine EV's ontwikkelden. Het eerste ruwe elektrische voertuig werd in 1832 gebouwd door Robert Anderson, maar een succesvol exemplaar kwam er pas in de jaren 1880 toen William Morison er een bouwde.Een elektrisch voertuig (EV) moet net als uw smartphone worden opgeladen en weer opgeladen. Om dit te bereiken, leveren laadstations, ook bekend als Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE), stroom voor plug-in EV's. Ze zijn even oud als elektrische voertuigen en zijn in de loop der jaren verbeterd. EV opladen kan met AC of DC voeding.

Vergelijking tussen AC- en DC-laadstations

Ondanks het feit dat AC-laadstations het meest gebruikt worden, hebben ze hun eigenaardigheden, terwijl DC-laadstations nieuwe introducties en nadelen hebben. Ik heb deze twee soorten laadstations vergeleken op basis van het volgende onderwerp:

Aard van richting van AC en DC oplading

Wisselstroom (AC) is over het algemeen populair om binnen korte perioden van richting te veranderen, en de netten produceren meestal AC. Het is gemakkelijk om wisselstroom van de ene plaats naar de andere te transporteren, dus wordt het meestal geleverd aan de EV-laders (laadstations). De batterijen in elektrische voertuigen kunnen echter alleen elektrische stroom opslaan in gelijkstroom (DC).Hoe laadt u dan een gelijkstroombatterij in uw auto op met de wisselstroom die door het net wordt geleverd? Om deze voertuigen te kunnen opladen, is ondersteunende infrastructuur, zoals AC- en DC-laadstations, opgezet om elektrische stroom te leveren. De AC-laadstations leveren stroom in wisselstroom, maar de ingebouwde lader in de elektrische auto zet de wisselstroom om in gelijkstroom die door de accu's wordt opgenomen. Het verschil tussen een AC-laadstation en een DC-laadstation is de manier waarop de stroom bij de accu's terechtkomt. Bij het AC-laadstation is het ingebouwde laadcircuit rechtstreeks aangesloten op de AC-voeding. Vervolgens maakt het gebruik van een converter die de wisselstroom omzet in gelijkstroom alvorens deze naar de batterij van de auto te sturen. Gelijkstroomlaadstations leveren gelijkstroom aan de elektrische voertuigen, zonder omzetting in de lader aan boord; in plaats daarvan wordt de omzetting van wisselstroom naar gelijkstroom in het station gedaan alvorens het door te sturen naar de EVSE.

Laadsnelheden en voltages van laadinfrastructuur voor elektrische voertuigen

Laadinfrastructuur voor elektrische voertuigen kent verschillende niveaus op basis van snelheid en capaciteit. De huidige classificatie van laadsnelheden is die van niveaus 1, 2 en 3. Niveaus 1 en 2 zijn voor AC-laden, terwijl niveau 3 bekend staat als DC-snelladen. Voor niveau 1 AC-laden is een nacht opladen nodig om 50-60 mijl op te laden, met een vermogen van 1,3kW tot 2,5kW voor een 120V stopcontact. Bij opladen op niveau 2 gaat het om een verbetering tot ongeveer 208V-240V, waarbij wordt opgeladen met een snelheid van 4kW tot 18kW (wat overeenkomt met 12 tot 54 mijl per uur).Met het gebruik van gelijkstroomoplading, waarbij het gebruik van een convertor wordt omzeild, gaat het opladen sneller. Deze snelheid wordt verwacht omdat de tijd die nodig is voor het omzetten van wisselstroom naar gelijkstroom mede verantwoordelijk is voor het langzame opladen bij wisselstroomlaadstations. Gelijkstroom snelladers kunnen laden met een vermogen van 50kW tot 350kW. Een voertuig kan, afhankelijk van het type, binnen 15 tot 45 minuten volledig worden opgeladen.

Meer over de werking van DC snelladen

Elk DC-laadstation heeft een unieke poortconnector. Deze uniciteit beperkt het type voertuigen dat u in een gelijkstroomlaadstation kunt opladen. Zo kan bijvoorbeeld een Tesla superlader geen andere voertuigen opladen dan een Tesla. De andere twee beschikbare soorten gelijkstroomladers zijn Combined Charging System (CCS) en CHAdeMo, en ze zijn relatief gebruikelijk en kunnen worden aangepast aan verschillende elektrische voertuigen.Meer nog, verschillende elektrische voertuigen hebben verschillende batterijcapaciteiten en vermogensaanvaardingspercentages. De hoeveelheid stroom die een batterij per keer kan accepteren, bepaalt zijn classificatie. Ik ken tenminste nieuwere EV-modellen die tot 270 kW per uur kunnen opnemen, hoewel de gangbare modellen tot 50 kW per uur kunnen opnemen. Naarmate het vermogen van EV-batterijen blijft toenemen, groeit ook het vermogen van laadstations. Vanaf 2020 is het hoogste EV-laadstation waar ik van gehoord heb, 350 kW. Dus hoe kunnen deze twee (de capaciteit van de laders en die van de batterijen) op elkaar aansluiten als de laders sneller gaan? Het mooie is dat het niet eens hoeft te matchen. Het enige wat hoeft te gebeuren is een communicatie tussen het voertuig en het laadstation over hoeveel stroom er nodig is en die stroom wordt dan verzonden.

Voor- en nadelen van de beschikbare infrastructuur voor het opladen van elektrische voertuigen

Wisselstroomladen is nog steeds erg populair, vooral opladen op niveau 2. U kunt dus niet altijd verwachten dat u in een DC-laadzone kunt rijden, zelfs als u dat zou willen, want de dichtstbijzijnde kan ver weg zijn. Hoewel AC-laden nog steeds veilig en geweldig is, is het traag in vergelijking met DC-laden en vergt het meer laaduren.Interessant is dat het gebruik van DC-snelladen ook enkele nadelen heeft. Het geval van thermische problemen is een van hen die zorgen baart. Langdurig opladen met DC snelladen verhit de batterijen van EV's, waardoor de batterijen na verloop van tijd lichtjes degraderen. Hoewel de langetermijneffecten nog ter discussie staan, vraagt dit om meer technologieën voor warmtebeheersing.Bovendien is het duur om te installeren, en dit is een belangrijk minpunt. Voor gelijkstroom-laadstations is een hogere spanning nodig. Zij hebben het 480-volt niveau nodig om het grootste deel van de tijd te kunnen werken, en de kosten voor deze spanningsvereiste zijn relatief hoger in vergelijking met de AC tegenhanger. Zowel aan de kant van de installatiebedrijven als aan de kant van de EV-gebruikers zou dit dus kosten met zich meebrengen.AC OpladenDC Opladen1 De omzettingnaar gelijkstroom gebeurt in de auto.De omzetting gebeurt buiten de auto in het laadstation.2De laadcurve is een vlakke lijn; dat wil zeggen dat er gewoon met een continu tempo wordt opgeladen.De laadcurve is een degraderende curve omdat het oplaadsnelheid met de tijd afneemt. Dit betekent dat de aanvankelijke snelle snelheid waarmee de EV-batterij stroom opneemt, afneemt naarmate de totale capaciteit wordt benaderd.3De laadsnelheid ligt meestal rond 22kW-43kW per km/h.Kan tot 50-100kW per km/h opladen.4AC-stations zijn populair en meer.De nieuwste DC-laadstations bestaan in Europa, maar zijn niet zo populair als AC-laadstations.5Gebruikt een beperkte laadconverter aan boord.Gebruikt een grotere converter buiten de EV voor snel en bidirectioneel opladen.Over het algemeen ontwikkelen AC- en DC-laadinfrastructuur zich snel om het betere gebruik van elektrische voertuigen te vergemakkelijken. Toch blijft gelijkstroom nog steeds de snelste manier om elektrische voertuigen op te laden. Het heeft ook zijn capaciteitsniveaus in termen van stroom, spanning en vermogen. Daarom is het, hoewel we kunnen gebruiken wat we hebben, beter om betere opties zoals DC-laden te verkennen en de efficiëntie te verbeteren.Deze blog maakt deel uit van een V2X-serie. Ga verder naar de andere blogs in de serie.

1. Zeven (7) wereldwijde V2X-projecten die u moet kennen.
2. Is V2X een winstgevende onderneming voor belanghebbenden in de energiesector?
3. Hoe EV's zullen helpen om de distributie en transmissie netwerken te stabiliseren.
4. Zullen V2G-activiteiten de levensduur van de batterij van uw EV verminderen?
5. Alles wat u moet weten over V1G, V2H, V2B, V2G, en V2X