ევროპული სტანდარტების შესაბამისი V2G DC დამტენი სადგურების არქიტექტურული დიზაინი

V2G-ის არქიტექტურული დიზაინიმუდმივი დენის დამუხტვის სადგურიევროპულ სტანდარტებთან შესაბამისობა (CCS2 ინტერფეისი) გულისხმობს სამი ფენის კოორდინირებულ დიზაინს: კვების აპარატურა, მართვის ელექტრონიკა და საკომუნიკაციო პროტოკოლები. ქვემოთ მოცემულია ყოვლისმომცველი ტექნიკური ჩარჩო, რომელიც შემდგომი დახვეწის საფუძველს წარმოადგენს.

I. სისტემის საერთო არქიტექტურა

სისტემა შედგება ოთხი ძირითადი ფუნქციური მოდულისგან:

• სიმძლავრის გარდაქმნის მოდული:ახორციელებს ორმხრივ AC/DC გარდაქმნას; წარმოადგენს ორმხრივი V2G ენერგიის ნაკადის ბირთვს.
• კონტროლისა და დაცვის მოდული:მოიცავს მთავარ კონტროლერს, უსაფრთხოების საკეტებს და იზოლაციის მონიტორინგს.
• კომუნიკაციის მოდული:ავტომობილიდან დამტენთან კომუნიკაცია (EVCC-SECC) და დამტენიდან ღრუბელთან კომუნიკაცია (backend მართვა).
• HMI/გაზომვის მოდული:დისპლეი, ანგარიშსწორება და აღრიცხვა, ასევე RFID/აპლიკაციაზე დაფუძნებული ავთენტიფიკაცია.

II. აპარატურის არქიტექტურა (სიმძლავრის ეტაპი)

CCS2 DC დამტენ სადგურებში V2G მხარდაჭერის ძირითადი მექანიზმი არის ორმხრივი, იზოლირებული ენერგიის გარდაქმნის კავშირი; სტანდარტულ ცალმხრივ დამტენებთან შედარებით, ეს არქიტექტურა მოიცავს ინვერსიის (განმუხტვის) გზას და მოითხოვს ენერგიის ხარისხის უფრო მკაცრ კონტროლს.

დიზაინის ძირითადი პუნქტები

1. წინა ბოლო სამფაზიანი AC/DC (PFC გასწორების ეტაპი)

• ტოპოლოგია:სამდონიანი ვენური გასწორებელი (ცალმხრივი გამოყენება ხშირია, მაგრამ V2G სცენარები, როგორც წესი, იყენებს ორმხრივ სამდონიან ტოპოლოგიებს, როგორიცაა სამფაზიანი ძაბვის წყაროს AC/DC ეტაპი SiC MOSFET-ებით ორმხრივი სიმძლავრის ნაკადისთვის, ან T-ტიპის სამდონიანი ხიდი).
• კომპონენტები:SiC MOSFET-ები (650V/1200V) ფართოდ გამოიყენება 30 კვტ-ზე მეტი სიმძლავრისთვის; გადართვის სიხშირეები მერყეობს 20-დან 50 კჰც-მდე, რათა დაბალანსდეს ეფექტურობა და მაგნიტური კომპონენტების ზომა.
• ფუნქციები:ცვლადი/მუდმივი დენის გასწორება (G2V) + მუდმივი/ცვლადი დენის ინვერსია (V2G) + აქტიური/რეაქტიული სიმძლავრის განცალკევებული კონტროლი (ქსელის მხარდაჭერისა და სიხშირის/ძაბვის რეგულირების სცენარებისთვის).
• დენის ხარისხი:უნდა შეესაბამებოდეს ისეთ სტანდარტებს, როგორიცაა IEC 61000-3-12 (ჰარმონიკები) და EN 50549 (ქსელთან შეერთების დაცვა); V2G განმუხტვის დროს THD, როგორც წესი, უნდა იყოს <5%.

2. იზოლაციის ეტაპი: ორმხრივი DC-DC გადამყვანი

• სასურველი ტოპოლოგიები:CLLC რეზონანსული გადამყვანი (ორმხრივი სიმეტრია, მაღალი რბილი გადართვის ეფექტურობა, შესაფერისი ფიქსირებული ან ვიწრო დიაპაზონის ძაბვის გაძლიერებისთვის) ან ორმაგი აქტიური ხიდი (DAB) (უმაღლესი დინამიური რეაგირება ფართო ძაბვის დიაპაზონში, რომელიც იტევს აკუმულატორის ძაბვის პლატფორმებს 150 ვოლტიდან 1000 ვოლტამდე სხვადასხვა ავტომობილის მოდელზე).
• იზოლაციის ტრანსფორმატორი უნდა იყოს დაპროექტებული უმაღლესი იზოლაციის კლასის მიხედვით (ავტომობილისა და დამტენის იზოლაცია, რათა თავიდან იქნას აცილებული ავტომობილის შასის პოტენციალსა და ქსელის პოტენციალს შორის დაწყვილება).
• ეს ეტაპი ასევე ემსახურება CCS2 სტანდარტით გათვალისწინებული ელექტრო იზოლაციის წერტილს (GB/T 27930 და IEC 61851-23 სტანდარტები მოითხოვს ელექტრო იზოლაციას ავტომობილსა და დამტენ სადგურს შორის).

3. DC ავტობუსი და გამომავალი ეტაპი

• ავტობუსის კონდენსატორი + DC ავტობუსის ძაბვის/დენის სენსორი (V2G დენის მარყუჟის მართვისთვის)
• DC კონტაქტორები (თითო დადებითი და უარყოფითი პოლუსებისთვის; ზოგიერთი დიზაინი მოიცავს წინასწარი დამუხტვის რეზისტორს და წინასწარი დამუხტვის კონტაქტორს DC ავტობუსის რბილი გაშვებისთვის CCS2 კონექტორის შეერთების შემდეგ)
• HVIL (მაღალი ძაბვის ბლოკირების მარყუჟი): ვრცელდება მთელ გზაზე კონექტორიდან DC ავტობუსამდე და გადამყვანამდე; გამომავალი სიგნალი წყდება, თუ წრედი ნებისმიერ წერტილში გაწყდება.
• იზოლაციის მონიტორინგის მოწყობილობა (IMD): დამიწებისადმი იზოლაციის წინააღმდეგობის რეალურ დროში მონიტორინგი როგორც დადებითი, ასევე უარყოფითი DC სადენებისთვის; ააქტიურებს დაცვას გაუმართაობის აღმოჩენისთანავე.

III. კომუნიკაციის არქიტექტურა

CCS2 DC V2G-ის კომუნიკაცია ორ ფენას მოიცავს:ავტომობილიდან დამტენამდე კომუნიკაცია (EVCC↔SECC) და დამტენიდან ღრუბელამდე კომუნიკაცია (SECC↔CSMS); პირველი კრიტიკულად მნიშვნელოვანია ორმხრივი V2G დისპეტჩერიზაციის უზრუნველსაყოფად.

კომუნიკაციის პროტოკოლის დასტების სიღრმისეული ახსნა

1. ავტომობილის დამტენის ფენა (EVCC ↔ SECC)

ISO 15118-2-თან შედარებით, ISO 15118-20-ში მნიშვნელოვანი დამატებაა:BPT (ორმხრივი სიმძლავრის გადაცემა)მომსახურება. შიდა GB/T სტანდარტული სისტემის თავსებადობის უზრუნველსაყოფად, ასევე აუცილებელია GB/T 27930-სა (მიმდინარე ვერსია) და GB/T 27930-202x-ს შორის თავსებადობის ფენის გათვალისწინება.

2. შიდა ავტობუსი (მთავარი კონტროლერი ↔ კვების მოდული)

• როგორც წესი, იყენებს CAN 2.0B ან CAN FD; მთავარი კონტროლერი გასცემს ძაბვის/დენის ბრძანებებს კვების მოდულებისთვის, ხოლო მოდულები აცნობებენ სტატუსს და ხარვეზის კოდებს.
• თუ გამოიყენება მოდულური კვების არქიტექტურა, ასევე საჭიროა მასტერ-სლეობის არბიტრაჟი და დატვირთვის გაზიარების პროტოკოლები.

3. დამტენიდან ღრუბელამდე ფენა (SECC ↔ CSMS)

• OCPP 2.0.1:ამჟამად, მთავარი არჩევანია; მისი ორმხრივი სიმძლავრის გადაცემის მოდული კონკრეტულად უჭერს მხარს სიმძლავრის პროფილების გადაცემას და ენერგიის აღრიცხვის მონაცემების ანგარიშგებას V2G სცენარებისთვის.
• ქსელის სიხშირის რეგულირებასთან ან მოთხოვნაზე რეაგირებასთან დაკავშირებული პროექტებისთვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას IEEE 2030.5 (CSIP) ან OpenADR.

უსაფრთხოებისა და შესაბამისობის ძირითადი მახასიათებლები (V2G-სპეციფიკური)

• კუნძულების საწინააღმდეგო დაცვა:განმუხტვის რეჟიმში, სისტემა უნდა შეესაბამებოდეს IEC 62116/UL 1741 სტანდარტს.
• ორმხრივი გაზომვა:საზომი ჩიპები უნდა უჭერდეს მხარს ორმხრივ ენერგიის გაზომვას და ცალკე ანგარიშსწორებას.
• სიმძლავრის კოეფიციენტი და ჰარმონიკები:განმუხტვის დროს ქსელთან მიერთების ჰარმონიული ლიმიტები უნდა იყოს დაცული.
• სერტიფიკაცია:გასათვალისწინებელია CE, EN 61851-23 და EN 62477-1 სტანდარტებთან შესაბამისობა.