Page 30 - elektro.info 4/2020 demo
P. 30
elektromobilność
elektromobilność
przegląd technologii
ładowania baterii pojazdów
elektrycznych (część 2.)
strategie ładowania baterii pojazdów elektrycznych
mgr inż. Marta Żurek-Mortka – Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu
odczas ładowania baterii EV sto- sza się żywotność akumulatora i moż-
Psuje się kilka różnych strategii na łatwo doprowadzić do przegrzania ładowanie prądem stałym
związanych z kształtem i wartością i uszkodzenia baterii [4], [5]. Rys. M. Żurek-Mortka
prąd
prądu lub napięć. Strategie ładowania ładowania
baterii pojazdu elektrycznego można strategia ładowania
podzielić na: napięciem stałym A 0
ładowanie prądem stałym, (Constant Voltage CV) ładowanie napięciem stałym czas
ładowanie napięciem stałym, napięcie 28 V
baterii
jednoczesne ładowanie prądem Napięcie ładowania jest utrzymy-
i napięciem stałym, wane na poziomie maksymalnego na- V min 15 V
ładowanie impulsowe. pięcia, które powinno być przyłożone czas
Ładowarka EV może być modelo- do określonego rodzaju baterii. Prąd t 0 t n
wana jako jednofazowy konwerter ładowania powoli maleje, gdy zbliża Rys. 1. Strategia ładowania baterii prądem DC i stałym napięciem
AC/DC o wydajności η i może łado- się pełne naładowanie baterii. Ta me-
wać pojazd elektryczny głównie za po- toda jest skuteczna przy użyciu niż- C 1(SOC, T)
mocą opcji prąd stały – Constant-Cur- szych napięć, ponieważ temperatura R 0(SOC, T)
I m
rent (CC) i napięcie stałe – Constant baterii zwykle nie stanowi problemu, I 1 + Rys. M. Żurek-Mortka
Voltage (CV) oraz stała moc – Con- ale są długie czasy ładowania [4], [5].
stant Power (CP). + R 1(SOC, T)
strategia ładowania E m(SOC, T) V
strategia ładowania prądem stałym
prądem stałym i napięciem stałym –
(Constant Current CC) Rys. 2. Model impedancji ładowania dla baterii EV
Ta metoda jest powszechnym
W tej metodzie ładowania stosu- sposobem ładowania baterii pojaz- mym czasie prąd spada, aż do pełne- W tej strategii ładowania prąd sta-
je się stały prąd DC. W tym przypad- du elektrycznego. Ładowarka wytwa- go naładowania akumulatora. Jest to ły jest po stronie akumulatora, aż
ku prąd stały utrzymywany jest do rza stały prąd, dopóki bateria pojazdu tradycyjna metoda ładowania baterii do osiągnięcia maksymalnego napię-
czasu, aż napięcie akumulatora osiąg- EV nie osiągnie określonego wartości pojazdów elektrycznych (rys. 1.). Me- cia ogniwa, a napięcie stałe po stro-
nie wartość nominalną baterii. Jeśli napięcia, w którym to punkcie w dal- todę ładowania prądem stałym i sta- nie akumulatora, gdy akumulator
prąd ładowania DC przekroczy prąd szym ładowaniu napięcie utrzymywa- łym napięciem zmodyfikowano tak, jest w pełni naładowany. Prąd jest
znamionowy baterii, wówczas pogar- ne jest na stałym poziomie. W tym sa- aby obejmowała wiele poziomów prą- utrzymywany na stałym poziomie
du stałego, co dodatkowo poprawia podczas ładowania, aż do osiągnię-
szybkość ładowania baterii pojazdów cia poziomu napięcia odcięcia. Moc
+ elektrycznych [4], [5]. po stronie sieci P AC i po stronie aku-
ładowanie pozostały okres
impulsowe DC
streszczenie
Czas ładowania baterii pojazdów elektrycznych jest wciąż poważnym problemem wpływa-
prąd, w [A] czas jącym na rozwój elektryfikacji transportu. Aby było możliwe całkowite zastąpienie tradycyj-
nych stacji, konieczna jest budowa stacji szybkiego ładowania o mocy wynoszącej ponad
1 MW. W tym przypadku kluczową rolę odgrywa topologia stacji ładowania oraz zastoso-
impulsowe wana strategia ładowania baterii pojazdu elektrycznego. Niniejszy artykuł przedstawia roz-
– rozładowanie wiązania technologii ładowania pojazdów elektrycznych wraz z przeglądem stosowanych
strategii ładowania baterii. Prezentowane są wybrane topologie stacji ładowania różniące
się ze względu na zastosowane przekształtniki i źródła energii.
Słowa kluczowe: ładowanie prądem stałym, ładowanie napięciem stałym, ładowanie im-
Rys. 3. Strategia negatywnego ładowania impulsowego [15] pulsowe, strategie ładowania baterii pojazdów elektrycznych.
www.elektro.info.pl nr 4/2020
74
