1205 подписчиков

Инфраструктура электрических зарядных станций для электромобилей. Системы групповой зарядки.

27 апреля 202027 апр 2020

1248

5 мин

Оглавление

ECC - Electro Car Charging
Немного теории по зарядным станциям для электромобилей с привязкой к стандартному оборудованию SIEMENS для систем групповой зарядки.
Типы коннекторов для eTruck, eBus, eCar, eBike

ECC - Electro Car Charging

Количество электромобилей и прочего электрического транспорта постоянно растёт и одновременно с развитием электрического транспорта растёт и зарядная инфраструктура.

Компания SIEMENS имеет два основных направления по зарядной инфраструктуре для электромобилей, персональные и отдельные зарядные станции и системы групповой зарядки. Основное отличие этих двух направлений в том, что персональные и отдельные зарядные станции, используются как конечный продукт и содержат весь комплекс электронных компонентов для зарядки внутри конкретной станции, а системы групповой зарядки , имеют выделенную за пределы зарядной станции силовую электрическую инфраструктуру, а сама зарядка производится у более простых "колонок", имеющих только зарядный кабель. По существу, на начальном этапе развития электромобилей, отдельные зарядные станции вполне оправданы, но в будущем, когда электромобилей станет гораздо больше, потребуются мощные системы групповой зарядки на большое число автомобилей, например, парковки около супермаркетов, развлекательных центров, офисов и т.п. Надо отметить, что стоимость системы групповой зарядки, гораздо ниже чем отдельные зарядные станции, при расчете на один заряжаемый электромобиль.

Немного теории по зарядным станциям для электромобилей с привязкой к стандартному оборудованию SIEMENS для систем групповой зарядки.

Типы коннекторов для eTruck, eBus, eCar, eBike

*PLC =Powerline GP; **PWM= ШИМ (Широтно-импульсная модуляция)

Режимы зарядки

AGVs* = Autonomus Guided Vehicle - самоходные платформы (например, складские роботележки).

Решения для коммуникации с электротранспортом при зарядке

Коммуникация компонентов зарядных станций и систем обслуживания.

* EVSE = Electric Vehicle Supply Equipment
**V2G = Vehicle to Grid
*** TLS = Transport Layer Security
**** Круглосуточное дистанционное обслуживание

Мировые стандарты используемые в данной области

Зарядка переменным током по
IEC 61851 / SAE J1772

Типичная конфигурация с 1 зарядным фидером

Описание функций контроллера зарядки согласно IEC61851 Mode 3

Сигнальные контакты CP* и PP**

Сопротивление в кабеле определяет макс. допустимую нагрузку по току
Опережающие контакты в штекере обеспечивают электрическую безопасность в процессе зарядки
Прерывание сигнала PP** отменяет процесс зарядки

*CP = Control Pilot
** PP = Plug Present / Proximity Pilot
*** PWM = ШИМ (широтно-импульсная модуляция)

Зарядный ток согласно факторам воздействия

Настраиваемые зарядные токи через CP* в PWM***

SIMATIC ET 200SP TM ECC
Принцип Master-Slave на базе SIMATIC

* EDL40++ счетчик с ПО для учёта

Управление нагрузкой

eMobilty - требования к управлению нагрузкой

Источник: BDEW (Федеральная ассоциация энергетики и управления водными ресурсами)

Зарядка электромобилей
Управление нагрузкой с помощью Energy Suite

Стратегия управления нагрузкой по пиковой нагрузке: все EV обрабатываются равномерно

Логика сброса нагрузки

Логика переподключения нагрузки

SIMATIC ET 200SP TM ECC 2xPWM ST
Концептуальная база для автостоянки

Управление нагрузкой
SIMATIC ET 200SP TM ECC 2xPWM ST

Зарядные коннекторы (розетки) переменного тока по IEC 62196

С электромагнитным переключателем

Фирма-изготовитель : Intramco или ITT
Заблокирован при подаче тока на ACT, разблокирован при отсутствии тока на ACT
Исполнение с 12В* / 24В
Прямое соединение с ET 200SP TM ECC 2xPWM ST
Автоматическая разблокировка при исчезновении напряжения

С электроприводом

Фирма-изготовитель : TE connectivity, Mennekes, Bals, Phönix
Блокировка и разблокировка путем изменения полюсов, которые подключены к приводу постоянного тока.
В случае отключения электроэнергии требуется разблокировка с помощью накопленной энергии через дополнительные модули
Рекомендуется использовать дополнительный источник питания 12В
Нет потребления тока при блокировке
Рекомендуется использовать модуль привода!

Блокираторы коннекторов
SIMATIC ET 200SP TM ECC

Подключение бэкенд через OCPP

Используется протокол OCPP (Open Charge Point Protocol) версии 1.6 и 2.0

Функциональность шлюза SIMATIC ET 200SP TM ECC PL ST

Зарядка постоянным током по DIN 70121

Зарядка постоянным током, сейчас всё более активно внедряется, так как имеет преимущества по сравнению с переменным, основное, повышение напряжения заряда, что позволяет делать быстрые и мощные зарядки.

SIMATIC ET 200SP TM ECC PL ST на базе ISO 15118 / DIN 70121
Коммуникационный механизм (EXI)

ET 200SP TM ECC PL ST
Процедура зарядки постоянным током в системах CCS*

*CCS = Combined Charging System

SIMATIC ET 200SP TM ECC PL ST
Функциональность шлюза

SIMATIC ET 200SP TM ECC PL ST
Отличительные особенности

Концепции зарядки с SIMATIC
Шкаф управления (пример)

* Tesla от модели 3 с европейскими стандартами;
** Широтно-импульсная модуляция;
***PowerlineCommunication GreenPhy

Системы групповой зарядки
SIMATIC ET 200SP TM ECC PL ST

* EDL40++ счетчик с ПО для учёта
**Система контроля доступа;
*** Реализовано у PD DC-ЗС V1.6

Зарядка постоянным током по ISO 15118

*TLS = Transport Layer Security (протокол безопасности транспортного уровня)

Siemens является первой компанией, получившей сертификацию TUV SUD на основе IEC 62443-4-1 для семи центров в Германии, занимающихся межотраслевым процессом разработки продуктов автоматизации и приводов, включая промышленное программное обеспечение. Среди прочего, в этих центрах разрабатываются промышленные контроллеры Simatic S7, промышленные ПК Simatic, устройства Simatic HMI для операторского управления и мониторинга, приводы Sinamics, а также инструментальных средств проектирования TIA Portal. Международная серия стандартов IEC 62443 определяет меры безопасности для систем промышленной автоматизации, а в части 4-1 стандарта описываются требования процесса разработки у производителя.