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新能源汽车比亚迪唐220V放电系统粗解,以及为什么需要支持V2G?

本文希望系统地发电传统汽车和新能源汽车的交流V2H和V2G梳理功能,全文主要分几部分介绍,在汽车使用中,铅酸电池电压DC12V直流电转换(新能源汽车采用高压电源)与市电相同AC220V一般电器使用交流电。

在北美和欧洲市场,这种电源主要用于笔记本电脑,在传统燃油车上设计了一个特殊的供电接口,早期没有出现USB手机充电口也可以通过普通手机充电器给手机充电。内部接口如下图所示,车内110V供电接口。

利用新能源汽车为电器充电!巧解比亚迪唐22V发电系统

图1150W车载前装逆变器配置

从12开始,内部接线图如下图2所示V通过电池取电IGNKL15.供电,确保行驶时不会有200W(14A)耗掉12V电池电流过多。对于客户来说,通过一个LED表示整个供电情况,110V接头按一般插座的车辆环境规格修改。

图2福特汽车逆变器电路连接线

内部逆变器是从Ebay如图3所示,这是台达泰国工厂为福特提供的内部结构(12V=>110V通过变压器隔离一级逆变相对简单。

图3典型的前装车载逆变器

一般来说,这种规格更多地用于皮卡和大型车辆,然后有200辆W和400W两种规格,功率上升到产品EMC要求较高。

日本地震,考虑到地震灾害和其他应急产品有市场,日本住宅企业正在努力开发新一代节能住宅智能住宅,但也吸引了电动汽车汽车企业,几家都试图V2G和应急供电,主要是电动汽车可以作为日本灾后应急供电的单位,可以满足紧急情况和外出时对家电的需求。

这里做了1500W功率输出,做一个配件来做。

通过电动汽车电池向车外供电的供电装置MiEVPowerBOX,可以和公司在一起EV“i-MiEV”、“MINICAB-MiEV”和Outland连接。通过这个DC/AC单元与直流放电口连接,控制电池系统的能量输出,交流100V/1.5kW。

尺寸长395×宽334×厚194mm

重11.5kg

输出端子(插座)连接线长度为1.7m

价格为149800日元(含税)

配备16.0kWh容量驱动电池EV充满电后,可供输出功率为1.5kW连续使用家使用约5~6小时。这是普通家庭约一天的用电量。

图4三菱的V2G后装放电盒

日产汽车的LEAFtohome,也基于类似的考虑,通过设备连接住宅和电动汽车,可以进行双向供电系统。

紧急情况下,用电动汽车在家里供电

在电费较低的深夜给电动汽车充电,白天可以在家里使用

光伏发电等可再生能源用于住宅

外部6采用直流充电接口KW逆变器实现双向能量转移。因为主充电单元通过原来的充电单元Chademo这里对控制协议进行了更多的修改。

图5日产的V2G6KW放电柜

丰田在这里做了两部分设计,拿了几台prius的PHEV做一级交流电V2G,也做一些车载配件。如图5所示,放电继电器配备独立熔丝,一路分立1.5KW的100V逆变器输出,在只适用一个充电接口限额的情况下,通过不同的接口输出来判断充放电。但值得考虑的是,这里有许多技术因素需要考虑:

放电接口采用有针对性的防水接口,长度很小

考虑内部放电的控制,兼容SAEJ1772的定义

使用Proximity控制引脚,配置独立Latch开关

这种设计带来了很大的挑战,所以这组设计更多的是作为售后配件。

图6丰田车载充放系统

图7丰田车载放电插头

图8丰田设计的接近电阻设计

一般来说,日本汽车公司的考虑是基于日本更多的灾难。电动汽车被用作能源存储单元。在极端情况下,开发这一功能具有重要意义。它可以确保灾害条件下家庭的基本电能供应。

在中国,比亚迪主要做得更好,其他汽车公司也跟进了这方面的应用。在唐这辆车上,花了很多心思,甚至专门为这个主题应用广告。该系统的相关部件如图9和图10所示:

·交流充放电口:包括电子和接口总成

·车载充电机:双向车载交流充电机KW双向充放电能力

·动力电池组:车上的电池组需要调用三个继电器

·BMS管理:控制电池能量释放

·高压配电箱:正极继电器和预充电电路

·仪表:显示放电过程

·外部放电线:输出电能接口

图9唐后备箱系统布局

图10唐的放电系统框图

按照设计意图来看,这个充电机分三个部分:

a)3KW的AC/DC,特别是DC电压比较高

b)3.3KW的DC/AC,输出220VAC用

c)未知功率的13.8V输出,用来给低压系统 BMS系统供电

如下图所示,在充电状态下

o充电:交流电从2进入,从4变为直流输出。此时,交流一级的泄漏电流由Mode2&监测,内部有直流一级漏电流检测。

o放电:直流从4进入,从2到交流输出,此时只检测直流泄漏电流。

注:我不知道这个13.8V辅助电源是否再次工作,如果不工作,耗常电或12V电池电流。如图11所示,一开始预留了一个特殊的放电连接器,后来根据优化消除了。

图11唐双向车载充电机

由于基本上是重用,这里的能量流动双向考虑在同一条线上,可分为:

·交流线束:充电插座<==>充电机

·直流线束:充电机<==>配电盒

图12唐高压配电线束

充电插座:配置有L、N、PE还有三条动力线CC、CP还有电子锁控制线

放电线束:国家标准头,专用定制2kOhm的接触电阻

图13唐的放电线束和插线板

高压配电箱包括以下部分

a)电池组有三个接触器,负接触器和两个电池组分段接触器(内部压力)

b)预充继电器:上盖预充电阻

c)正极接触器:主接触器:

图14唐高压配电箱

如图15所示,放电系统的整个启动过程完全依赖于接触引脚CC根据接近电阻是否等于2Kohm判断是否进入放电模式,检测后通过BMS与仪表系统交互,实现系统放电。这里没有解释电子锁的动作,所以不清楚电子锁是否锁定。

图15放电系统工作过程图

注意这个逻辑图,开关完全依赖于插头的接触电阻。整个系统工作后,需要涉及动力网络总线和启动网络总线

1)动力网:车载充电器,低压BMS、必须激活组合仪表等线。

2)启动网:锁电子锁需要BCM进行启动

该功能用于边界范围,如电池电量低的模式,因为它是根据BMS当设计保护系统时SOC低于10%的时候,可以启动驻车充电模式,然后通过驻车发电模式(启动TCU ECM),保持系统在电量中工作SOC<调整发电电流的15%模式。否则,按照这个模式,电源就完了。

根据做双向,3.3KW充电大了好大的一圈。事实上,从内部布线配置的角度来看,从原来GB/T目前不允许20234发电,漏电保护因素不包括在内。在18487.充电过程最接近11.5KOhm的10A线束连接,没有反向能流的规定或说明。这一功能实际上超出了当前的标准体系,未来需要进一步加入标准PLC电V2G在标准体系中,未来可以作为标准扩展功能。

图16基于PLC双向能流系统

本文总结:与智绿的尹总交流,感觉电动汽车可以从未来的市场需求中充分发挥这一功能,尤其是户外郊游甚至应急考虑。部署在大容量电池纯电动汽车和扩展电动汽车上,会有更好的使用效果。但对于放电的逻辑,这个功能需要集成V2G和V2H里面比较合适。

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在老代和陈少翀博士前面两篇关于不支持v2G的文章发出后,很多朋友提出了反对的声音。老代在考虑了很多的人观点后,发现其实我们的目光仅仅是把目光局限在削峰填谷的储能技术的讨论上,V2G可能不会大规模的使用,但是在一些特殊的场景,倒是有其在细分市场存在的合理性。

       支持观点华麟总:V2G是否有用,主要看商业模式。在中国这种条块分割的环境下,恐怕很能有用。如果V2G的主要目的是想用来给电网错峰,但是未来发电模式在假设石油价格能维持在20~30刀以下的情况下,风电,太阳能等高成本的垃圾电很难成为主流。燃油(燃煤)电站、核电、水电会是主流,而这些电站的错峰调节不是什么问题。在这种情况下,用电动汽车的电池来做错峰,没有什么适用价值。而电池本身的问题反而会因为V2G模式造成充放电次数数多而降低寿命,就更有适用价值。但是,如果在离网情况下,本身需要电池储能,车用电池做为一种补充,可能还是有适用的地方。但是否能足以成为一种商业模式,就看量有多大了!?

 

3. Uber应用场景,目前的电动汽车的充放电次数为1000次左右,按照三四天充电一次,目前的电动汽车电池应用年限也是在10年以内,参与V2G不太现实。但是目前单电芯的循环已经做到5000次的,如果BMS的管理能力提高,电芯成组后的充放电次数到了2000-3000次,电池的有富余的能力可以参与电网的回馈,这样电池的潜在价值发挥到最大,V2G的未来也要看未来电池技术的发展,不能一概而论。

 

支持观点一:腾讯公司的李经理认为,我们参考Uber,即便汽油车如此成熟的今天,真正参与Uber赚钱的车还是比较少,因此不要指望V2G去赚取那点电费,除非像顺风车那样,在哪天出差不开车的时候才会去卖点电赚钱,而这个也需要等到电池比较成熟,不伤及汽车的时候。

支持观点二:未来主流的私家用的电动车续航里程应该在200-500公里,电池量30-80kwh。电动车主要在大城市,是参与需求侧响应的理想设备。随着电改的推进,峰谷电价肯定会拉开,我看好她!

最后对这几天V2G和VEG的观点做个总结,比较经典的是深圳麦格米特公司廖海平博士的观点:V2G 是老外早就提出的吧,包括V2V,基于能量的精确控制,充分利用车载电力电子与储能设备,实现能量自由流动,充分高效利用。根本体现的是电力电子的自由精神啊!国内外相关的研究与讨论很多的,可以深入研究再下结论。

未来就是要实现高性价比的能量的智能,自由化流动,包括现在有人提出的V2G向B2G,与智能电网的整合。可行性上当然有争议与挑战,但也基于此才可能会有颠覆性的创新。EV的迅猛发展会带来很多问题与机遇。“there would be little risk of leaving the office to discover a car with a dead battery. That's because V2G cars would have on-board controls to prevent their batteries from being drawn below minimum travel needs set by the owner - say, a 50-mile trip. ”这回应了楼上朋友关于过度回馈的质疑。

 

来源:https://www.zhev.com.cn/news/show-1456113088.html

https://bbs.elecfans.com/jishu_564712_1_1.html

标签: 3dc连接器防水插头ev直流继电器

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