Hızlı Şarj Cihazları Aptalca Pahalı. İşte Nedeni

[™ Admin]

Hızlı Şarj Cihazları Aptalca Pahalı. İşte Nedeni

Yeni bir DC Hızlı Şarj Cihazının maliyetinin yarısından fazlası tek bir güvenlik devresine sarılmıştır. Uzmanlar bunun değişebileceğini söylüyor.

DC Hızlı Şarj Cihazları'nın yapımı bir servet tutabilir.

Bu maliyetin yaklaşık %60'ı, insanların şarj sırasında elektrik çarpmasını önlemek için tasarlanmış bir devredir.

Bunu başarmanın daha ucuz ve aynı derecede güvenli bir yolu olabilirken, aynı zamanda EV şarj cihazlarını daha güvenilir hale getirebilir.

DC Hızlı Şarj Cihazları'nın yapımının neden bu kadar pahalı olduğunu hiç merak ettiniz mi? Tek bir 300 kilovatlık Seviye 3 şarj cihazı (kamuya açık bir DC Hızlı Şarj Cihazında sadece bir durak) 100.000 doların üzerinde bir maliyete sahip olabilir. Bu maliyet, altyapının inşasının yavaş olmasının ve federal fonlama gibi hükümet peynirine büyük ölçüde güvenmesinin nedenlerinden sadece biridir.

Bu şarj cihazının içinde ne olduğundan bahsedelim. Açtığınızda, elektriği şebekeden aracınızın aküsüne taşıyan yaklaşık 90.000 dolar değerinde elektronik cihaz bulacaksınız. İşte can alıcı nokta: bu maliyetin tahmini %60'ı, bir şeyler ters giderse yanlışlıkla tost olmanızı önlemek için bir güvenlik devresi için. Bu, bir EV şarj cihazının maliyetinin yarısından fazlasının sizi hayatta tutmaya gittiği anlamına geliyor.

54.000 Dolarlık Şok Koruması: Neden Önemlidir

Bu sisteme izolasyon bağlantısı denir. IEEE Spectrum'a göre, bu koruma katmanının gerçek maliyeti tahmini 54.000 dolardır. Bunu tam 8 duraklı bir şarj konumuna ölçeklendirdiğinizde, yalnızca güvenlik ekipmanına ayrılmış 430.000 dolardan fazla olur. İşte nasıl çalıştığı:

Benzin pompaları, yakıtın bir arabaya akmasını durdurmak için mekanik akış kontrolüne güvenir. EV şarj cihazları, genellikle 800 volt veya daha yüksek voltajlı yüksek voltajlı elektrikle çalışır. Elektrik tembeldir; toprağa en kısa yolu bulacaktır ve işler bu kadar yüksek bir güçte ters giderse, sizi anında kızartmaya yeter. Güvenliğin neden bu kadar önemli olduğunu görebilirsiniz.

Bir izolasyon bağlantısı galvanik izolasyon olarak bilinen bir güvenlik ilkesine ulaşır. Bu, tek bir elektrik sisteminde iki ayrı devreyi alıp aralarında akım akmasını engellemek anlamına gelir. EV şarj cihazları dünyasında bu, şarj cihazının güç kaynağı ile araç arasındaki elektrik yolunu kesmek anlamına gelir. Yani bir arıza meydana gelmesi durumunda enerjinin şebekeye geri dönmekten başka gidecek yeri yoktur.

IEEE bunu şöyle açıklıyor:

Bir EV'nin aküsünün sızdırdığını varsayalım. Sızan sıvı iletkendir ve bu nedenle akü devresi ile araç şasisi arasında bir akım yolu oluşturabilir. Toprak devresi kırılırsa, izolasyon olmadan aracın şasisi yüksek voltajda olur. Yani yerde dururken arabaya dokunan bir kişi potansiyel olarak ölümcül bir elektrik çarpması alabilir. İzolasyonla, elektrik şebekesinden araç gövdesine hiçbir akım yolu olmayacağı için elektrik çarpması tehlikesi olmaz.

Yalıtımı sağlamak için her DCFC güç dönüştürme donanımında bir transformatör kullanır; bu, AC'yi DC gücüne ve tam tersini dönüştüren devredir. Bu yüksek frekanslı transformatörler, yüksek voltajlarda kilovatlarca elektriği hareket ettirebilir ve şebeke ile arabanız arasında doğrudan bir yol oluşturmadan bir devrede önemli bir yapı taşı sağlar. Karmaşık ve pahalı bir sistemdir, ancak onsuz bir şarj kazası Tesla'nızı bir Tesla bobinine dönüştürebilir.

Daha Ucuz Şarj Çözümleri O Kadar Basit Değil

Araştırmacılar ve mühendisler şarj altyapısının çok pahalı olduğunu biliyorlar. Bu uzmanlar güvenliği tehlikeye atmadan maliyetleri düşürmenin yollarını araştırıyorlar. Ancak bu fikirlerden bazıları ciddi çekincelerle geliyor ve her modern EV'nin şarj etme şeklini yeniden yazmak anlamına gelebilir.

Bir öneri, şarj cihazındaki izolasyon bağlantısını kaldırmak ve bunun yerine EV'lerin aracın yerleşik şarj cihazına kendi izolasyon sistemlerini yerleştirmelerini zorunlu kılmaktır. Arabalardaki OBC'ler güç dönüşümünü ele aldığından, zaten galvanik olarak izole edilmiştir. Ancak çoğu yalnızca Seviye 2 şarj hızlarına kadar güç dönüşümünü destekler (örneğin Tesla çoğu modelde 48 ampere kadar destekler).

Bu, şarj cihazlarının maliyetini önemli ölçüde düşürebilir, ancak her araba aynı şekilde üretilmez.

Günümüzde EV'lerin farklı şarj düzenleri vardır ve sorumluluğu üreticiye kaydırmak henüz mevcut olmayan yeni bir evrensel standart gerektirir. Bu, eski EV'lerin dışarıda bırakılabileceği anlamına gelir. Ayrıca otomobil üreticilerinin yeni bir evrensel standardı benimsemesine ve güvenli bir şekilde uygulamasına güvenmek gibi küçük bir sorun da var. Çünkü bildiğimiz bir şey varsa, o da otomobil üreticilerinin kendi kendini düzenlemede %100 güvenilir olduğudur (size bakıyorum, Dieselgate, GM kontak anahtarı skandalı ve Takata hava yastıkları).

Sonra maliyetin büyük dezavantajı var. Bu devrenin maliyetinin birdenbire ortadan kalkmadığını unutmayalım. Donanımı araca taşımak, maliyeti şarj cihazından arabaya aktarır. Kısacası, baştan itibaren işe yaramaz.

İzolasyonu Bırakma Davası

Bu, sorunu tam bir daire haline getirir: güvenlik önlemleri DCFC'leri inanılmaz derecede pahalı hale getirir. Ve masrafla birlikte daha yavaş dağıtımlar ve saha başına olası durak sayısı sınırı gelir. Peki çözüm ne? Bazı uzmanlar bunu açıkça söylüyor ve şarj ekipmanındaki izolasyon bağlantılarını tamamen kaldırmayı öneriyor.

Yüzeysel olarak, bu tehlikeli gelebilir. Ancak IEEE'nin bir fikri var: devreleri izole etmek yerine yedek bir topraklama eklesek ne olur? Bir düşünün: İkinci topraklama, yalnızca yedek bir emniyete sahip olmak anlamına gelmez, aynı zamanda kısa devre olmuş bir topraklamayı tespit etmek ve tespit edildiği anda şarj ekipmanını kapatmak anlamına da gelebilir. Bu, teoride, maliyetli bir izolasyon bağlantısına olan ihtiyacı ortadan kaldırabilir. Ayrıca, büyük bir arıza noktasını ortadan kaldırarak şarj cihazının güç elektroniğini basitleştirdiği için şarj cihazının güvenilirliğini önemli ölçüde artıracaktır.

Şimdi hesaba katılması gereken ikinci bir sorun var: voltaj uyumsuzlukları.

Şarj cihazı arasındaki hat voltajı, aracın aküsünün voltajını bir an bile aştığında, kontrolsüz bir akım araçta bileşen hasarına neden olabilir. IEEE, bir güç kaynağı tarafından sağlanan voltajı güvenli bir şekilde düşürmek için tasarlanmış bir bileşen olan bir buck regülatörü kullanarak bu sorunu çözmeyi öneriyor. Makale, bunun şarj devresine bir karmaşıklık katmanı eklediğini, ancak benzer verimi kaldırabilen bir buck regülatörünün izolasyon bağlantısına kıyasla yalnızca %10'a mal olacağını öne sürüyor.

Bu Gerçekten Olacak mı?

Belki, ancak yakın zamanda değil.

Galvanik izolasyonu kaldırma argümanı kağıt üzerinde mantıklı. Orijinal Tesla Roadster, galvanik olarak izole edilmemiş şarj kullanıyordu, ancak DC Hızlı Şarjı kullanma kapasitesine de sahip değildi. Modern bir EV'nin aküsüne büyük miktarda akım pompalayan modern DCFC'ler biraz daha fazla güvenlik önlemi gerektirir (bu nedenle bir izolasyon bağlantısı). Ancak eğer -ve bu büyük bir eğer- sektör bunu başarmak için güvenilir ve emniyetli bir yol geliştirmekle kalmayıp, EV şarj oyunu için de bir oyun değiştirici olabilir.

Daha gerçekçi bir bakış açısıyla bakıldığında, dünya zaten kamusal şarjı doğru bir şekilde yapmak için mücadele ediyor ve kimse güvenlik konusunda kumar oynayan ilk kişi olmak istemiyor. Şarj şirketleri, otomobil üreticileri ve hatta düzenleyiciler, izole edilmemiş herhangi bir sistemin günümüzün şarj cihazları kadar güvenli olduğuna dair sağlam bir garantiye ihtiyaç duyacaktır. Bu doğru olsa bile, herhangi bir iyileştirmenin (özellikle de güvenliğin bu kadar önemli bir odak noktası olması gereken bir sistemin) hayata geçirilmesi yıllar alabilir.

Şimdilik, yeni EV şarj cihazlarının bir servet değerinde olmaya devam etmesini bekleyin. Çünkü endüstrinin henüz kestirme yollara başvurmaya yanaşmadığı bir şey varsa, o da sizin elektrik çarpmasına maruz kalmamanızdır.

Kaynak: InsideEvs Global