800V 충전기 "충전 기본 사항"
이 글에서는 주로 800V에 필요한 몇 가지 사전 요구 사항에 대해 다룹니다.충전 파일먼저 충전 원리를 살펴보겠습니다. 충전 단자가 차량에 연결되면, 충전 모듈은 (1) 차량에 저전압 보조 직류 전원을 공급하여 전기차의 내장 배터리 관리 시스템(BMS)을 활성화합니다. 활성화 후, (2) 차량과 충전 모듈이 연결되면, 차량의 최대 충전 요구 전력과 충전 모듈의 최대 출력 전력과 같은 기본 충전 매개변수를 교환합니다. 양측이 정확하게 매칭되면, 차량의 BMS는 충전 모듈로 전력 요구 정보를 전송합니다.전기차 충전소그리고전기차 충전소이 정보를 바탕으로 자체 출력 전압과 전류를 조절하여 차량 충전을 공식적으로 시작하는데, 이것이 기본 원리입니다.충전 연결그리고 우리는 먼저 그것에 익숙해져야 합니다.
800V 충전: "전압 또는 전류 증폭"
이론적으로 충전 시간을 단축하기 위해 충전 전력을 높이려면 일반적으로 두 가지 방법이 있습니다. 배터리 용량을 늘리거나 전압을 높이는 것입니다. W=Pt 공식에 따르면 충전 전력이 두 배가 되면 충전 시간은 당연히 절반으로 줄어듭니다. P=UI 공식에 따르면 전압이나 전류가 두 배가 되면 충전 전력도 두 배가 되는데, 이는 여러 번 언급되었고 상식으로 여겨집니다.
전류가 커지면 두 가지 문제가 발생합니다. 전류가 클수록 필요한 케이블이 더 크고 두꺼워져 전선 직경과 무게가 증가하고 비용이 늘어나며 작업자의 조작이 불편해집니다. 또한 Q=I²Rt 공식에 따라 전류가 높을수록 전력 손실이 커지고, 이 손실은 열로 나타나 열 관리 부담을 가중시킵니다. 따라서 충전이든 차량 내 구동 시스템이든 전류를 지속적으로 증가시켜 충전 전력을 높이는 것은 바람직하지 않습니다.
고전류 고속 충전과 비교했을 때,고전압 고속 충전고전압 충전은 열 발생량과 손실이 적으며, 거의 모든 주류 자동차 회사들이 전압을 높이는 방식을 채택하고 있습니다. 고전압 고속 충전의 경우 이론적으로 충전 시간을 50% 단축할 수 있으며, 전압을 높이면 충전 전력도 120kW에서 480kW로 쉽게 증가시킬 수 있습니다.
800V 충전: "전압 및 전류에 따른 열 효과"
전압을 높이든 전류를 높이든, 충전 전력이 증가하면 열이 발생한다는 것은 공통적인 사실입니다. 하지만 전압을 높이는 경우와 전류를 높이는 경우에 나타나는 열은 다릅니다. 그럼에도 불구하고, 전압을 높이는 경우가 전류를 높이는 경우보다 열 발생이 적습니다.
도체를 통과하는 전류가 만나는 저항이 낮기 때문에 전압 증가 방식은 필요한 케이블 크기를 줄여주고, 방출해야 할 열도 적습니다. 그러나 전류가 증가하면 전류가 흐르는 단면적이 늘어나 케이블의 외경과 무게가 증가하고, 충전 시간이 길어질수록 열이 서서히 증가하여 눈에 잘 띄지 않게 되므로 배터리에 더 큰 위험을 초래할 수 있습니다.
800V 충전: "충전기 설치 시 당면한 몇 가지 과제"
800V 고속 충전은 배터리 단자 쪽에서도 몇 가지 다른 요구 사항을 충족해야 합니다.
물리적 관점에서 전압이 증가함에 따라 관련 장치의 설계 크기가 필연적으로 증가합니다. 예를 들어, IEC60664의 오염 등급이 2이고 절연 재료 그룹의 거리가 1인 경우, 고전압 장치의 거리는 2mm에서 4mm로 늘어나야 하며, 동일한 절연 저항 요구 사항 또한 증가합니다. 따라서 연면 거리와 절연 요구 사항이 거의 두 배로 늘어나므로, 커넥터, 구리 바, 연결 장치 등을 포함하여 이전 전압 시스템 설계와 비교하여 설계를 재검토해야 합니다. 또한, 전압 증가는 아크 소멸에 대한 요구 사항도 높여 퓨즈, 배전반, 커넥터 등의 일부 장치에 대한 요구 사항을 강화해야 하는데, 이는 자동차 설계에도 적용되며, 후속 기사에서 자세히 다룰 것입니다.
앞서 언급했듯이 고전압 800V 충전 시스템에는 외부 능동형 액체 냉각 시스템을 추가해야 하며, 기존의 공랭식으로는 능동 냉각이든 수동 냉각이든 요구 사항을 충족할 수 없으므로 열 관리가 필요합니다.전기차 충전소차량 끝단으로 이어지는 충전 라인의 온도 또한 이전보다 높아졌는데, 장치 수준과 시스템 수준에서 이 부분의 온도를 어떻게 낮추고 제어할 것인가가 향후 각 기업이 개선하고 해결해야 할 과제입니다. 또한, 이 부분에서 발생하는 열은 과충전으로 인한 열뿐만 아니라 고주파 전력 장치에서 발생하는 열도 포함하므로, 실시간으로 열을 모니터링하고 안정적이고 효과적이며 안전하게 제거하는 것이 매우 중요합니다. 이는 소재 혁신뿐 아니라 충전 온도의 실시간 및 효과적인 모니터링과 같은 체계적인 검출 기술을 필요로 합니다.
현재 출력 전압은직류 충전 파일시중에 나와 있는 충전기는 기본적으로 400V로, 800V 배터리를 직접 충전할 수 없습니다. 따라서 400V 전압을 800V로 높여 배터리를 충전하기 위해 추가적인 DC-DC 컨버터가 필요하며, 이는 더 높은 출력과 고주파 스위칭을 요구합니다. 현재 주류는 기존 IGBT를 실리콘 카바이드로 대체한 모듈입니다. 실리콘 카바이드 모듈은 충전기의 출력 전력을 높이고 손실을 줄일 수 있지만, 비용이 훨씬 높고 EMC 요구 사항도 더 높습니다.
요약하자면, 전압 증가는 기본적으로 시스템 레벨과 디바이스 레벨 모두에서 이루어져야 하며, 여기에는 열 관리 시스템, 충전 보호 시스템 등이 포함됩니다. 디바이스 레벨에서는 일부 자기 소자 및 전력 소자의 개선이 필요합니다.
게시 시간: 2025년 7월 30일
