أفضل أنواع المحولات لمحطات شحن السيارات الكهربائية

تبدو مواقع شحن السيارات الكهربائية (EV) بسيطة على السطح: أجهزة الشحن والكابلات ووصلات المرافق. تحت غطاء محرك السيارة، المحول هو العمود الفقري الذي يوفر طاقة آمنة وموثوقة. يؤثر اختيار المحول المناسب على السلامة، وعمر الخدمة، والتكلفة الأولية، ومدى جودة تعامل الموقع مع أحمال الطاقة الإلكترونية الحديثة (أجهزة الشحن السريعة، والبطاريات الاحتياطية، والطاقة الكهروضوئية في الموقع). 

لماذا يهم اختيار المحولات لمحطات الشحن

تعد المحولات الخاصة بمواقع المركبات الكهربائية أكثر من مجرد 'صناديق تنحي'. وتحدد خصائصها ما يلي:

• مخاطر الحريق والتركيب (النفط مقابل الجفاف)،

• كيفية التعامل مع التيارات غير الخطية/التوافقية من محولات الطاقة،

• القدرة على تلبية الطلب على الشحن في أوقات الذروة والنمو المستقبلي،

• احتياجات الصيانة والتكلفة الإجمالية للملكية،

• والقدرة على توفير العزلة أو الفولتية الثانوية المتعددة.

يؤدي الاختيار المدروس إلى تقليل حالات الفشل، وتجنب الرحلات المزعجة، ويحافظ على وضوح متطلبات التأمين والمرافق.

أنواع المحولات التي ستواجهها

المحولات من النوع الجاف (الراتنج المصبوب).

استخدمها عندما تكون السلامة من الحرائق أو الصيانة المنخفضة أو البيئات المغلقة مهمة (مرائب السيارات ومراكز التسوق وأقبية المكاتب). لا تحتوي الوحدات الجافة المصنوعة من الراتنج المصبوب على زيت قابل للاشتعال، وهي أكثر هدوءًا وتحتاج عادةً إلى صيانة وقائية أقل. إنها مثالية لنطاقات كيلو فولت أمبير المتوسطة التي تستخدمها مجموعات الشحن العامة الأصغر حجمًا أو التوزيع على مستوى المبنى.

نقاط القوة: السلامة، وانخفاض عمليات التشغيل والصيانة، والتوافق مع التعليمات البرمجية للمساحات الداخلية.
القيود: تكلفة أعلى لكل كيلو فولت أمبير في التصنيفات الكبيرة؛ بصمة أكبر قليلاً لنفس التصنيف مقابل وحدات الزيت.

محولات مغمورة بالزيت مثبتة على الوسادة

عندما تحتاج إلى مئات كيلو فولت أمبير أو أكثر، فإن المحولات المملوءة بالسوائل المثبتة على اللوحة تكون فعالة من حيث التكلفة ومتينة ضد الطقس. إنها تتعامل مع أحمال متواصلة أعلى وهوامش حرارية أكثر إحكامًا، مما يجعلها شائعة في ساحات الشحن السريع على الطرق السريعة ومستودعات الأساطيل الكبيرة.

نقاط القوة: سعة كيلو فولت أمبير عالية، وصغر حجمها من حيث التصنيف، وانخفاض تكلفة رأس المال لكل كيلو فولت أمبير في الأحجام الكبيرة.
القيود: تتطلب احتواء الانسكابات والاهتمام بلوائح مكافحة الحرائق/البيئة.

المحولات ذات التصنيف K-factor والمحولات المخففة التوافقية (HMT)

تعمل أجهزة الشحن السريعة DC والعديد من طبولوجيا EVSE على حقن تيارات توافقية تسبب تسخينًا إضافيًا في اللفات. تم تصميم المحولات ذات التصنيف K لتحمل التسخين التوافقي المتوقع؛ تستخدم HMTs ترتيبات لف خاصة لتقليل التوافقيات التي تظهر عند اتصال الشبكة.

استخدمها عندما يكون عدد أجهزة الشحن مرتفعًا أو عندما تتطلب المنفعة/المعايير تحكمًا توافقيًا مُقاسًا.

محولات العزل

تستخدم بعض التطبيقات (المعدات الحساسة، أو استراتيجيات التأريض المحددة، أو لتقليل مسارات التسرب إلى المركبات) محولات العزل في المرحلة الثانوية. إنها تضيف تكلفة ومساحة، ولكنها يمكن أن تبسط الامتثال لقواعد السلامة المحلية.

محولات توصيل متعددة اللفات / متخصصة

إذا كان الموقع يحتاج إلى جهد كهربائي ثانوي متعدد (الجهد المنخفض لأجهزة الشحن بالإضافة إلى الجهد المنخفض المنفصل للمرافق) أو اتصال بطارية/ESS مخصص، يمكن لمحول ثلاثي الملفات مركزية الوظائف وتوفير البصمة مقابل الوحدات المتعددة.

الناشئة: محولات الحالة الصلبة (SST)

SSTs عبارة عن محولات إلكترونية توفر تحكمًا عالي السرعة وتحويل MV إلى DC وخدمات الشبكة. إنها جذابة للمحاور ذات القيمة العالية والمثبتة للمستقبل ولكنها تحمل سعرًا ممتازًا وتعقيدًا أكبر للتحكم في الوقت الحالي.

الأسئلة الشائعة

• التقليل من حجم التوافقيات: اطلب من الشركات المصنعة للشاحن الحصول على أطياف التيار التوافقي واستخدم تصنيف K إذا كان THD مرتفعًا.

• اختيار الزيت داخل المباني المشغولة: التحقق من قانون مكافحة الحرائق المحلي ومتطلبات شركة التأمين؛ عادةً ما يكون النوع الجاف أكثر أمانًا.

• تخطي تنسيق المرافق: تأكد دائمًا من حدود التيار والتوافق التوافقي المتاحة مع الأداة المساعدة مبكرًا - فهذا يؤثر بشكل مباشر على اختيار المحولات.

• عدم التخطيط للتكرار: يجب أن تأخذ مستودعات الأساطيل عالية التوفر في الاعتبار N+1 أو التوازي لتجنب التوقف عن العمل.

نصيحة ختامية

بالنسبة للمواقع الصغيرة أو الداخلية أو التي تواجه العملاء، ابدأ الجافة ذات التصنيف K. بالوحدات بالنسبة للمحاور الخارجية الكبيرة، اختر مثبتة على الوسادة وحدات زيت ذات حجم التخفيف التوافقي (HMT أو المرشحات). احتياطيات SST للمشاريع التي تبرر فيها خدمات الشبكة المتقدمة أو طبولوجيا MV-to-DC الاستثمار الإضافي. وأخيرًا، قم بإدخال تنسيق المرافق والبيانات التوافقية الحقيقية في عملية الشراء - وهذه الخطوة تتجنب معظم المفاجآت.