6,6 кВт против 11 кВт OBC: какой выбрать?

Выбор между бортовым зарядным устройством (OBC) мощностью 6,6 кВт и 11 кВт — это решение системы автомобиля, а не просто вопрос, какое зарядное устройство быстрее. Правильный выбор зависит от емкости аккумулятора, требуемого времени зарядки переменным током, сетевой инфраструктуры целевого рынка, конфигурации входа переменного тока, тепловой архитектуры, места для упаковки, рабочего цикла транспортного средства и общей стоимости системы.

OBC мощностью 6,6 кВт может хорошо подойти для платформ, которые отдают предпочтение стоимости, компактной упаковке и совместимости с однофазной зарядкой переменным током. OBC мощностью 11 кВт может сократить время зарядки переменным током, когда транспортное средство и целевая инфраструктура поддерживают необходимую входную мощность, и он обычно используется в архитектурах трехфазной зарядки на рынках, где такая инфраструктура доступна.

Для OEM-производителей электромобилей и интеграторов транспортных средств цель состоит не в том, чтобы выбрать наибольшее число. Цель состоит в том, чтобы выбрать подходящую номинальную мощность OBC, которая соответствует требованиям программы зарядки и эксплуатации автомобиля с достаточным инженерным запасом.

Ключевые выводы

• А Бортовое зарядное устройство мощностью 6,6 кВт или 11 кВт следует выбирать в соответствии со всей архитектурой автомобиля, а не только со скоростью зарядки.

• OBC мощностью 6,6 кВт часто подходит там, где важны однофазная зарядка переменным током, более длительные периоды зарядки, более низкая стоимость или более простая упаковка.

• OBC мощностью 11 кВт может значительно сократить время зарядки переменным током при наличии совместимой трехфазной инфраструктуры и поддержки со стороны автомобиля.

• Прежде чем выбирать между 6,6 кВт и 11 кВт, следует оценить емкость аккумулятора, рабочий цикл, охлаждение, пространство корпуса, вход переменного тока, целевой рынок и стоимость системы.

• Вариант с более высокой мощностью не является автоматически лучшим выбором, если целевая среда зарядки не может регулярно обеспечивать необходимую мощность переменного тока.

6,6 кВт против 11 кВт OBC: основные различия

Как работают OBC мощностью 6,6 кВт и 11 кВт

Та же функция, другой уровень мощности

OBC преобразует входной переменный ток от совместимого зарядного оборудования в контролируемый выход постоянного тока для высоковольтной батареи автомобиля. Оба OBC мощностью 6,6 кВт и 11 кВт выполняют одну и ту же основную функцию.

Разница в первую очередь заключается в количестве энергии, которую OBC предназначен для преобразования в определенных условиях эксплуатации. OBC мощностью 6,6 кВт ограничен примерно своей номинальной мощностью, даже если подключенный EVSE может поставлять больше. Аналогичным образом, OBC мощностью 11 кВт может использовать свою полную мощность только тогда, когда входной источник переменного тока, зарядное оборудование, кабель, аккумулятор и средства управления транспортным средством поддерживают этот уровень мощности.

Номинальная мощность OBC определяет возможность зарядки переменным током на стороне транспортного средства, но фактическая скорость зарядки определяется наиболее строгим пределом во всей цепочке зарядки.

Однофазные и трехфазные соображения

OBC на 6,6 кВт обычно проектируются для работы с однофазным входом переменного тока, тогда как OBC на 11 кВт обычно настраиваются для работы с трехфазным переменным током на рынках, где используется трехфазная зарядная инфраструктура класса примерно 400 В.

Однако конфигурацию фаз всегда следует подтверждать на основе конструкции конкретного продукта, а не предполагать только на основе номинальной мощности OBC. В запросе предложения или спецификации транспортного средства должно быть четко указано поддерживаемое напряжение переменного тока, частота, конфигурация фаз и максимальный входной ток.

Время зарядки: 6,6 кВт против 11 кВт

Идеальное сравнение времени зарядки

Базовую зависимость времени зарядки можно оценить, разделив энергию, которую необходимо восстановить, на эффективную мощность зарядки.

Примерное время зарядки = Требуемая энергия ÷ Эффективная мощность зарядки.

В идеальных условиях номинальная зарядная мощность OBC мощностью 11 кВт примерно на 67% выше, чем OBC мощностью 6,6 кВт. Если посмотреть на время зарядки с противоположной стороны, идеальный сеанс зарядки мощностью 11 кВт занимает примерно на 40% меньше времени, чем сеанс зарядки мощностью 6,6 кВт для того же количества энергии.

Это идеальные расчеты энергии ÷ номинальной мощности. Реальное время зарядки может быть больше из-за эффективности OBC, температуры батареи, состояния заряда, ограничений BMS, вспомогательных нагрузок, условий питания переменного тока и термического снижения номинальных характеристик.

Когда 11 кВт не дают ожидаемого преимущества

OBC мощностью 11 кВт создает преимущество во времени зарядки только тогда, когда остальная часть системы может его поддерживать. Если доступный EVSE обеспечивает только 6,6 кВт, OBC мощностью 11 кВт не может преобразовать 11 кВт, поскольку эта мощность недоступна на входе.

То же самое происходит, когда BMS запрашивает меньший зарядный ток из-за высокого уровня заряда, низкой или высокой температуры аккумулятора, требований балансировки ячеек или другой стратегии управления транспортным средством.

Поэтому больший OBC не должен быть оправдан только номинальной мощностью зарядки. Автоинженерам необходимо оценить, как часто автомобиль будет фактически работать в условиях, когда 11 кВт доступны и полезны.

Размер аккумулятора и рабочий цикл автомобиля

Одной емкости аккумулятора недостаточно

Заманчиво присвоить OBC мощностью 6,6 кВт батареям меньшего размера, а OBC мощностью 11 кВт — батареям большего размера, но это слишком упрощенно. Емкость аккумулятора — это лишь часть процесса выбора.

Батарея большего размера действительно создает больший потенциальный спрос на рекуперацию энергии, но доступное окно зарядки автомобиля может быть более важным. Например, коммерческий автомобиль с аккумулятором среднего размера и коротким периодом обслуживания может получить больше преимуществ от зарядки переменного тока мощностью 11 кВт, чем более крупный пассажирский автомобиль, который остается припаркованным на ночь.

Рабочий цикл может изменить ответ

Целевой рынок и зарядная инфраструктура

Не выбирайте мощность OBC только по региону

Рыночная инфраструктура имеет значение, но ее не следует использовать в качестве жесткого правила, такого как «Северная Америка равна 6,6 кВт» и «Европа равна 11 кВт». Инфраструктура зарядки, архитектура разъемов, электрические системы зданий, сегмент транспортных средств и нормативные требования различаются в каждом регионе.

Вместо этого определите фактические условия зарядки переменным током, ожидаемые на целевых рынках, а затем выберите OBC, который сможет эффективно использовать эти условия.

Полезные рыночные факторы включают в себя:

• Доступное напряжение и частота переменного тока

• Доступность однофазной и трехфазной сети

• Максимальный ожидаемый переменный ток

• Разъем для зарядки и архитектура связи

• Условия зарядки автопарка/депо, если применимо

• Требуемая омологация и региональные стандарты зарядки

Оцените полную цепочку зарядки

Полезная мощность зарядки определяется самой слабой эффективной связью между сетью, EVSE, кабелем, интерфейсом зарядки автомобиля, OBC, BMS, аккумулятором и тепловой системой.

Это особенно важно при выборе OBC мощностью 11 кВт. Технически транспортное средство может включать в себя OBC мощностью 11 кВт, но при этом работать ниже этого уровня на рынках или в местах зарядки, где трехфазное питание переменного тока недоступно.

Управление температурным режимом и плотность мощности

Более высокая мощность создает большую потребность в тепле

Увеличение мощности OBC может сократить время зарядки, но также увеличивает количество электрической энергии, которую необходимо преобразовать, и количество тепла, которое должна обрабатывать система.

Поэтому проект мощностью 11 кВт необходимо оценивать вместе с:

• Эффективность преобразования энергии

• Плотность мощности

• Наличие охлаждающей жидкости или воздушного потока

• Продолжительность непрерывной зарядки

• Температура окружающей среды

• Место для механической упаковки

• Требования к термическому снижению номинальных характеристик

Для проектов, где упаковка ограничена, интегрированные решения могут предложить преимущества. Landworld предоставляет информацию о Интегрированные системы постоянного/постоянного тока 11 кВт + 3 кВт по сравнению с отдельными блоками.

Эффективность: 6,6 кВт или 11 кВт более эффективны?

Эффективность OBC не следует сравнивать только по номинальной мощности. OBC мощностью 11 кВт не является автоматически более эффективным, чем OBC мощностью 6,6 кВт, а OBC мощностью 6,6 кВт не становится автоматически более эффективным просто потому, что его номинальные характеристики близки к номинальным значениям, указанным на паспортной табличке.

Эффективность зависит от фактической рабочей точки, включая входное напряжение переменного тока, напряжение батареи, выходную мощность, топологию, полупроводниковую технологию, температуру и условия охлаждения.

По этой причине инженерные команды должны сравнивать карты эффективности, а не одно значение пиковой эффективности. Landworld обсуждает эти факторы более подробно в своей статье о том, как Эффективность OBC влияет на энергопотребление электромобилей.

Не выбирайте 6,6 кВт или 11 кВт, исходя из предположения, что один класс мощности по своей сути более эффективен. Сравните фактические характеристики продукта в ожидаемых условиях эксплуатации автомобиля.

Компромиссы на уровне стоимости и транспортного средства

Стоимость оборудования — только один фактор

OBC большей мощности может требовать большей мощности полупроводников, магнитных свойств, охлаждения, упаковки, разъемов и требований к проверке. Однако реальная разница в стоимости на уровне транспортного средства зависит от конкретной архитектуры и конструкции поставщика, а не от простого правила, согласно которому «11 кВт всегда стоят намного дороже».

Правильное сравнение должно включать:

• Стоимость единицы OBC

• Влияние системы охлаждения

• Механическая упаковка

• Разъемы и проводка высокого/низкого напряжения

• Интеграция программного обеспечения автомобиля

• Требования валидации

• Потенциальная выгода от использования автомобиля за счет более короткого времени зарядки

Более высокая мощность может создать операционную ценность

Для коммерческого или автопарка сокращение времени зарядки переменным током может улучшить использование автопарка или сделать возможным определенный график работы. В этом случае дополнительные затраты OBC могут создать измеримую ценность на уровне транспортного средства.

Для другой платформы с длительным интервалом зарядки в ночное время та же мощность в 11 кВт может обеспечить небольшую эксплуатационную выгоду по сравнению с конструкцией мощностью 6,6 кВт. Вот почему стоимость OBC всегда следует оценивать с учетом реального рабочего цикла автомобиля.

Как выбрать между 6,6 кВт и 11 кВт OBC

OBC мощностью 6,6 кВт может быть лучшим выбором, когда...

• Целевой автомобиль в основном использует однофазную зарядку переменного тока.

• Требуемое ежедневное восстановление энергии может быть легко выполнено в пределах доступного окна зарядки.

• Низкая стоимость, меньший размер упаковки или более простая термическая интеграция имеют высокий приоритет.

• Целевая инфраструктура зарядки редко обеспечивает более 6–7 кВт полезной мощности переменного тока.

• Рабочий цикл автомобиля не оправдывает более быструю зарядку переменным током.

Landworld's Двунаправленное решение OBC мощностью 6,6 кВт и решение постоянного/постоянного тока мощностью 3 кВт — это один из примеров платформы, разработанной для приложений, требующих зарядки переменного тока меньшей мощности вместе со встроенной возможностью преобразования энергии.

OBC мощностью 11 кВт может быть лучшим выбором, когда...

• Целевые рынки предоставляют совместимую инфраструктуру зарядки трехфазным переменным током.

• Транспортное средство должно восстановить больше энергии аккумулятора в течение более короткого периода зарядки.

• Использование автопарка или коммерческого транспорта улучшается, когда сокращается время зарядки переменным током.

• Тепловая и упаковочная архитектура автомобиля может поддерживать конструкцию более высокой мощности.

• Возможность дополнительной зарядки обеспечивает достаточную потребительскую или эксплуатационную ценность, чтобы оправдать затраты на уровне системы.

Более подробную информацию о самой платформе см. в объяснении Landworld. что такое OBC на 11 кВт и его руководство по эксплуатации Скорость зарядки OBC 11 кВт.

Решения Landworld OBC 6,6 кВт и 11 кВт

Варианты OBC для различных архитектур транспортных средств

Landworld Technology развивается Силовая электроника для легковых автомобилей, коммерческого транспорта, внедорожной техники, вилочных погрузчиков, морских электромобилей и других специализированных электрических платформ.

Его нынешний Портфель встроенных зарядных устройств включает несколько уровней мощности OBC и конфигураций системы, включая решения на 6,6 кВт и 11 кВт.

Landworld работает в соответствии с сертифицированной IATF 16949 системой управления качеством автомобильной промышленности. Для проектов с требованиями функциональной безопасности разработка и валидация, связанные с ISO 26262, могут осуществляться в соответствии с конкретным продуктом и объемом проекта. Landworld также обладает полными правами интеллектуальной собственности на свои основные продукты силовой электроники.

Для OEM-проектов выбор OBC может оцениваться вместе с напряжением аккумулятора, входом переменного тока, связью CAN, охлаждением, размером корпуса, требованиями к разъемам, целевым рынком и условиями эксплуатации для конкретного приложения.

Интегрированные и индивидуальные опции

В зависимости от архитектуры автомобиля автономный OBC может быть не единственным вариантом. Landworld также разрабатывает интегрированные системы OBC/DC-DC, которые позволяют сократить количество отдельных силовых модулей и поддерживать более компактные силовые архитектуры транспортных средств.

Landworld поддерживает оценку и настройку конкретного автомобиля вместо применения одной конфигурации OBC к каждой программе. Вы можете ознакомиться с информацией о компании решения для бортовых зарядных устройств , подробнее о Landworld или свяжитесь с командой инженеров и сообщите требования к вашему автомобилю.

Для применения в легковых автомобилях вы также можете просмотреть решения для электрических легковых автомобилей.

Заключение

Выбор между OBC мощностью 6,6 кВт и 11 кВт не должен основываться только на регионе, мощности домохозяйства или номинальной скорости зарядки. OBC мощностью 6,6 кВт может стать эффективным и экономичным решением для программ транспортных средств с умеренными требованиями к зарядке переменным током, а OBC мощностью 11 кВт может значительно сократить время зарядки при наличии совместимой инфраструктуры и архитектуры автомобиля.

Для OEM-производителей и интеграторов транспортных средств наиболее важным сравнением является емкость аккумулятора, требуемая рекуперация энергии, окно зарядки, вход переменного тока, целевые рынки, тепловая система, упаковка, связь, стоимость и рабочий цикл автомобиля.

Если вы определяете спецификации OBC для новой платформы электромобилей, сравните Встроенные зарядные устройства мощностью 6,6 кВт и 11 кВт или свяжитесь с Landworld и сообщите напряжение аккумулятора, вход переменного тока, целевую мощность зарядки, условия охлаждения и применение автомобиля.

Часто задаваемые вопросы

В чем основная разница между OBC мощностью 6,6 кВт и 11 кВт?

Основное отличие — номинальная мощность зарядки переменного тока. OBC мощностью 11 кВт может преобразовывать больше энергии переменного тока, чем OBC мощностью 6,6 кВт, если это поддерживают инфраструктура зарядки, аккумулятор и система автомобиля. Это может сократить время зарядки, но также может повысить требования к температуре, упаковке и системной интеграции.

Всегда ли OBC мощностью 11 кВт является трехфазным?

OBC мощностью 11 кВт обычно настраиваются для зарядки трехфазным переменным током на рынках, где используется трехфазная инфраструктура класса примерно 400 В. Однако точная поддерживаемая архитектура входа зависит от конкретной конструкции OBC, поэтому требования к напряжению, току, частоте и фазе всегда следует подтверждать из технической спецификации.

Насколько быстрее 11 кВт, чем 6,6 кВт?

В идеальных условиях мощность зарядки 11 кВт обеспечивает примерно на 67% большую мощность зарядки, чем 6,6 кВт. При том же количестве энергии это сокращает идеальное время зарядки примерно на 40%. Например, восстановление 60 кВтч занимает примерно 9,1 часа при 6,6 кВт и 5,5 часов при 11 кВт без учета реальных потерь и ограничений.

Всегда ли OBC мощностью 11 кВт заряжается при 11 кВт?

Нет. Фактическая мощность зарядки может быть ниже из-за выходной мощности EVSE, ограничений источника переменного тока, состояния заряда аккумулятора, температуры аккумулятора, ограничений тока BMS, термического снижения характеристик или других условий управления автомобилем.

Является ли OBC мощностью 6,6 кВт более эффективным, чем OBC мощностью 11 кВт?

Не обязательно. Эффективность зависит от конкретной конструкции OBC и рабочей точки. Сравните эффективность при типичном входе переменного тока, напряжении батареи, нагрузке и температурных условиях, а не предполагайте, что одна номинальная мощность по своей сути более эффективна.

Какой OBC лучше для коммерческого электромобиля?

Это зависит от рабочего цикла автомобиля. Если автомобиль имеет длительный период простоя и умеренное ежедневное потребление энергии, мощности 6,6 кВт может быть достаточно. Если более короткое время ремонта или более высокая ежедневная рекуперация энергии улучшают использование транспортного средства, мощность 11 кВт может обеспечить большую эксплуатационную ценность при наличии совместимой инфраструктуры зарядки.

Как Landworld может помочь выбрать между 6,6 кВт и 11 кВт?

Landworld предлагает решения OBC мощностью 6,6 и 11 кВт и может оценить напряжение аккумулятора, вход переменного тока, охлаждение, связь, упаковку, целевой рынок, применение транспортного средства и требования ко времени зарядки, прежде чем рекомендовать подходящую конфигурацию.