Analyse des Synergiedesigns von BYDs Dual-Gun-Ladetechnologie und Dual-BDU-Technologie

Der folgende Artikel konzentriert sich auf das Dual-BDU-Sicherheitsdesign des Verteilers und analysiert es eingehend unter drei Aspekten: technische Prinzipien, praktische Anwendungen und Synergieeffekte.

A. Einführung in die Dual-Gun-Ladetechnologie

1. Technische Prinzipien und Implementierungsmethoden

Unabhängiges Laden mit zwei Stromkreisen: Jeder Ladeanschluss entspricht einem Satz Ladestromkreisen, die mit einem einzigen Ladestrom geladen werden können und auch Dual-Gun-Laden unterstützen. Nach dem Einstecken der Dual-Guns wird der Strom durch den Hochvolt-Dual-BDU-Verteiler zusammengeführt, wodurch sich die Gesamtleistung verdoppelt.

Kompatibilität: Unterstützt neue und alte nationale Ladestandards und kombiniert mit Dual-Boost-Technologie (z. B. Tengshi N7). Kompatibel mit 500-V-Niederspannungs- und 750-V-Hochspannungsstationen, deckt es 95 % der öffentlichen Gleichstromstationen ab. Es ist außerdem mit Level-1-Ladegeräten für Elektrofahrzeuge kompatibel und bietet Heimanwendern mehr Lademöglichkeiten.

2. Leistung und Benutzerfreundlichkeit

Leistung und Effizienz: Am Beispiel des BYD N7 beträgt die Leistung einer einzelnen Ladesäule 150 kW, die Spitzenleistung der Doppelladesäulen 230 kW. Die Ladesäule kann 350 Kilometer in 15 Minuten laden (CLTC-Betriebsbedingungen). Dies ist vergleichbar mit der Effizienz von Super-Ladesäulen.

Flexible Ladestrategie: Befürwortet „Doppelladesäulen mit geringer Leistung, Einzelladesäule mit hoher Leistung" und unterstützt „Mehrfachöffnungen mit einer Nummer" (ein Konto startet Doppelladesäulen), um Ressourcenbelegungskonflikte zu minimieren.

3. Unterstützende Wärmemanagementtechnologie

Verbund-Direktkühlsystem: Direktkühlplatten auf beiden Seiten der Batterie vergrößern die Kühlfläche um 100 % und die Wärmeaustauschkapazität um 85 %. Dies gewährleistet eine sichere Temperaturregelung beim Schnellladen der Doppelbatterien.

Puls-Selbsterwärmungstechnologie: Bei extrem kalten Temperaturen von -30 °C erhöht sich die Batterieerwärmungsrate um 230 % und die Ladezeit verkürzt sich um 30 %. Dies beseitigt Engpässe beim Laden bei niedrigen Temperaturen.

4. Positionierung und Umgebungsanpassung

Optimale Übergangslösung: Angesichts der geringen Verbreitung von Schnellladesäulen (Stromstärken > 300 A machen derzeit weniger als 10 % aus) bietet BYD vielfältige Möglichkeiten zur Energieversorgung durch integrierte Photovoltaik-Speicher- und Ladestationen in Kombination mit bestehenden öffentlichen Schnellladesäulen und Heim-Ladegeräten der Stufe 1.

Durch die effektive Reduzierung der Stromnetzbelastung und die Zusammenarbeit mit etablierten Ladesäulenherstellern können zügig 15.000 Schnellladestationen (mindestens eine mit zwei Ladesäulen) errichtet werden. Durch die anschließende Übertragung der Dual-Gun-Technologie und der Megawatt-Schnellladetechnologie auf Modelle innerhalb der 200.000er-Marke können die vorhandenen Schnellladesäulenressourcen maximiert und der Zeitaufwand für das Nachladen der Energie deutlich reduziert werden.

B. Koordinierte Steuerung von Dual-BDUs, wie Dual-BDUs das Zweikanalladen und das Schnellladen (Allrad-/Zweiradantrieb) steuern

Frühe Dual-BDU-Ladesysteme für Nutzfahrzeuge nutzten externe PDUs (Stromverteilereinheiten). Aufgrund der großen Karosserie wurde die Platzausnutzung nicht berücksichtigt (wie in der Abbildung unten dargestellt, sind Busse mit neuer Energie direkt im hinteren Fahrgastraum untergebracht).

Pkw müssen jedoch aufgrund ihrer kleinen Karosserie den Platz im Fahrgastraum optimal nutzen. Herkömmliches Single-BDU-Laden wird von der integrierten BDU gesteuert, ist jedoch durch die Leistungsgrenze der Single-BDU der nationalen Standard-Ladesäule begrenzt und kann kein effizientes und schnelles Laden erreichen. Daher ist eine Lösung dringend erforderlich, die sowohl Platzbedarf als auch Ladeeffizienz berücksichtigt.

1. Systemaufbau und -anschluss

Der Akkupack besteht aus der ersten BDU, der zweiten BDU und der Leistungsbatterie:

Erste BDU: Das erste Ende ist über den ersten Ladekreis mit dem ersten Ladeanschluss und das zweite Ende mit der Leistungsbatterie verbunden.

Zweite BDU: Das erste Ende ist über den zweiten Ladekreis mit dem zweiten Ladeanschluss verbunden, das zweite Ende mit der Leistungsbatterie (oder indirekt über die erste BDU).

Die beiden Ladekreise werden parallel von den beiden BDUs gesteuert, um ein gleichzeitiges Laden der beiden Pistolen zu ermöglichen. Die beiden BDUs sind in den Akkupack integriert, um Platzbedarf der externen PDU zu vermeiden.

2. Interner Aufbau der BDU

Die erste BDU: enthält den ersten Plus- und den ersten Minusschütz, die mit dem Plus- und Minuspol des ersten Ladekreises bzw. dem Plus- und Minuspol der Leistungsbatterie verbunden sind. Parallel zum ersten Plusschütz ist eine erste Vorladeeinheit (bestehend aus dem ersten Vorladeschütz und dem in Reihe geschalteten Vorladewiderstand) geschaltet, die zur Strombegrenzung vor dem Laden dient und so die Batterie schützt.

Die zweite Batterieladeeinheit (BDU): Der Aufbau ist ähnlich und umfasst den zweiten Plus- und Minus-Schütz sowie die zweite Vorladeeinheit. Deren Ausgang ist mit dem Eingang der ersten BDU verbunden, um eine parallele Zweikreisschaltung zu erreichen.

3. Ladekreis und Platzoptimierung

Der erste Ladekreis: Ein Boost-Schaltkreis unterstützt Niederspannungs-Gleichstrom- oder Wechselstromladen (Zugriff über den integrierten AC/DC-Ladeanschluss, Umwandlung durch das Bordladegerät). Unterstützt langsame Wechselstromlademethoden wie Level-1-Ladegeräte für Elektrofahrzeuge, um den Anforderungen verschiedener Szenarien gerecht zu werden.

Der zweite Ladekreis: Ein Gleichstromladekreis, direkt an eine Hochspannungs-Gleichstrom-Ladesäule angeschlossen.

Platzaufteilung: Durch die Verwendung der reservierten Kupferschiene im Batteriepack des Allradfahrzeugs befindet sich die erste BDU im Hochspannungsanschlussraum des Frontmotors und die zweite BDU im Hochspannungsanschlussraum des Heckmotors. Durch die elektrische Verbindung der Kupferschiene werden Komponenten wiederverwendet und der Platz optimal genutzt.

Fahrzeuge mit Zweiradantrieb können dasselbe Batteriepack verwenden. Lediglich der Hochspannungsanschluss des Heckmotors muss entfernt werden. Die Dual-BDU bleibt erhalten, um das Laden mit zwei Ladepistolen zu ermöglichen.

4. Vorteile des Dual-BDU-Designs

Verbesserte Ladeeffizienz: Die Ladeleistung der beiden Ladepistolen wird überlagert, um die Ladezeit zu verkürzen. Die Boost-Schaltung ist an Ladesäulen unterschiedlicher Spannung angepasst und bietet hohe Kompatibilität.

Optimierte Platznutzung: Die Dual-BDU ist in den Akkupack integriert, sodass keine externe PDU erforderlich ist. Der reservierte Platz des Allradantriebs wird genutzt, um den Platzbedarf im Fahrgastraum zu decken.

Plattformdesign: Kompatibel mit Allrad- und Zweiradfahrzeugen, ist der Akkupack universell einsetzbar und reduziert die Kosten.

C. Zusammenfassung

BYD hat durch die gemeinsame Innovation von Dual-Gun-Laden und Dual-BDU einen dritten technischen Weg neben „Hochspannung + Hochstrom" eröffnet und damit die Abhängigkeit der Branche von einer einzigen technischen Lösung aufgehoben.

Die Megawatt-Schnellladetechnologie fördert nicht nur die Modernisierung der industriellen Kette von Batteriematerialien, Flüssigkühlpistolenleitungen, Siliziumkarbid-Bauelementen usw., sondern fördert auch die Standardisierung der Industrietechnologie durch die Öffnung von Standards für Schnellladetechnologie.

Darüber hinaus hat diese Art der technischen Zusammenarbeit auch die Erforschung neuer Bereiche wie der integrierten Photovoltaik-Speicherung und -Ladetechnik vorangetrieben, die Entwicklung des Ökosystems für die Energieversorgung von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben hin zu intelligenter Energie und geringer Karbonisierung gefördert und durch die Unterstützung verschiedener Lademethoden, wie z. B. Level-1-Ladegeräten für Elektrofahrzeuge, eine echte „Vollkommenanpassung" erreicht, um den vielfältigen Bedürfnissen der Nutzer gerecht zu werden.