Transformateur pour station de recharge EV : Guide de dimensionnement et de sélection - Connaissances

UnTransformateur de station de recharge pour VEest un élément clé de l’infrastructure électrique qui relie le réseau électrique aux équipements de recharge des véhicules électriques. À mesure que la puissance de charge augmente-de la charge CA conventionnelle à 150 kW, 350 kW ou une charge rapide CC supérieure-, le transformateur devient particulièrement important pour la conversion de tension, la capacité, la qualité de l'énergie et un fonctionnement fiable.

Pour un site de recharge typique, le transformateur abaisse l'alimentation électrique moyenne-tension jusqu'au niveau de basse-tension requis par le système de recharge des véhicules électriques. L'équipement de charge CC convertit ensuite le courant alternatif en courant continu contrôlé pour la batterie du véhicule. La norme CEI 61851-23 : 2023 couvre les équipements d'alimentation CC pour véhicules électriques avec des tensions côté entrée-jusqu'à 1 000 V CA ou 1 500 V CC et une tension côté sortie jusqu'à 1 500 V CC.

Un chemin d'alimentation typique ressemble à ceci :

Réseau électrique → Appareillage moyenne-tension → Transformateur de charge EV → Appareillage basse-tension → Chargeurs EV → Véhicules électriques

Par exemple, un site recevant11 kV ou 13,8 kVl'alimentation électrique peut utiliser un transformateur pour fournir400 V, 415 V, 480 V ou autre alimentation basse-tension requiseà l'équipement de chargement.

La tension exacte dépend des exigences du réseau électrique local et du fabricant du chargeur.

Le dimensionnement du transformateur ne doit pas simplement être égal à la somme de toutes les valeurs nominales du chargeur. La conception doit prendre en compte la simultanéité du chargeur, l’efficacité, le facteur de puissance, les charges auxiliaires, les harmoniques et l’expansion prévue. Une relation préliminaire utile est :

Transformateur kVA ≈ Chargeur total kW × Simultanéité ÷ (Rendement × Facteur de puissance) + Charge auxiliaire + Marge d'expansion

Par exemple, considérons un site de recharge pour véhicules électriques équipé de huit chargeurs CC de 150 kW :

Puissance de charge totale connectée :1 200 kW

Si tous les chargeurs peuvent fonctionner simultanément, la charge électrique peut approcher 1,2 MW

Après avoir pris en compte l'efficacité, le facteur de puissance, l'équipement auxiliaire et la capacité future, un transformateur dans leGamme 1 500 à 2 000 kVApourrait être envisagé pour la conception préliminaire

La note finale doit être confirmée par une étude de charge électrique et les exigences d'interconnexion du service public.

Application de recharge pour véhicules électriques	Charge connectée typique	Gamme de transformateur possible
Petit site de recharge AC	100 à 300 kW	150 à 500 kVA
4 à 6 chargeurs rapides CC	400 à 900 kW	630-1 250 kVA
6 à 10 chargeurs CC haute-puissance	1 à 2 MW	1 500 à 2 500 kVA
Grand hub de recharge rapide-	2–5+ MW	2 500–6,300+ kVA

Ce sontdes gammes préliminaires plutôt que des spécifications universelles. La sélection réelle du transformateur dépend fortement des caractéristiques du chargeur et du profil de charge du site.

Pour l’infrastructure de recharge des véhicules électriques, plusieurs configurations de transformateurs peuvent bien fonctionner.

Transformateurs immergés dans l'huile-sont un choix courant pour les centres de recharge extérieurs-de grande capacité. Ils offrent de bonnes performances thermiques et peuvent être fournis sous forme de configurations de distribution-montées sur socle ou autres configurations de distribution extérieure.

Transformateurs secs-peut être intéressant pour les installations de recharge intérieures, les parkings, les bâtiments commerciaux et les endroits où les considérations d'incendie et d'environnement favorisent une conception sèche.

Pour les bornes de recharge à haute-puissance, le choix du transformateur doit également prendre en compte :

Chargement continu élevé

Courants harmoniques de l'électronique de puissance

Régulation de tension

Impédance du transformateur

Méthode de refroidissement

Capacité de tenue aux courts-circuits-

Bruit

Conditions environnementales extérieures

Capacité de recharge future

Exigences de protection des services publics

Les harmoniques méritent une attention particulière, car les chargeurs de véhicules électriques sont des charges-électroniques de puissance. En fonction de la conception du chargeur, les performances harmoniques et l'échauffement du transformateur doivent être évalués plutôt que de supposer un profil de charge commercial -classique.

Une borne de recharge peut avoir un profil de charge étonnamment exigeant. Plusieurs véhicules peuvent commencer à se recharger à peu près en même temps, créant ainsi des changements rapides dans la demande électrique.

Un transformateur sous-dimensionné peut entraîneraugmentation excessive de la température, chute de tension, déclenchements de protection, sortie réduite du chargeur et capacité d'extension limitée. D'un autre côté, un surdimensionnement considérable du transformateur augmente le coût d'investissement et peut augmenter les pertes inutiles à vide-.

Pour cette raison, une bonne conception de transformateur de charge EV équilibrecapacité, efficacité, qualité de l’énergie, fiabilité et expansion future.

Lors de la spécification d'un transformateur pour un projet de recharge de véhicules électriques, les spécifications d'approvisionnement doivent normalement inclure :

Spécification	Considération typique
Type de transformateur	Type-immergé dans l'huile ou sec-
Capacité nominale	Basé sur la demande maximale calculée
Tension primaire	Spécifique au service public-, par exemple. 11 kV, 13,8 kV
Tension secondaire	Chargeur-spécifique, par exemple. 400 V, 415 V, 480 V
Fréquence	50 Hz ou 60 Hz
Phase	Triphasé-pour la plupart des centres de recharge commerciaux
Refroidissement	ONAN, ONAF ou refroidissement de type-sec approprié
Impédance	Sélectionné en fonction du niveau de défaut du système et de la régulation de tension
Harmoniques	Évaluer les courants harmoniques générés par le chargeur-
Changeur de prises	En fonction de la variation de tension du secteur
Enceinte	Intérieur, extérieur, sur socle-monté, etc.
Normes	Exigences CEI, IEEE, utilitaires et locales applicables

L'équipement de recharge des véhicules électriques lui-même est régi par la série CEI 61851 ; La CEI 60364-7-722 concerne spécifiquement les installations électriques alimentant les véhicules électriques et les circuits permettant le reflux de l'électricité depuis les véhicules électriques.

Pour un fabricant tel queTransformateur Jiangsu Yawei, l’opportunité ne consiste pas simplement à fournir un transformateur avec une puissance nominale en kVA plus élevée. Le transformateur doit être conçu en fonction de l'application de charge complète -capacité du chargeur, tension du secteur, environnement du site, charge simultanée attendue, caractéristiques harmoniques et expansion future.

Pourbornes de recharge pour véhicules électriques-haute puissance, un transformateur triphasé-immergé dans l'huile-, un transformateur monté sur socle-ou un transformateur de type sec-peut être conçu en fonction des exigences du projet.

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Q : Dans combien de temps pouvez-vous livrer le transformateur ?

R : Cela dépend de la quantité et de la capacité du transformateur, normalement dans un délai d’un mois à compter de la date de dessin confirmée par l’acheteur.

Q : Combien de temps pouvez-vous fournir la garantie de qualité ?

R : 24 mois depuis le fonctionnement du transformateur de date.

Q : Quel mode de paiement acceptez-vous ?

R : T/T (virement bancaire) préféré, L/C tous deux acceptés.