Análisis del diseño sinérgico de la tecnología de carga de doble cañón y doble BDU de BYD

El siguiente artículo se centra en el diseño de seguridad de doble BDU del conjunto de distribución y realiza un análisis exhaustivo desde tres aspectos: principios técnicos, aplicaciones prácticas y valor sinérgico.

A. Introducción a la tecnología de carga de doble cañón

1. Principios técnicos y métodos de implementación

Carga independiente de doble circuito: Cada puerto de carga corresponde a un conjunto de circuitos de carga, que pueden cargarse con un solo impulso de cañón y también admiten la carga de doble cañón. Tras insertar los cañones dobles, la corriente se fusiona a través de la caja de distribución de doble BDU de alto voltaje, duplicando la potencia total.

Diseño compatible: Compatible con protocolos de carga nacionales, tanto nuevos como antiguos, y con tecnología de doble impulso (como Tengshi N7). Compatible con pilas de bajo voltaje de 500 V y pilas de alto voltaje de 750 V, cubriendo el 95 % de las pilas públicas de CC. También es compatible con cargadores EV de nivel 1, lo que ofrece a los usuarios domésticos más opciones de carga.

2. Rendimiento y experiencia de usuario

Potencia y eficiencia: Tomando como ejemplo el BYD N7, la potencia de un solo cañón es de 150 kW, la potencia máxima de los cañones dobles es de 230 kW y puede recargar 350 kilómetros en 15 minutos (en condiciones de funcionamiento CLTC), comparable a la eficiencia de las pilas de supercarga.

Estrategia de recarga flexible: se recomiendan "cañón doble de baja potencia, cañón único de alta potencia" y se admiten "múltiples aperturas con un solo número" (una sola cuenta inicia cañones dobles) para optimizar la ocupación de recursos.

3. Tecnología de gestión térmica compatible

Sistema de refrigeración directa compuesta: Las placas de refrigeración directa se colocan a ambos lados de la batería, lo que aumenta el área de refrigeración en un 100 % y la capacidad de intercambio de calor en un 85 %, lo que garantiza la seguridad del control de temperatura durante la carga rápida de los cañones dobles.

Tecnología de autocalentamiento por pulsos: En un entorno extremadamente frío de -30 °C, la velocidad de calentamiento de la batería aumenta en un 230 % y el tiempo de carga completa se reduce en un 30 %, solucionando el cuello de botella de la carga a baja temperatura.

4. Posicionamiento y adaptación al entorno

Solución óptima de transición: Ante la baja tasa de penetración de las pilas de supercarga (las pilas de corriente >300 A representan actualmente menos del 10 %), BYD ofrece diversas opciones de recarga de energía mediante una estación integrada de almacenamiento y carga fotovoltaica, combinada con las pilas públicas de carga rápida existentes y un cargador doméstico de nivel 1 para vehículos eléctricos.

Al reducir eficazmente la carga de la red eléctrica y colaborar con las principales empresas de pilas de carga, se construirán rápidamente 15 000 estaciones de carga rápida (al menos una pila con dos cañones). Si la tecnología de doble cañón y la tecnología de carga rápida de megavatios se trasladan posteriormente a modelos dentro de un plazo de 200 000, se podrán maximizar los recursos de pilas de carga rápida existentes, lo que reducirá considerablemente el tiempo de recarga de energía.

B. Control coordinado de BDU duales: cómo las BDU duales controlan la carga de doble canal y la carga de refuerzo (tracción en las cuatro ruedas/tracción en dos ruedas)

La carga de doble cañón en vehículos comerciales en sus inicios dependía de PDU externas (unidades de distribución de energía), y no se consideraba la tasa de utilización del espacio debido al amplio espacio de la carrocería (como se muestra en la figura a continuación, los autobuses de nueva energía se ubican directamente en la cabina trasera).

Sin embargo, los turismos deben priorizar el espacio en el habitáculo debido a su pequeña carrocería. La carga tradicional de un solo cañón se controla mediante la BDU integrada, pero está limitada por el límite de potencia de la pila de carga estándar nacional, lo que impide lograr una carga eficiente y rápida. Por lo tanto, se necesita urgentemente una solución que tenga en cuenta tanto el espacio como la eficiencia de carga.

1. Composición y conexión del sistema

El paquete de baterías incluye la primera BDU, la segunda BDU y la batería de alimentación:

Primera BDU: El primer extremo se conecta al primer puerto de carga a través del primer circuito de carga, y el segundo extremo se conecta a la batería de alimentación. Segunda BDU: El primer extremo se conecta al segundo puerto de carga a través del segundo circuito de carga, y el segundo extremo se conecta a la batería de alimentación (o indirectamente a través de la primera BDU).

Los circuitos de carga duales se controlan en paralelo mediante las BDU duales para lograr la carga simultánea de las dos pistolas. Las BDU duales están integradas en el paquete de baterías para evitar que la PDU externa ocupe espacio.

2. Estructura interna de la BDU

La primera BDU: incluye un primer contactor positivo y un primer contactor negativo, conectados a los polos positivo y negativo del primer circuito de carga y a los polos positivo y negativo de la batería de alimentación, respectivamente. También hay una primera unidad de precarga (compuesta por el primer contactor de precarga y la resistencia de precarga en serie) conectada en paralelo con el primer contactor positivo, que se utiliza para limitar la corriente de precarga antes de la carga para proteger la batería. Segunda unidad de precarga (BDU): La estructura es similar, incluyendo el segundo contactor positivo y negativo y la segunda unidad de precarga, cuyo extremo de salida se conecta al extremo de entrada de la primera BDU para lograr una conexión en paralelo de doble circuito.

3. Circuito de carga y optimización del espacio

Primer circuito de carga: Un circuito de refuerzo está configurado para admitir la carga de CC de bajo voltaje o la carga de CA (acceso a través del puerto de carga integrado CA/CC y conversión mediante el cargador de a bordo). Admite métodos de carga lenta de CA, como el cargador EV de nivel 1, para satisfacer las necesidades de diferentes escenarios.

Segundo circuito de carga: Un circuito de carga de CC, conectado directamente a una pila de carga de CC de alto voltaje.

Disposición del espacio: Utilizando la barra de cobre reservada en el paquete de baterías del vehículo con tracción en las cuatro ruedas, la primera BDU se coloca en el espacio del conector de alto voltaje del motor delantero, y la segunda BDU en el espacio del conector de alto voltaje del motor trasero. Mediante la conexión eléctrica de la barra de cobre, se maximiza la reutilización de componentes y el aprovechamiento del espacio.

Los vehículos con tracción en dos ruedas pueden usar el mismo paquete de baterías. Solo es necesario cancelar el conector de alto voltaje del motor trasero, y se conserva la doble BDU para lograr la carga de doble cañón.

4. Ventajas del diseño de doble BDU

Se mejora la eficiencia de carga: la potencia de carga de los cañones dobles se superpone para reducir el tiempo de carga; el circuito de refuerzo se adapta a pilas de carga de diferentes voltajes y ofrece una gran compatibilidad.

Optimización del espacio: la doble BDU está integrada en la batería, no requiere una PDU externa y el espacio reservado para la tracción a las cuatro ruedas se utiliza para satisfacer las necesidades de espacio del habitáculo.

Diseño de la plataforma: compatible con vehículos de tracción a las cuatro ruedas y de dos ruedas, la batería es universal y el coste se reduce.

C. Resumen

BYD ha abierto una tercera vía tecnológica, además de la de "alto voltaje + alta corriente", mediante la innovación colaborativa de la carga de doble cañón y la doble BDU, rompiendo la dependencia de la industria de una única ruta tecnológica.

Su tecnología de carga rápida de megavatios no solo promueve la modernización de la cadena industrial de materiales para baterías, líneas de pistolas de refrigeración líquida, dispositivos de carburo de silicio, etc., sino que también promueve la estandarización de la tecnología industrial mediante la apertura de estándares para la tecnología de carga rápida.

Además, este tipo de colaboración técnica ha impulsado la exploración de campos emergentes como el almacenamiento y la carga fotovoltaica integrados, ha impulsado la evolución del ecosistema de reabastecimiento de energía de vehículos de nueva energía hacia la inteligencia y la baja carbonización, y ha logrado una adaptación integral a todos los escenarios al admitir diferentes métodos de carga, como el cargador EV de nivel 1, para satisfacer las diversas necesidades de los usuarios.