Stejnosměrná rychlonabíjecí stanice s distribuovaným řízením

Bc. Tomáš Tomsa

Master's thesis

DC Fast charging station with distributed control

Abstract:

Tato práce navazuje na moji bakalářskou práci, jejímž cílem bylo zprovoznění procesu nabíjení a vytvoření experimentální stanice. Diplomová práce představuje další fázi, která se zabývá optimalizací programu pro nabíjecí proces stejnosměrné rychlonabíjecí stanice, jejímž cílem je efektivní řízení nabíjecích modulů a zkrácení režie nabíjecího procesu. Současně je cílem vytvořit centrální nabíjecí stanici, jež distribuovaně řídí podřízenou stanici. Podřízená stanice se dále zabývá řízením dvou nabíjecích modulů s možností nabíjení jednoho elektromobilu s maximálním výkonem 60 kW, nebo dvou elektromobilů s maximálním výkonem 30 kW pro každý z nich. Ovládání nabíjecí stanice je možné skrz HMI, které uživateli umožňuje zobrazení parametrů nabíjení, grafu, diagnostiky a úpravu parametrů stanice. Výsledným výstupem je dosažení optimalizovaného a rychlého procesu nabíjení, který uživateli minimalizuje čas strávený u stanice. V rámci diplomové práci byly vytvořeny dva funkční vzorky nabíjecích stanic, u nichž se provedlo ekonomické zhodnocení navrženého konceptu a byly vyhodnoceny jednotlivé výsledky částí procesu. Tyto výsledky potvrdily, že optimalizace procesu nabíjení zkrátila uživateli čas strávený u nabíjecí stanice oproti původnímu konceptu a také že je možno distribuovaně řídit více stanic a nabíjecích modulů. Toto odlišné řešení nabízí nový pohled na efektivní centralizovaný způsob řízení nabíjecích stanic. V závěru jsou prezentovány výsledky práce a možnosti dalšího využití.

Abstract:

This thesis is a continuation of my bachelor thesis, the aim of which was to make the charg ing process operational and create an experimental station. The diploma thesis represents the next phase, which deals with the optimization of the charging process program for the DC fast charging station, aiming at the efficient control of the charging modules and the short ening the overhead of the charging process. At the same time, the objective is to create a central charging station that controls a slave station in a distributed manner. The slave station also manages two charging modules with the possibility of charging one EV with a maximum power of 60 kW or two EVs with a maximum power of 30 kW each. The control of the charging station is possible through an HMI that allows the user to display charging parameters, graph, diagnostics and adjust the station parameters. The resulting output is an optimized and fast charging process that minimizes the user's time spent at the station. Within the scope of the thesis, two prototypes of charging stations were created, for which an economic evaluation of the proposed concept was carried out and the individual results of the process parts were evaluated. These results confirmed that the optimization of the charging process reduced the user's time spent at the charging station compared to the orig inal concept, and that multiple stations and charging modules can be controlled in a distrib uted manner. This different solution offers a new perspective on an efficient centralised way of managing charging stations. Finally, the results of the work and possibilities for further applications are presented.

Keywords

Nabíjecí stanice, CCS, Modbus, OC, nabíjecí modul

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 1. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Pavel Jandura, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies

Master programme / field:
Mechatronics / Mechatronika