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奥迪A2 e-tron:全新OCDC 2.0版本下的V2L与V2H功能运作方式

奥迪A2 e-tron:全新OCDC 2.0版本下的V2L与V2H功能运作方式

奥迪A2 e-tron支持双向充电这一功能在9月发布时就已经为人所知。如今,制造商公布了相关技术细节,包括车载充电器的改进,以及车辆对负载供电(V2L,为外部设备供电)和车辆对家庭供电(V2H,将电池电力用于家庭用电)这两种技术。

Audi A2 e-tron 根据版本不同,配备净容量为50或58千瓦时的LFP电池,或79千瓦时的NMC电池。在电池选择上,奥迪不仅注重短期的功率峰值,更重视可重复且易于使用的充电曲线。为此,OCDC技术被升级为OCDC 2.0。OCDC实际上是一种内置了DC/DC转换器的车载充电器(OBC)。车载充电器负责将电网中的交流电转换为电池可使用的直流电,而DC/DC转换器则将电池的400伏电压转换为用于照明、控制装置、信息娱乐系统以及启动电池的12伏电压。

Audi A2 e-tron:车辆对负载供电技术

V2L:OCDC 2.0可将牵引电池中的直流电转换为交流电

图片来源:Audi

OCDC最重大的变化在于车载充电器现在支持双向充电功能。在V2L模式下,电池中的直流电需要被转换为可用于烤面包机或电动自行车的交流电。这意味着该充电器不仅可以作为整流器使用,还可以作为逆变器使用。为此需要更多的MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)以及经过优化的交流电输出管理机制。

电源管理系统首先会检查连接的负载是否能够获得供电,以及连接在机械和电气方面是否稳定。之后,它会确保生成电压稳定在230伏特、50赫兹的纯净交流电——即便在负载发生变化时,例如连接的冰箱突然启动,也能保持稳定供电。此外,该系统还会监控并限制最大功率输出。

Audi A2 e-tron:双向充电功能

A2 e-tron充电接口上的V2L适配器

图片来源:Audi

Audi A2 e-tron的外部接口可通过适配器提供3.6千瓦的功率,而后备箱中的可选电源插座则可提供2.3千瓦的功率。3.6千瓦的功率大致相当于额定电流为16安培的家用插座所输出的功率(16安培×230伏特=3,680瓦特),因此几乎所有常见的230伏特设备都能使用。如果同时连接多个设备,总功率不得超过3.6千瓦。后备箱中的2.3千瓦功率足以驱动笔记本电脑或冷藏箱,但对于吹风机和暖风机来说可能稍显不足。

Audi A2 e-tron:车辆到家庭功能

V2H:电池中的直流电无需转换即可直接取出,并在外部转换为交流电

图片来源:Audi

在V2H系统中,有的通过内置的车载充电器将电池中的直流电转换为用于家庭电网的交流电,也有的则使用外部逆变器。A2 e-tron则采用了一种名为BiDi充电器的双向直流墙式充电器,其中就包含了外部逆变器。其优势在于能够提供超过车载充电器3.6千瓦的输出功率。

Audi在其网站上推荐了Moon Power生产的11千瓦双向直流墙式充电站。借助该设备,可以更高效地利用自产的太阳能为电动汽车充电。光伏系统产生的直流电可直接通过直流墙式充电站输送到汽车,无需进行电能转换。不过,双向直流墙式充电站的成本要高得多。Moon公司仅会在客户询问时透露该双向充电站的具体价格,但硬件成本大概在4,500欧元左右。

只有当电池电量在20%到80%之间时,汽车与房屋之间才能实现能量交换。电量低于20%时,汽车仅能充电;电量高于80%时,则仅能放电。

电池管理也得到了改进,尤其是新的LFP电池受益于此。因为LFP电池以其更平缓的开路电压曲线而著称。也就是说,电池电压不会随着充电状态呈线性下降。这不仅增加了计算充电状态(State of Charge)的难度,也使得计算电池老化程度(State of Health)变得更为复杂。

奥迪现在采用了经过调整的算法来进行计算。这些获取到的信息会被用于计算续航里程、充电行为以及运行策略。这意味着显示的剩余续航里程会更加真实。

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总结

奥迪推出了双向充电功能。Q4 e-tron从夏季起就支持该功能,A2 e-tron则在上市时即具备此功能。为此还配备了双向车载充电器,它能够向外部设备提供高达3.6千瓦的交流电。此外,汽车还可以向家庭电网输出高达11千瓦的直流电。不过,要使用V2H功能,就需要一台价格相对较高的双向直流墙式充电器。如果屋顶装有光伏发电系统,这种V2H解决方案的优势就会更加明显。