Sprzedaż pojazdów elektrycznych rośnie z roku na rok, zgodnie z naszymi przewidywaniami, choć nadal daleko jej do osiągnięcia celów klimatycznych. Jednak nadal możemy optymistycznie wierzyć w te przewidywania danych – oczekuje się, że do 2030 r. liczba pojazdów elektrycznych na świecie przekroczy 125 milionów. Z raportu wynika, że spośród ankietowanych na całym świecie firm, które nie rozważają jeszcze korzystania z pojazdów typu BEV, 33% jako główną przeszkodę w osiągnięciu tego celu wymieniło liczbę publicznych punktów ładowania. Ładowanie pojazdów elektrycznych jest zawsze poważnym problemem.
Ładowanie pojazdów elektrycznych ewoluowało od supernieefektywnegoŁadowarki POZIOMU 1 doŁadowarki POZIOMU 2obecnie powszechne w rezydencjach, co daje nam większą swobodę i pewność podczas jazdy. Ludzie zaczynają mieć większe oczekiwania wobec ładowania pojazdów elektrycznych – wyższy prąd, większa moc oraz szybsze i stabilniejsze ładowanie. W tym artykule wspólnie zbadamy rozwój i postęp szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych.
Gdzie są granice?
Przede wszystkim musimy zrozumieć fakt, że realizacja szybkiego ładowania nie opiera się wyłącznie na ładowarce. Należy wziąć pod uwagę projekt techniczny samego pojazdu, a równie ważna jest pojemność i gęstość energii akumulatora zasilającego. Dlatego technologia ładowania podlega również rozwojowi technologii akumulatorów, w tym technologii równoważenia pakietów akumulatorów oraz problemowi przełamania tłumienia galwanicznego akumulatorów litowych spowodowanego szybkim ładowaniem. Może to wymagać innowacyjnego postępu w całym systemie zasilania pojazdów elektrycznych, konstrukcji akumulatorów, ogniwach akumulatorów, a nawet materiałach molekularnych akumulatorów.
Po drugie, system BMS pojazdu i system ładowania ładowarki muszą współpracować, aby stale monitorować i kontrolować temperaturę akumulatora i ładowarki, napięcie i prąd ładowania oraz SOC samochodu. Upewnij się, że wysoki prąd może zostać wprowadzony do akumulatora w sposób bezpieczny, stabilny i wydajny, aby sprzęt mógł działać bezpiecznie i niezawodnie bez nadmiernych strat ciepła.
Widać, że rozwój szybkiego ładowania wymaga nie tylko rozwoju infrastruktury ładowania, ale także innowacyjnych przełomów w technologii akumulatorów oraz wsparcia technologii przesyłu i dystrybucji sieci elektroenergetycznej. Stanowi to również ogromne wyzwanie dla technologii rozpraszania ciepła.
Większa moc, większy prąd:Duża sieć szybkiego ładowania DC
Dzisiejsze publiczne szybkie ładowanie prądem stałym wykorzystuje wysokie napięcie i duży prąd, a rynki europejskie i amerykańskie przyspieszają wdrażanie sieci ładowania o mocy 350 kW. To ogromna szansa i wyzwanie dla producentów sprzętu ładującego na całym świecie. Wymaga to, aby sprzęt ładujący był w stanie rozpraszać ciepło podczas przesyłania mocy i zapewniał bezpieczną i niezawodną pracę stosu ładującego. Jak wszyscy wiemy, istnieje dodatnia wykładnicza zależność pomiędzy przesyłem prądu a wytwarzaniem ciepła, jest to więc świetny sprawdzian rezerw technicznych i możliwości innowacyjnych producenta.
Sieć szybkiego ładowania prądem stałym musi zapewniać wiele mechanizmów zabezpieczających, które mogą inteligentnie zarządzać akumulatorami samochodowymi i ładowarkami podczas procesu ładowania, aby zapewnić bezpieczeństwo akumulatora i sprzętu.
Ponadto, ze względu na scenariusz użycia ładowarek publicznych, wtyczki do ładowania muszą być wodoodporne, pyłoszczelne i wysoce odporne na warunki atmosferyczne.
Jako międzynarodowy producent sprzętu do ładowania z ponad 16-letnim doświadczeniem w badaniach i rozwoju oraz produkcji, Workersbee od wielu lat wraz z wiodącymi w branży partnerami bada trendy rozwojowe i przełomy technologiczne w technologii ładowania pojazdów elektrycznych. Nasze bogate doświadczenie produkcyjne oraz silne zaplecze badawczo-rozwojowe umożliwiły nam wprowadzenie na rynek w tym roku nowej generacji wtyczek do ładowania chłodzonych cieczą CCS2.
Przyjmuje zintegrowaną konstrukcję, a ciekłym czynnikiem chłodzącym może być chłodzenie olejem lub chłodzenie wodą. Elektroniczna pompa napędza przepływ płynu chłodzącego przez wtyczkę ładowania i odbiera ciepło generowane przez efekt cieplny prądu, dzięki czemu kable o małym przekroju mogą przenosić duże prądy i skutecznie kontrolować wzrost temperatury. Od momentu wprowadzenia produktu na rynek, opinie na rynku są doskonałe i są jednomyślnie chwalone przez znanych producentów sprzętu do ładowania. Nadal aktywnie zbieramy opinie klientów, stale optymalizujemy działanie produktów i staramy się ożywić rynek.
Obecnie superładowarki Tesli mają absolutny wpływ na sieć szybkiego ładowania prądem stałym na rynku ładowania pojazdów elektrycznych. Nowa generacja sprężarek V4 Supercharger jest obecnie ograniczona do 250 kW, ale będzie wykazywać wyższe prędkości impulsowe po zwiększeniu mocy do 350 kW, co umożliwi przejechanie 250 km w zaledwie pięć minut.
Dane z raportów opublikowane przez departamenty transportu wielu krajów pokazują, że emisje gazów cieplarnianych z sektora transportu stanowią około 1/4 całkowitej emisji gazów cieplarnianych w kraju. Dotyczy to nie tylko lekkich samochodów osobowych, ale także ciężkich samochodów ciężarowych. Dekarbonizacja branży transportu ciężarowego jest jeszcze ważniejsza i stanowi wyzwanie dla poprawy klimatu. Do ładowania elektrycznych samochodów ciężarowych o dużej ładowności branża zaproponowała system ładowania na poziomie megawatów. Kempower ogłosił wprowadzenie na rynek ultraszybkiego sprzętu do ładowania prądem stałym o mocy do 1,2 MW i planuje wprowadzenie go do użytku w Wielkiej Brytanii w pierwszym kwartale 2024 roku.
Amerykański Departament Energii zaproponował już standard XFC dotyczący ekstremalnie szybkiego ładowania, nazywając go kluczowym wyzwaniem, któremu należy sprostać, aby zapewnić powszechne przyjęcie pojazdów elektrycznych. Jest to kompletny zestaw systematycznych technologii obejmujący akumulatory, pojazdy i sprzęt do ładowania. Ładowanie można zakończyć w 15 minut lub mniej, dzięki czemu może konkurować z czasem tankowania ICE.
Zamieniać，Oskarżony:Stacja wymiany zasilania
Oprócz przyspieszenia budowy stacji ładowania, stacjom zamiany mocy typu „swap and go” poświęcono także dużo uwagi w systemie szybkiego uzupełniania energii. W końcu wymiana akumulatora zajmuje tylko kilka minut, można jeździć z pełnym akumulatorem i ładować szybciej niż pojazd napędzany paliwem. Jest to bardzo ekscytujące i w naturalny sposób przyciągnie wiele firm do inwestowania.
Usługa wymiany zasilania NIO，wprowadzony na rynek przez producenta samochodów NIO może automatycznie wymienić w pełni naładowany akumulator w ciągu 3 minut. Każda wymiana automatycznie sprawdza akumulator i układ zasilania, aby utrzymać pojazd i akumulator w najlepszym stanie.
Brzmi to dość kusząco i wydaje się, że już w przyszłości możemy zaobserwować płynność pomiędzy akumulatorami o niskim poziomie naładowania a akumulatorami w pełni naładowanymi. Ale faktem jest, że na rynku jest zbyt wielu producentów pojazdów elektrycznych, a większość producentów ma różne specyfikacje i wydajność akumulatorów. Ze względu na takie czynniki jak konkurencja na rynku i bariery techniczne, trudno nam ujednolicić akumulatory wszystkich lub nawet większości marek pojazdów elektrycznych, tak aby ich rozmiary, specyfikacje, parametry użytkowe itp. były w pełni spójne i można było je między sobą przełączać. Stało się to również największym ograniczeniem ekonomizacji stacji wymiany mocy.
W drodze: ładowanie bezprzewodowe
Podobnie jak ścieżka rozwoju technologii ładowania telefonów komórkowych, ładowanie bezprzewodowe jest także kierunkiem rozwoju pojazdów elektrycznych. Wykorzystuje głównie indukcję elektromagnetyczną i rezonans magnetyczny do przesyłania mocy, przekształcania mocy w pole magnetyczne, a następnie odbierania i przechowywania mocy przez urządzenie odbiorcze pojazdu. Szybkość ładowania nie będzie zbyt duża, ale można go ładować w trakcie jazdy, co można uznać za łagodzenie lęku przed zasięgiem.
Firma Electreon niedawno oficjalnie otworzyła zelektryfikowane drogi w stanie Michigan w USA i zostanie szeroko przetestowana na początku 2024 r. Umożliwia samochodom elektrycznym poruszającym się lub zaparkowanym wzdłuż dróg ładowanie akumulatorów bez konieczności podłączania ich do prądu. Początkowo będzie mieć długość ćwierć mili, a następnie zostanie przedłużona do mila. Rozwój tej technologii w dużym stopniu zaktywizował także ekosystem mobilny, wymaga jednak budowy niezwykle wysokiej infrastruktury i ogromnego nakładu pracy inżynieryjnej.
Więcej wyzwań
Kiedy napływa więcej pojazdów elektrycznych，powstaje więcej sieci ładowania i trzeba wyprowadzić więcej prądu, co oznacza większe obciążenie sieci energetycznej. Niezależnie od tego, czy chodzi o energię, wytwarzanie energii, czy przesył i dystrybucję energii, stoimy przed wielkimi wyzwaniami.
Po pierwsze, z globalnej perspektywy makro, rozwój magazynów energii jest w dalszym ciągu głównym trendem. Jednocześnie konieczne jest przyspieszenie wdrożenia technicznego i układu V2X, aby energia mogła efektywnie krążyć we wszystkich łączach.
Po drugie, wykorzystaj sztuczną inteligencję i technologię dużych zbiorów danych do tworzenia inteligentnych sieci i poprawy niezawodności sieci. Analizuj i skutecznie zarządzaj zapotrzebowaniem na ładowanie pojazdów elektrycznych oraz przewodnik po ładowaniu według okresów. Może nie tylko zmniejszyć ryzyko oddziaływania na sieć, ale może także obniżyć rachunki za energię elektryczną właścicieli samochodów.
Po trzecie, chociaż presja polityczna działa w teorii, ważniejsze jest to, jak jest ona wdrażana. Biały Dom twierdził wcześniej, że zainwestuje 7,5 miliarda dolarów w budowę stacji ładowania, ale postępów w tej sprawie prawie nie ma. Powodem jest trudność dostosowania wymogów dotacji zawartych w polityce do wydajności obiektów, a dążenie wykonawcy do zysku jest dalekie od aktywizacji.
Wreszcie główni producenci samochodów pracują nad superszybkim ładowaniem wysokiego napięcia. Z jednej strony zastosują technologię wysokiego napięcia 800 V, z drugiej strony znacznie unowocześnią technologię akumulatorów i technologię chłodzenia, aby osiągnąć superszybkie ładowanie trwające 10-15 minut. Cała branża stanie przed ogromnymi wyzwaniami.
Różne technologie szybkiego ładowania są odpowiednie na różne okazje i potrzeby, a każda metoda ładowania ma również oczywiste wady. Trójfazowe ładowarki do szybkiego ładowania w domu, szybkiego ładowania DC w szybkich korytarzach, bezprzewodowego ładowania w stanie jazdy oraz stacje wymiany zasilania do szybkiej wymiany akumulatorów. W miarę ciągłego rozwoju technologii pojazdów elektrycznych technologia szybkiego ładowania będzie nadal udoskonalana i rozwijana. Gdy platforma 800V stanie się popularna, sprzętów do ładowania powyżej 400kW nie zabraknie, a nasze obawy co do zasięgu pojazdów elektrycznych będą stopniowo niwelowane dzięki tym niezawodnym urządzeniom. Workersbee jest chętny do współpracy ze wszystkimi partnerami branżowymi, aby stworzyć zieloną przyszłość!
Czas publikacji: 19 grudnia 2023 r