Prodeje elektromobilů rok od roku rostou, jak jsme si zvykli očekávat, i když jsou stále daleko od splnění klimatických cílů. Stále však můžeme optimisticky věřit této předpovědi dat – do roku 2030 se očekává, že počet EV celosvětově překročí 125 milionů. Zpráva zjistila, že z celosvětově dotazovaných společností, které ještě neuvažují o používání BEV, 33 % uvedlo jako hlavní překážku dosažení tohoto cíle počet veřejných nabíjecích stanic. Nabíjení elektromobilů je vždy velkým problémem.
Nabíjení EV se vyvinulo ze super neefektivníhoNabíječky LEVEL 1 kNabíječky LEVEL 2nyní běžné v rezidencích, což nám dává větší svobodu a jistotu při řízení. Lidé začínají mít od nabíjení EV vyšší očekávání – vyšší proud, větší výkon a rychlejší a stabilnější nabíjení. V tomto článku společně prozkoumáme vývoj a pokrok rychlonabíjení EV.
Kde jsou limity?
V první řadě musíme pochopit fakt, že realizace rychlonabíjení nespoléhá pouze na nabíječku. Je třeba vzít v úvahu konstrukční návrh samotného vozidla a stejně tak důležitá je kapacita a hustota energie napájecí baterie. Technologie nabíjení proto také podléhá vývoji technologie baterií, včetně technologie vyvažování bateriových bloků, a problému prolomení galvanického útlumu lithiových baterií způsobeného rychlým nabíjením. To může vyžadovat inovativní pokrok v celém systému napájení elektrických vozidel, konstrukci bateriových sad, bateriových článků a dokonce i molekulárních materiálů baterií.
Za druhé, systém BMS vozidla a nabíjecí systém nabíječky musí spolupracovat, aby neustále monitorovaly a kontrolovaly teplotu baterie a nabíječky, nabíjecí napětí, proud a SOC automobilu. Zajistěte, aby vysoký proud mohl být přiváděn do napájecí baterie bezpečně, stabilně a efektivně, aby zařízení mohlo fungovat bezpečně a spolehlivě bez nadměrných tepelných ztrát.
Je vidět, že rozvoj rychlonabíjení vyžaduje nejen rozvoj nabíjecí infrastruktury, ale vyžaduje také inovativní průlomy v bateriové technologii a podporu technologie přenosu a distribuce elektrické sítě. To také představuje obrovskou výzvu pro technologii rozptylu tepla.
Více výkonu, více proudu:Velká síť rychlého nabíjení DC
Dnešní veřejné stejnosměrné rychlé nabíjení využívá vysoké napětí a vysoký proud a evropský a americký trh urychluje zavádění 350kw nabíjecích sítí. To je obrovská příležitost a výzva pro výrobce nabíjecích zařízení po celém světě. Vyžaduje, aby nabíjecí zařízení bylo schopno odvádět teplo při přenosu energie a aby bylo zajištěno, že nabíjecí hromada může fungovat bezpečně a spolehlivě. Jak všichni víme, mezi přenosem proudu a vývinem tepla existuje pozitivní exponenciální vztah, jde tedy o velký test technických rezerv a inovačních schopností výrobce.
DC síť rychlého nabíjení musí poskytovat více bezpečnostních ochranných mechanismů, které mohou inteligentně spravovat autobaterie a nabíječky během procesu nabíjení, aby byla zajištěna bezpečnost baterie a zařízení.
Navíc vzhledem k scénáři použití veřejných nabíječek musí být nabíjecí zástrčky vodotěsné, prachotěsné a vysoce odolné vůči povětrnostním vlivům.
Jako mezinárodní výrobce nabíjecího zařízení s více než 16letými zkušenostmi v oblasti výzkumu, vývoje a výroby zkoumá Workersbee již mnoho let vývojové trendy a technologické průlomy technologie nabíjení elektromobilů s předními partnery v oboru. Naše bohaté výrobní zkušenosti a silná síla výzkumu a vývoje nám umožnily letos uvést na trh novou generaci nabíjecích zástrček CCS2 s kapalinovým chlazením.
Přijímá integrovanou konstrukci a kapalným chladicím médiem může být chlazení olejem nebo vodním chlazením. Elektronické čerpadlo pohání chladicí kapalinu tak, aby proudila v nabíjecí zástrčce a odebírá teplo generované tepelným účinkem proudu, takže kabely s malým průřezem mohou přenášet velké proudy a účinně řídit nárůst teploty. Od uvedení produktu na trh byla zpětná vazba na trhu vynikající a byla jednomyslně chválena známými výrobci nabíjecích zařízení. Stále také aktivně sbíráme zpětnou vazbu od zákazníků, neustále optimalizujeme výkonnost produktů a snažíme se vnést do trhu více vitality.
V současné době mají Superchargery od Tesly absolutní slovo v síti rychlonabíjení DC na trhu nabíjení elektromobilů. Nová generace kompresorů V4 je v současné době omezena na 250 kW, ale při zvýšení výkonu na 350 kW bude vykazovat vyšší rychlost nárazu – což je schopno přidat 115 mil za pouhých pět minut.
Údaje ze zpráv zveřejněné ministerstvy dopravy mnoha zemí ukazují, že emise skleníkových plynů z dopravního sektoru tvoří asi 1/4 celkových emisí skleníkových plynů v zemi. Patří sem nejen lehká osobní auta, ale i těžká nákladní vozidla. Dekarbonizace automobilového průmyslu je pro zlepšení klimatu ještě důležitější a náročnější. Pro nabíjení elektrických těžkých nákladních vozidel navrhl průmysl nabíjecí systém na úrovni megawattů. Společnost Kempower oznámila uvedení zařízení pro ultrarychlé stejnosměrné nabíjení o výkonu až 1,2 MW a plánuje jeho uvedení do provozu ve Spojeném království v prvním čtvrtletí roku 2024.
US DOE již dříve navrhla standard XFC pro extrémně rychlé nabíjení a označila to za klíčovou výzvu, kterou je třeba překonat, aby bylo dosaženo širokého přijetí elektrických vozidel. Jedná se o kompletní sadu systematických technologií včetně baterií, vozidel a nabíjecích zařízení. Nabíjení může být dokončeno za 15 minut nebo méně, takže může konkurovat době doplňování paliva ICE.
Vyměňte,Nabito：Power Swap Station
Kromě urychlení výstavby nabíjecích stanic se „swap and go“ power swap stanicím dostalo velké pozornosti také v systému rychlého doplňování energie. Koneckonců, dokončení výměny baterie, běh s plnou baterií a dobíjení rychleji než u vozidla s palivem trvá jen několik minut. To je velmi vzrušující a přirozeně to přiláká mnoho společností k investicím.
Služba NIO Power Swap,spustila automobilka NIO dokáže automaticky vyměnit plně nabitou baterii za 3 minuty. Každá výměna automaticky zkontroluje baterii a napájecí systém, aby vozidlo a baterie zůstaly v nejlepším stavu.
To zní docela lákavě a zdá se, že už v budoucnu můžeme pozorovat bezproblémový přechod mezi vybitými bateriemi a plně nabitými bateriemi. Faktem ale je, že výrobců EV je na trhu příliš mnoho a většina výrobců má různé specifikace a výkon baterií. Kvůli faktorům, jako je konkurence na trhu a technické bariéry, je pro nás obtížné sjednotit baterie všech nebo dokonce většiny značek EV tak, aby jejich velikosti, specifikace, výkon atd. byly zcela konzistentní a bylo možné je mezi sebou přepínat. To se také stalo největším omezením pro hospodárnost výměnných stanic.
Na cestách: Bezdrátové nabíjení
Podobně jako vývoj technologie nabíjení mobilních telefonů je i bezdrátové nabíjení směr vývoje elektrických vozidel. Využívá hlavně elektromagnetickou indukci a magnetickou rezonanci k přenosu energie, přeměně energie na magnetické pole a poté k příjmu a ukládání energie prostřednictvím přijímacího zařízení vozidla. Jeho rychlost nabíjení nebude příliš vysoká, ale lze jej nabíjet za jízdy, což lze považovat za zmírnění úzkosti z dojezdu.
Electreon nedávno oficiálně otevřel elektrifikované silnice v Michiganu v USA a bude rozsáhle testován počátkem roku 2024. Umožňuje elektromobilům jedoucím nebo parkujícím podél silnic nabíjet baterie, aniž by byl zapojen do zásuvky, zpočátku na délku čtvrt míle a bude rozšířen na míle. Vývoj této technologie také velmi aktivoval mobilní ekosystém, ale vyžaduje extrémně vysokou infrastrukturní výstavbu a obrovské množství inženýrské práce.
Další výzvy
Když přijede více EV,je zřízeno více nabíjecích sítí a je potřeba dodávat více proudu, což znamená, že na rozvodnou síť bude větší zátěžový tlak. Ať už jde o energii, výrobu elektrické energie nebo její přenos a distribuci, budeme čelit velkým výzvám.
Za prvé, z globálního makro pohledu je rozvoj skladování energie stále hlavním trendem. Zároveň je také nutné urychlit technickou implementaci a uspořádání V2X tak, aby energie mohla efektivně cirkulovat ve všech spojích.
Za druhé, použijte umělou inteligenci a technologii velkých dat k vytvoření inteligentních sítí a zlepšení spolehlivosti sítě. Analyzujte a efektivně řiďte poptávku po nabíjení elektrických vozidel a veďte nabíjení podle období. Nejen, že může snížit riziko dopadu na rozvodnou síť, ale může také snížit účty majitelů automobilů za elektřinu.
Zatřetí, ačkoli politický tlak teoreticky funguje, důležitější je, jak je implementován. Bílý dům již dříve tvrdil, že investuje 7,5 miliardy dolarů do výstavby nabíjecích stanic, ale nedošlo k téměř žádnému pokroku. Důvodem je, že je obtížné sladit požadavky na dotaci v politice s výkonem zařízení a zisk zhotovitele není zdaleka aktivován.
A konečně, velké automobilky pracují na vysokonapěťovém superrychlém nabíjení. Jednak využijí 800V vysokonapěťovou technologii a jednak výrazně upgradují technologii baterií a technologii chlazení pro dosažení superrychlého nabíjení 10-15 minut. Celé odvětví bude čelit velkým výzvám.
Různé technologie rychlého nabíjení se hodí pro různé příležitosti a potřeby a každý způsob nabíjení má také zjevné nedostatky. Třífázové nabíječky pro rychlé nabíjení doma, stejnosměrné rychlé nabíjení pro vysokorychlostní koridory, bezdrátové nabíjení pro jízdní stav a výměnné stanice pro rychlou výměnu baterií. Jak se technologie elektrických vozidel neustále vyvíjí, technologie rychlého nabíjení se bude nadále zlepšovat a posouvat. Až se platforma 800V stane populární, nabíjecí zařízení nad 400kw se bude jen hemžit a naše obavy z dojezdu elektrických vozidel budou těmito spolehlivými zařízeními postupně odstraněny. Workersbee je ochoten spolupracovat se všemi průmyslovými partnery na vytvoření zelené budoucnosti!
Čas odeslání: 19. prosince 2023