Prodaja električnih vozil raste iz leta v leto, kot smo pričakovali, čeprav je še daleč od doseganja podnebnih ciljev. Toda še vedno lahko optimistično verjamemo tej podatkovni napovedi – do leta 2030 naj bi število električnih vozil po vsem svetu preseglo 125 milijonov. Poročilo je pokazalo, da jih je 33 % anketiranih podjetij po vsem svetu, ki še ne razmišljajo o uporabi BEV, navedlo število javnih polnilnih mest kot glavno oviro pri doseganju tega cilja. Polnjenje električnih vozil je vedno velika skrb.
Polnjenje električnih vozil se je razvilo iz super neučinkovitegaPolnilniki LEVEL 1 doPolnilniki LEVEL 2zdaj pogost v bivališčih, kar nam daje več svobode in samozavesti pri vožnji. Ljudje začenjajo imeti višja pričakovanja glede polnjenja električnih vozil – večji tok, večja moč ter hitrejše in stabilnejše polnjenje. V tem članku bomo skupaj raziskali razvoj in napredek hitrega polnjenja električnih vozil.
Kje so meje?
Najprej moramo razumeti dejstvo, da uresničitev hitrega polnjenja ni odvisna samo od polnilnika. Upoštevati je treba inženirsko zasnovo samega vozila, enako pomembna pa sta tudi zmogljivost in energijska gostota akumulatorja. Zato je tudi tehnologija polnjenja odvisna od razvoja tehnologije baterij, vključno s tehnologijo uravnoteženja paketa baterij, in problemom preboja slabljenja litijevih baterij zaradi galvanizacije, ki ga povzroča hitro polnjenje. To lahko zahteva inovativen napredek v celotnem sistemu oskrbe z električno energijo električnih vozil, oblikovanju paketa baterij, baterijskih celicah in celo molekularnih materialih baterije.
Drugič, sistem BMS v vozilu in polnilni sistem polnilnika morata sodelovati pri stalnem spremljanju in nadzoru temperature akumulatorja in polnilnika, polnilne napetosti, toka in SOC avtomobila. Zagotovite, da se lahko visok tok vnese v napajalno baterijo varno, stabilno in učinkovito, tako da lahko oprema deluje varno in zanesljivo brez prekomerne toplotne izgube.
Vidimo lahko, da razvoj hitrega polnjenja ne zahteva le razvoja polnilne infrastrukture, ampak zahteva tudi inovativne preboje v baterijski tehnologiji in podporo tehnologiji prenosa in distribucije električnega omrežja. Prav tako predstavlja velik izziv za tehnologijo odvajanja toplote.
Več moči, več toka:Veliko omrežje za hitro polnjenje z enosmernim tokom
Današnje javno hitro polnjenje z enosmernim tokom uporablja visoko napetost in visok tok, evropski in ameriški trg pa pospešujeta uvajanje 350kw polnilnih omrežij. To je velika priložnost in izziv za proizvajalce polnilne opreme po vsem svetu. Zahteva, da je oprema za polnjenje sposobna odvajati toploto med prenosom moči in zagotoviti, da lahko polnilni kup deluje varno in zanesljivo. Kot vsi vemo, obstaja pozitivna eksponentna povezava med trenutnim prenosom in proizvodnjo toplote, zato je to odličen preizkus proizvajalčevih tehničnih rezerv in inovacijskih zmožnosti.
Omrežje za hitro polnjenje z enosmernim tokom mora zagotoviti več varnostnih zaščitnih mehanizmov, ki lahko inteligentno upravljajo avtomobilske baterije in polnilnike med postopkom polnjenja, da zagotovijo varnost baterije in opreme.
Poleg tega morajo biti polnilni vtiči zaradi scenarija uporabe javnih polnilnikov vodotesni, odporni na prah in zelo odporni na vremenske vplive.
Kot mednarodni proizvajalec polnilne opreme z več kot 16-letnimi izkušnjami na področju raziskav in razvoja ter proizvodnje Workersbee že vrsto let raziskuje razvojne trende in tehnološke preboje tehnologije polnjenja električnih vozil z vodilnimi partnerji v industriji. Naše bogate proizvodne izkušnje ter močna moč raziskav in razvoja so nam omogočili, da smo letos lansirali novo generacijo polnilnih vtičev CCS2 s tekočinskim hlajenjem.
Ima integrirano strukturo, tekoči hladilni medij pa je lahko oljno ali vodno hlajenje. Elektronska črpalka poganja hladilno tekočino, da teče v polnilnem čepu, in odvzema toploto, ki nastane zaradi toplotnega učinka toka, tako da lahko kabli z majhnim prečnim prerezom prenašajo velike tokove in učinkovito nadzorujejo dvig temperature. Od lansiranja izdelka so povratne informacije na trgu odlične in soglasno so ga pohvalili znani proizvajalci polnilne opreme. Prav tako še vedno aktivno zbiramo povratne informacije strank, nenehno optimiziramo delovanje izdelkov in si prizadevamo vnesti več vitalnosti na trg.
Trenutno imajo Teslini superpolnilniki absolutno besedo v omrežju hitrega polnjenja z enosmernim tokom na trgu polnjenja električnih vozil. Nova generacija polnilnikov V4 je trenutno omejena na 250 kW, vendar bo pokazala višje hitre hitrosti, ko bo moč povečana na 350 kW – zmožna dodati 115 milj v samo petih minutah.
Podatki poročil, ki so jih objavili prometni oddelki številnih držav, kažejo, da emisije toplogrednih plinov iz prometnega sektorja predstavljajo približno 1/4 skupnih emisij toplogrednih plinov v državi. To ne vključuje samo lahkih osebnih vozil, temveč tudi težka tovorna vozila. Razogljičenje industrije tovornjakov je še pomembnejše in zahtevnejše za izboljšanje podnebja. Za polnjenje električnih težkih tovornjakov je industrija predlagala sistem polnjenja na ravni megavatov. Kempower je napovedal lansiranje ultra hitre polnilne opreme z enosmernim tokom do 1,2 MW in jo namerava dati v uporabo v Združenem kraljestvu v prvem četrtletju 2024.
Ministrstvo za energetiko ZDA je že predlagalo standard XFC za ekstremno hitro polnjenje in ga označilo za ključni izziv, ki ga je treba premagati, da bi dosegli široko sprejetje električnih vozil. Je celoten nabor sistemskih tehnologij, vključno z baterijami, vozili in polnilno opremo. Polnjenje je mogoče zaključiti v 15 minutah ali manj, tako da lahko tekmuje s časom polnjenja goriva ICE.
Zamenjaj，Napolnjeno:Power Swap postaja
Poleg pospešene gradnje polnilnic so v sistemu hitrega polnjenja energije veliko pozornosti namenile tudi menjalnice »swap and go«. Konec koncev traja le nekaj minut, da dokončate zamenjavo baterije, delujete s polno baterijo in se napolnite hitreje kot vozilo z gorivom. To je zelo vznemirljivo in bo seveda privabilo veliko podjetij, da vlagajo.
Storitev NIO Power Swap，ki ga je lansiral proizvajalec avtomobilov NIO, lahko samodejno zamenja popolnoma napolnjeno baterijo v 3 minutah. Vsaka zamenjava bo samodejno preverila baterijo in napajalni sistem, da bosta vozilo in baterija v najboljšem stanju.
To zveni precej mamljivo in zdi se, da lahko v prihodnosti že vidimo brezhibno povezavo med praznimi in popolnoma napolnjenimi baterijami. Toda dejstvo je, da je na trgu preveč proizvajalcev električnih vozil, večina proizvajalcev pa ima različne specifikacije in zmogljivosti baterij. Zaradi dejavnikov, kot so tržna konkurenca in tehnične ovire, težko poenotimo baterije vseh ali celo večine blagovnih znamk električnih vozil, tako da bi bile njihove velikosti, specifikacije, zmogljivost itd. popolnoma skladne in jih je mogoče preklapljati med seboj. To je postala tudi največja omejitev za ekonomičnost elektrarn.
Na poti: brezžično polnjenje
Podobno kot razvojna pot tehnologije polnjenja mobilnih telefonov je brezžično polnjenje tudi razvojna smer električnih vozil. V glavnem uporablja elektromagnetno indukcijo in magnetno resonanco za prenos moči, pretvorbo moči v magnetno polje ter nato sprejem in shranjevanje energije prek sprejemne naprave vozila. Njegova hitrost polnjenja ne bo prehitra, vendar ga je mogoče polniti med vožnjo, kar je mogoče obravnavati kot ublažitev tesnobe glede dosega.
Electreon je pred kratkim uradno odprl elektrificirane ceste v Michiganu v ZDA in bo obsežno testiran v začetku leta 2024. Električnim avtomobilom, ki se vozijo ali parkirajo ob cestah, omogoča polnjenje baterij, ne da bi bili priklopljeni na električno omrežje, na začetku dolg četrt milje, nato pa bo razširjen na milja. Razvoj te tehnologije je močno aktiviral tudi mobilni ekosistem, vendar zahteva izjemno visoko zgrajenost infrastrukture in ogromno inženirskega dela.
Več izzivov
Ko pride več električnih vozil，vzpostavljenih je več polnilnih omrežij in potreben je večji tok, kar pomeni, da bo obremenitev električnega omrežja močnejša. Ne glede na to, ali gre za energijo, proizvodnjo električne energije ali prenos in distribucijo električne energije, se bomo soočili z velikimi izzivi.
Prvič, z globalnega makro vidika je razvoj shranjevanja energije še vedno glavni trend. Hkrati je treba pospešiti tudi tehnično izvedbo in postavitev V2X, da bo lahko energija učinkovito krožila v vseh povezavah.
Drugič, uporabite umetno inteligenco in tehnologijo velikih podatkov za vzpostavitev pametnih omrežij in izboljšanje zanesljivosti omrežja. Analizirajte in učinkovito upravljajte povpraševanje po polnjenju električnih vozil in vodite polnjenje po obdobjih. Ne samo, da lahko zmanjša tveganje vpliva na omrežje, ampak lahko tudi zmanjša račune za elektriko lastnikov avtomobilov.
Tretjič, čeprav politični pritisk v teoriji deluje, je bolj pomembno, kako se izvaja. Bela hiša je že prej trdila, da bo v gradnjo polnilnih postaj vložila 7,5 milijarde dolarjev, a napredka skoraj ni bilo. Razlog je v tem, da je zahteve glede subvencioniranja v pravilniku težko uskladiti z zmogljivostjo objektov, izvajalčev profitni pogon pa še zdaleč ni aktiviran.
Končno, glavni proizvajalci avtomobilov delajo na visokonapetostnem super hitrem polnjenju. Na eni strani bodo uporabljali 800V visokonapetostno tehnologijo, na drugi strani pa bodo bistveno nadgradili baterijsko tehnologijo in hladilno tehnologijo, da bi dosegli super hitro polnjenje 10-15 minut. Celotna industrija se bo soočila z velikimi izzivi.
Različne tehnologije hitrega polnjenja so primerne za različne priložnosti in potrebe, vsak način polnjenja pa ima tudi očitne pomanjkljivosti. Trifazni polnilniki za hitro polnjenje doma, hitro polnjenje z enosmernim tokom za koridorje za visoke hitrosti, brezžično polnjenje za stanje vožnje in postaje za hitro menjavo baterij. Ker se tehnologija električnih vozil še naprej razvija, se bo tehnologija hitrega polnjenja še naprej izboljševala in napredovala. Ko bo platforma 800 V postala priljubljena, bo opreme za polnjenje nad 400 kW veliko in naše skrbi glede dosega električnih vozil bodo te zanesljive naprave postopoma odpravile. Workersbee je pripravljen sodelovati z vsemi industrijskimi partnerji pri ustvarjanju zelene prihodnosti!
Čas objave: 19. december 2023