اتجاه فرصة تطوير صناعة وحدة شحن مركبات الطاقة الجديدة

1. نظرة عامة على تطور صناعة وحدات الشحن

وحدات الشحن هي جوهر أكوام الشحن DC لمركبات الطاقة الجديدة. مع استمرار تزايد معدل انتشار وملكية مركبات الطاقة الجديدة في الصين، يتزايد الطلب على أكوام الشحن. ينقسم شحن مركبات الطاقة الجديدة إلى شحن بطيء بالتيار المتردد وشحن سريع بالتيار المستمر. يتميز الشحن السريع DC بخصائص الجهد العالي والطاقة العالية والشحن السريع. مع سعي السوق لتحقيق كفاءة الشحن، يستمر نطاق السوق لأكوام الشحن السريع بالتيار المستمر ووحدات الشحن في التوسع. .

2. المستوى الفني وخصائص صناعة وحدات شحن السيارات الكهربائية

تتمتع صناعة وحدات شاحن مركبات الطاقة الجديدة حاليًا بميزات تقنية مثل الطاقة العالية لوحدة واحدة، والتردد العالي، والتصغير، وكفاءة التحويل العالية، ونطاق الجهد الواسع.

فيما يتعلق بقدرة الوحدة الفردية، شهدت صناعة وحدات شحن كومة شحن الطاقة الجديدة تطورًا رئيسيًا للمنتجات بقدرة 7.5 كيلو وات في عام 2014، والتيار الثابت 20 أمبير و15 كيلو وات في عام 2015، والطاقة الثابتة 25 أمبير و15 كيلو وات في عام 2016. وحدات شحن التطبيقات السائدة الحالية هي 20 كيلو واط و 30 كيلو واط. حلول الوحدة الواحدة والتحويل إلى حلول وحدة واحدة لشحن الطاقة الجديدة بقدرة 40 كيلو وات. أصبحت وحدات الشحن عالية الطاقة اتجاهًا لتطوير السوق في المستقبل.

فيما يتعلق بجهد الخرج، أصدرت شبكة الدولة نسخة 2017 من "معايير التحقق من التأهيل والقدرة لموردي معدات شحن المركبات الكهربائية" والتي تنص على أن نطاق جهد الخرج لشواحن التيار المستمر هو 200-750 فولت، ويغطي جهد الطاقة الثابت على الأقل نطاقات 400-500 فولت و600-750 فولت. ولذلك، فإن جميع الشركات المصنعة للوحدات بشكل عام تصمم وحدات من 200 إلى 750 فولت وتلبي متطلبات الطاقة الثابتة. مع الزيادة في نطاق الرحلات البحرية للسيارات الكهربائية وطلب مستخدمي مركبات الطاقة الجديدة لتقليل وقت الشحن، اقترحت الصناعة بنية شحن فائقة السرعة بقدرة 800 فولت، وقد أدركت بعض الشركات توريد وحدات شحن كومة الشحن DC مع نطاق واسع نطاق الجهد الناتج 200-1000 فولت. .

فيما يتعلق بالتردد العالي والتصغير لوحدات الشحن، زادت قوة وحدات الماكينة الفردية لإمدادات الطاقة لشحن الطاقة الجديدة، ولكن لا يمكن توسيع حجمها بشكل متناسب. لذلك، أصبحت زيادة تردد التبديل ودمج المكونات المغناطيسية وسيلة مهمة لزيادة كثافة الطاقة.

فيما يتعلق بكفاءة وحدة الشحن، تتمتع الشركات الكبرى في صناعة وحدات شحن كومة شحن الطاقة الجديدة عمومًا بأقصى كفاءة تبلغ 95٪ -96٪. في المستقبل، مع تطوير المكونات الإلكترونية مثل أجهزة الطاقة من الجيل الثالث وتعميم السيارات الكهربائية بجهد 800 فولت أو حتى أعلى مع منصة الجهد العالي، من المتوقع أن تستهل الصناعة منتجات ذات كفاءة قصوى تزيد عن 98٪ .

مع زيادة كثافة الطاقة لوحدات الشحن، فإنها تؤدي أيضًا إلى مشاكل أكبر في تبديد الحرارة. فيما يتعلق بتبديد الحرارة لوحدات الشحن، فإن طريقة تبديد الحرارة السائدة حاليًا في الصناعة هي تبريد الهواء القسري، وهناك أيضًا طرق مثل قنوات الهواء البارد المغلقة وتبريد الماء. يتميز تبريد الهواء بمزايا التكلفة المنخفضة والبنية البسيطة. ومع ذلك، مع زيادة ضغط تبديد الحرارة، فإن عيوب قدرة تبديد الحرارة المحدودة لتبريد الهواء والضوضاء العالية سوف تصبح أكثر وضوحًا. أصبح تجهيز وحدة الشحن وخط البندقية بالتبريد السائل حلاً رئيسياً. الاتجاه الفني.

3. يؤدي التقدم التكنولوجي إلى تسريع فرص تطوير اختراق صناعة الطاقة الجديدة

في السنوات الأخيرة، واصلت تكنولوجيا صناعة الطاقة الجديدة إحراز التقدم والاختراقات، وقد عززت الزيادة في معدل الاختراق التطوير المستمر لصناعة وحدات الشحن الأولية. أدت الزيادة الكبيرة في كثافة طاقة البطارية إلى حل مشكلة عدم كفاية نطاق الإبحار لمركبات الطاقة الجديدة، كما أدى تطبيق وحدات الشحن عالية الطاقة إلى تقصير وقت الشحن بشكل كبير، وبالتالي تسريع تغلغل مركبات الطاقة الجديدة وبناء أكوام الشحن الداعمة . في المستقبل، من المتوقع أن يؤدي تكامل وتعميق تطبيق التقنيات مثل تكامل التخزين والشحن البصري وتكامل شبكة مركبات V2G إلى تسريع تغلغل صناعات الطاقة الجديدة وتعميم الاستهلاك.

4. مشهد المنافسة الصناعية: صناعة وحدات الشحن تنافسية تمامًا ومساحة سوق المنتج كبيرة.

وحدة الشحن هي المكون الأساسي لأكوام الشحن DC. مع زيادة معدل انتشار مركبات الطاقة الجديدة حول العالم، يشعر المستهلكون بقلق متزايد بشأن نطاق الشحن وملاءمة الشحن. لقد انفجر طلب السوق على أكوام الشحن السريع بالتيار المستمر، ونما سوق تشغيل كومة الشحن المحلية منذ الأيام الأولى، وكانت شبكة الدولة هي القوة الرئيسية في التنمية المتنوعة. ظهر بسرعة عدد من مشغلي رأس المال الاجتماعي الذين يتمتعون بقدرات تصنيع وتشغيل معدات الشحن. واصلت الشركات المصنعة لوحدات الشحن المحلية توسيع نطاق إنتاجها ومبيعاتها لبناء أكوام الشحن الداعمة، واستمرت قدرتها التنافسية الشاملة في التعزيز. .

في الوقت الحاضر، بعد سنوات من تكرار المنتج وتطوير وحدات الشحن، أصبحت المنافسة الصناعية كافية. تتطور المنتجات السائدة في اتجاه الجهد العالي وكثافة الطاقة العالية، ومساحة سوق المنتج كبيرة. تحصل الشركات في الصناعة بشكل أساسي على حصة أعلى في السوق ومستويات ربح من خلال التحسين المستمر لطوبولوجيا المنتج وخوارزميات التحكم وتحسين الأجهزة وأنظمة الإنتاج وما إلى ذلك.

5. اتجاهات تطوير وحدات شحن السيارات الكهربائية

نظرًا لأن وحدات الشحن تستهل طلبًا كبيرًا في السوق، تستمر التكنولوجيا في التطور نحو كثافة طاقة عالية، ونطاق جهد واسع، وكفاءة تحويل عالية.

1) التحول القائم على السياسات إلى التحول القائم على الطلب

من أجل دعم وتعزيز تطوير مركبات الطاقة الجديدة، قادت الحكومة بشكل أساسي بناء أكوام الشحن في المرحلة المبكرة، ووجهت تدريجيًا تطوير الصناعة نحو نموذج قيادة داخلي من خلال دعم السياسات. منذ عام 2021، أدى التطور السريع لمركبات الطاقة الجديدة إلى فرض متطلبات هائلة على بناء المرافق الداعمة وأكوام الشحن. تكمل صناعة أكوام الشحن التحول من الصناعة المدفوعة بالسياسات إلى الصناعة المدفوعة بالطلب.

في مواجهة العدد المتزايد من مركبات الطاقة الجديدة، بالإضافة إلى زيادة كثافة تخطيط كومة الشحن، يجب تقصير وقت الشحن بشكل أكبر. تتميز أكوام الشحن بالتيار المستمر بسرعات شحن أسرع وأوقات شحن أقصر، وهي أكثر ملاءمة لاحتياجات الشحن المؤقتة والطارئة لمستخدمي السيارات الكهربائية، ويمكن أن تحل بشكل فعال مشاكل القلق بشأن نطاق السيارة الكهربائية والقلق بشأن الشحن. لذلك، في السنوات الأخيرة، نما حجم السوق للشحن السريع بالتيار المستمر في أكوام الشحن المبنية حديثًا، وخاصة أكوام الشحن العامة، بسرعة وأصبح اتجاهًا سائدًا في العديد من المدن الأساسية في الصين.

خلاصة القول، من ناحية، مع استمرار نمو عدد مركبات الطاقة الجديدة، يجب تحسين البناء الداعم لأكوام الشحن بشكل مستمر. من ناحية أخرى، يسعى مستخدمو السيارات الكهربائية عمومًا إلى الشحن السريع بالتيار المستمر. أصبحت أكوام الشحن بالتيار المستمر هي الاتجاه السائد، كما دخلت وحدات الشحن الطلب أيضًا. مرحلة من التطور يكون فيها الجذب هو القوة الدافعة الرئيسية.

(2) كثافة طاقة عالية، نطاق جهد واسع، كفاءة تحويل عالية

ما يسمى بالشحن السريع يعني قوة شحن عالية. لذلك، في ظل الطلب المتزايد على الشحن السريع، تستمر وحدات الشحن في التطور في اتجاه الطاقة العالية. يتم تحقيق الطاقة العالية لكومة الشحن بطريقتين. الأول هو توصيل وحدات شحن متعددة بالتوازي لتحقيق تراكب الطاقة؛ والآخر هو زيادة الطاقة الفردية لوحدة الشحن. استنادًا إلى الاحتياجات الفنية لزيادة كثافة الطاقة، وتقليل المساحة، وتقليل تعقيد البنية الكهربائية، فإن زيادة قوة وحدة شحن واحدة تعد اتجاهًا تطويريًا طويل المدى. لقد مرت وحدات الشحن في بلدي بثلاثة أجيال من التطوير، من الجيل الأول 7.5 كيلووات إلى الجيل الثاني 15/20 كيلووات، وهي الآن في فترة التحويل من الجيل الثاني إلى الجيل الثالث 30/40 كيلووات. أصبحت وحدات الشحن عالية الطاقة هي الاتجاه السائد في السوق. في الوقت نفسه، واستنادًا إلى مبدأ تصميم التصغير، زادت أيضًا كثافة الطاقة لوحدات الشحن بالتزامن مع زيادة مستوى الطاقة.

هناك طريقان لتحقيق مستوى طاقة أعلى للشحن السريع بالتيار المستمر: زيادة الجهد وزيادة التيار. تم اعتماد حل الشحن عالي التيار لأول مرة بواسطة Tesla. والميزة هي أن تكلفة تحسين المكونات أقل، ولكن التيار العالي سيؤدي إلى فقدان أعلى للحرارة ومتطلبات عالية لتبديد الحرارة، كما أن الأسلاك السميكة تقلل من الراحة وتعزز إلى حد أقل. الحل عالي الجهد هو زيادة الحد الأقصى لجهد التشغيل لوحدة الشحن. وهو حاليًا نموذج شائع الاستخدام من قبل شركات تصنيع السيارات. ويمكن أن يأخذ في الاعتبار مزايا تقليل استهلاك الطاقة، وتحسين عمر البطارية، وتقليل الوزن، وتوفير المساحة. يتطلب حل الجهد العالي أن تكون السيارات الكهربائية مجهزة بمنصة عالية الجهد لدعم تطبيقات الشحن السريع. حاليًا، حل الشحن السريع الذي تستخدمه شركات السيارات بشكل شائع هو منصة الجهد العالي 400 فولت. من خلال البحث والتطبيق لمنصة الجهد 800 فولت، سيتم تحسين مستوى الجهد لوحدة الشحن بشكل أكبر.

يعد تحسين كفاءة التحويل مؤشرًا فنيًا تسعى إليه وحدات الشحن دائمًا. إن تحسين كفاءة التحويل يعني زيادة كفاءة الشحن وتقليل الخسائر. في الوقت الحاضر، الحد الأقصى لكفاءة وحدات الشحن بشكل عام هو 95% ~ 96%. في المستقبل، مع تطور المكونات الإلكترونية مثل أجهزة الطاقة من الجيل الثالث وجهد الخرج لوحدات الشحن التي تتحرك نحو 800 فولت أو حتى 1000 فولت، سيتم تحسين كفاءة التحويل بشكل أكبر.

(3) تزداد قيمة وحدات شحن السيارات الكهربائية

تعد وحدة الشحن هي المكون الأساسي لكومة الشحن بالتيار المستمر، حيث تمثل حوالي 50% من تكلفة الأجهزة لكومة الشحن. يعتمد تحسين كفاءة الشحن في المستقبل بشكل أساسي على تحسين أداء وحدات الشحن. من ناحية، فإن المزيد من وحدات الشحن المتصلة بالتوازي ستزيد بشكل مباشر من قيمة وحدة الشحن؛ ومن ناحية أخرى، يعتمد تحسين مستوى الطاقة وكثافة الطاقة لوحدة الشحن الفردية على التصميم الأمثل لدوائر الأجهزة وبرامج التحكم بالإضافة إلى تكنولوجيا المكونات الرئيسية. تعتبر هذه الاختراقات تقنيات أساسية لتحسين قوة كومة الشحن بأكملها، مما سيزيد من قيمة وحدة الشحن.

6. العوائق التقنية في صناعة وحدات شحن الطاقة الكهربائية

تكنولوجيا إمدادات الطاقة هي موضوع متعدد التخصصات يدمج تكنولوجيا طوبولوجيا الدوائر، والتكنولوجيا الرقمية، والتكنولوجيا المغناطيسية، وتكنولوجيا المكونات، وتكنولوجيا أشباه الموصلات، وتكنولوجيا التصميم الحراري. إنها صناعة كثيفة التكنولوجيا. باعتبارها قلب كومة الشحن DC، تحدد وحدة الشحن بشكل مباشر كفاءة الشحن والاستقرار التشغيلي والسلامة والموثوقية لكومة الشحن، وأهميتها وقيمتها رائعة. يتطلب المنتج استثمارًا كبيرًا في الموارد والمهنيين بدءًا من البحث والتطوير التكنولوجي وحتى التطبيقات النهائية. إن كيفية اختيار المكونات الإلكترونية والتخطيط، وترقية خوارزمية البرنامج وتكرارها، والفهم الدقيق لسيناريوهات التطبيق، ومراقبة الجودة الناضجة وقدرات منصة الاختبار، كلها أمور تؤثر بشكل مباشر على جودة المنتج واستقراره. من الصعب على الوافدين الجدد إلى الصناعة تجميع بيانات مختلفة عن التقنيات والموظفين وسيناريوهات التطبيق في فترة زمنية قصيرة، كما أن لديهم حواجز تقنية عالية.