Новыя магчымасці развіцця галіны модуляў зарадкі энергетычных транспартных сродкаў

1. Агляд развіцця індустрыі зарадных модуляў

Зарадныя модулі з'яўляюцца асновай зарадных паль пастаяннага току для транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі. Па меры таго, як узровень пранікнення і колькасць уладальнікаў транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі ў Кітаі працягвае расці, попыт на зарадныя палькі расце. Зарадныя сістэмы для транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі падзяляюцца на павольную зарадку пераменным токам і хуткую зарадку пастаянным токам. Хуткая зарадка пастаянным токам мае характарыстыкі высокага напружання, высокай магутнасці і хуткай зарадкі. Па меры таго, як рынак імкнецца да эфектыўнасці зарадкі, маштаб рынку хуткіх зарадных паль пастаяннага току і зарадных модуляў працягвае пашырацца.

2. Тэхнічны ўзровень і характарыстыкі індустрыі модуляў зарадкі электрамабіляў

Новыя модулі зарадкі для электрамабіляў у цяперашні час маюць такія тэхнічныя характарыстыкі, як высокая магутнасць аднаго модуля, высокая частата, мініяцюрызацыя, высокая эфектыўнасць пераўтварэння і шырокі дыяпазон напружання.

Што тычыцца магутнасці аднаго модуля, то ў 2014 годзе ў галіне новых зарадных модуляў з'явіліся асноўныя прадукты магутнасцю 7,5 кВт, у 2015 годзе — пастаянны ток 20 А і 15 кВт, а ў 2016 годзе — пастаянная магутнасць 25 А і 15 кВт. У цяперашні час асноўныя зарадныя модулі прымяняюцца на ўзроўні 20 кВт і 30 кВт. Аднакодульныя рашэнні і пераход на новыя аднакодульныя рашэнні для сілкавання зарадных модуляў магутнасцю 40 кВт. Магутныя зарадныя модулі сталі тэндэнцыяй развіцця рынку ў будучыні.

Што тычыцца выходнага напружання, Дзяржаўная энергасістэма апублікавала версію 2017 года «Стандарты кваліфікацыі і праверкі здольнасцей пастаўшчыкоў абсталявання для зарадкі электрамабіляў», у якіх гаворыцца, што дыяпазон выходнага напружання зарадных прылад пастаяннага току складае 200-750 В, а пастаяннае напружанне харчавання ахоплівае як мінімум дыяпазоны 400-500 В і 600-750 В. Такім чынам, усе вытворцы модуляў звычайна распрацоўваюць модулі для 200-750 В і адпавядаюць патрабаванням да пастаяннай магутнасці. З павелічэннем запасу ходу электрамабіляў і попытам карыстальнікаў транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі скараціць час зарадкі, галіна прапанавала архітэктуру звышхуткай зарадкі 800 В, і некаторыя кампаніі рэалізавалі пастаўку модуляў зарадкі пастаяннага току з шырокім дыяпазонам выходнага напружання 200-1000 В.

З пункту гледжання высокай частаты і мініяцюрызацыі зарадных модуляў, магутнасць аднамашынных модуляў новых крыніц харчавання зарадных паль павялічылася, але іх аб'ём нельга прапарцыйна павялічыць. Таму павелічэнне частаты пераключэння і інтэграцыя магнітных кампанентаў сталі важнымі сродкамі павелічэння шчыльнасці магутнасці.

Што тычыцца эфектыўнасці зарадных модуляў, буйныя кампаніі ў галіне новых зарадных модуляў звычайна маюць максімальную пікавую эфектыўнасць 95%-96%. У будучыні, з развіццём электронных кампанентаў, такіх як прылады харчавання трэцяга пакалення, і папулярызацыяй электрамабіляў з напружаннем 800 В і нават вышэй з дапамогай высокавольтнай платформы, чакаецца, што галіна выпусціць прадукты з пікавай эфектыўнасцю больш за 98%.

Па меры павелічэння шчыльнасці магутнасці зарадных модуляў узнікаюць праблемы з цеплааддачай. Што тычыцца цеплааддачы зарадных модуляў, то ў цяперашні час асноўным метадам цеплааддачы ў прамысловасці з'яўляецца прымусовае паветранае астуджэнне, а таксама існуюць такія метады, як закрытыя халодныя паветраводы і вадзяное астуджэнне. Паветранае астуджэнне мае перавагі ў выглядзе нізкай кошту і прастаты канструкцыі. Аднак, па меры далейшага павелічэння ціску цеплааддачы, недахопы паветранага астуджэння, такія як абмежаваная здольнасць да цеплааддачы і высокі ўзровень шуму, будуць яшчэ больш відавочнымі. Аснашчэнне зараднага модуля і лініі гарматы вадкасным астуджэннем стала асноўным тэхнічным кірункам.

3. Тэхналагічны прагрэс паскарае развіццё магчымасцей пранікнення новых галін энергетыкі

У апошнія гады новыя тэхналогіі ў энергетычнай галіне працягваюць прагрэсаваць і рабіць прарывы, а павелічэнне ўзроўню пранікнення спрыяла пастаяннаму развіццю індустрыі зарадных модуляў. Значнае павелічэнне шчыльнасці энергіі акумулятараў вырашыла праблему недастатковага запасу ходу транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі, а прымяненне магутных зарадных модуляў значна скараціла час зарадкі, тым самым паскорыўшы пранікненне транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі і будаўніцтва апорных зарадных паляў. У будучыні чакаецца, што інтэграцыя і паглыбленне прымянення такіх тэхналогій, як інтэграцыя аптычных назапашвальнікаў і зарадных прылад, а таксама інтэграцыя транспартных сетак V2G, яшчэ больш паскорыць пранікненне новых энергетычных галін і папулярызацыю спажывання.

4. Канкурэнтны ландшафт галіны: індустрыя зарадных модуляў цалкам канкурэнтаздольная, а рынак прадукцыі вялікі.

Зарадны модуль з'яўляецца асноўным кампанентам зарадных паль пастаяннага току. З ростам тэмпаў пранікнення транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі па ўсім свеце спажыўцы ўсё больш турбуюцца аб далёкасці зарадкі і зручнасці зарадкі. Попыт на рынку хуткай зарадкі паляў пастаяннага току рэзка ўзрос, і айчынны рынак эксплуатацыі зарадных паль вырас з 1980-х гадоў. У першыя дні State Grid была галоўнай рухаючай сілай дыверсіфікаванага развіцця. Хутка з'явіўся шэраг аператараў сацыяльнага капіталу з магчымасцямі вытворчасці і эксплуатацыі абсталявання для зарадных паль. Айчынныя вытворцы зарадных модуляў працягвалі пашыраць сваю вытворчасць і маштабы продажаў для будаўніцтва апорных зарадных паль, і іх комплексная канкурэнтаздольнасць працягвала ўмацоўвацца.

У цяперашні час, пасля многіх гадоў ітэрацый прадуктаў і распрацоўкі зарадных модуляў, канкурэнцыя ў галіны дастатковая. Асноўныя прадукты развіваюцца ў напрамку высокага напружання і высокай шчыльнасці магутнасці, і рынак прадукцыі вялікі. Прадпрыемствы галіны ў асноўным атрымліваюць больш высокую долю рынку і ўзровень прыбытку шляхам пастаяннага ўдасканалення тапалогіі прадуктаў, алгарытмаў кіравання, аптымізацыі абсталявання і вытворчых сістэм і г.д.

5. Тэндэнцыі развіцця модуляў зарадкі электрамабіляў

Паколькі зарадныя модулі карыстаюцца велізарным попытам на рынку, тэхналогіі працягваюць развівацца ў напрамку высокай шчыльнасці магутнасці, шырокага дыяпазону напружання і высокай эфектыўнасці пераўтварэння.

1) Пераход да кіравання попытам, абумоўлены палітыкай

Для падтрымкі і садзейнічання развіццю транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі будаўніцтва зарадных паль на ранняй стадыі ў асноўным кіравалася ўрадам, і паступова праз палітычную падтрымку развіццё галіны накіроўвалася ў бок эндагеннай мадэлі кіравання. З 2021 года хуткае развіццё транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі ўсклала велізарныя патрабаванні да будаўніцтва дапаможных збудаванняў і зарадных паль. Індустрыя зарадных паль завяршае пераход ад арыентаванай на палітыку да арыентаванай на попыт.

З улікам павелічэння колькасці транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі, акрамя павелічэння шчыльнасці размяшчэння зарадных паль, неабходна яшчэ больш скараціць час зарадкі. Зарадныя палі пастаяннага току маюць больш высокую хуткасць зарадкі і карацейшы час зарадкі, што больш падыходзіць для часовых і экстраных патрэб карыстальнікаў электрамабіляў у зарадцы і можа эфектыўна вырашыць праблемы трывогі з запасам ходу электрамабіляў і трывогі з-за зарадкі. Такім чынам, у апошнія гады маштаб рынку хуткай зарадкі пастаянным токам у новых зарадных палях, асабліва ў грамадскіх зарадных палях, хутка вырас і стаў асноўнай тэндэнцыяй у многіх буйных гарадах Кітая.

Карацей кажучы, з аднаго боку, па меры росту колькасці транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі, неабходна пастаянна ўдасканальваць апорную канструкцыю зарадных паль. З іншага боку, карыстальнікі электрамабіляў звычайна аддаюць перавагу хуткай зарадцы пастаянным токам. Зарадныя палі пастаянным токам сталі асноўнай тэндэнцыяй, а зарадныя модулі таксама карыстаюцца попытам. Этап развіцця, на якім галоўнай рухаючай сілай з'яўляецца прыцягненне.

(2) Высокая шчыльнасць магутнасці, шырокі дыяпазон напружання, высокая эфектыўнасць пераўтварэння

Так званая хуткая зарадка азначае высокую магутнасць зарадкі. Таму, з улікам росту попыту на хуткую зарадку, зарадныя модулі працягваюць развівацца ў напрамку высокай магутнасці. Высокая магутнасць зараднай батарэі дасягаецца двума спосабамі. Адзін - паралельнае падключэнне некалькіх зарадных модуляў для дасягнення суперпазіцыі магутнасці; другі - павелічэнне адзінкавай магутнасці зараднага модуля. Зыходзячы з тэхнічных патрэб павелічэння шчыльнасці магутнасці, скарачэння прасторы і зніжэння складанасці электрычнай архітэктуры, павелічэнне магутнасці аднаго зараднага модуля з'яўляецца доўгатэрміновай тэндэнцыяй развіцця. Зарадныя модулі ў маёй краіне прайшлі тры пакаленні развіцця, ад першага пакалення 7,5 кВт да другога пакалення 15/20 кВт, і цяпер знаходзяцца ў перыядзе пераходу ад другога пакалення да трэцяга пакалення 30/40 кВт. Высокамагутныя зарадныя модулі сталі асноўнымі на рынку. У той жа час, зыходзячы з прынцыпу мініяцюрызацыі канструкцыі, шчыльнасць магутнасці зарадных модуляў таксама павялічвалася адначасова з павелічэннем узроўню магутнасці.

Існуе два шляхі дасягнення больш высокага ўзроўню магутнасці хуткай зарадкі пастаянным токам: павелічэнне напружання і павелічэнне сілы току. Рашэнне для зарадкі з высокім токам упершыню было выкарыстана кампаніяй Tesla. Перавага заключаецца ў тым, што кошт аптымізацыі кампанентаў ніжэйшы, але высокі ток прывядзе да больш высокіх страт цяпла і высокіх патрабаванняў да цеплааддачы, а больш тоўстыя правады зніжаюць зручнасць і спрыяюць меншай ступені. Высокавольтнае рашэнне заключаецца ў павелічэнні максімальнага працоўнага напружання зараднага модуля. У цяперашні час гэта шырока выкарыстоўваецца вытворцамі аўтамабіляў. Яно можа ўлічваць перавагі зніжэння спажывання энергіі, паляпшэння тэрміну службы батарэі, зніжэння вагі і эканоміі месца. Высокавольтнае рашэнне патрабуе, каб электрамабілі былі абсталяваны высокавольтнай платформай для падтрымкі хуткай зарадкі. У цяперашні час рашэннем для хуткай зарадкі, якое звычайна выкарыстоўваецца аўтамабільнымі кампаніямі, з'яўляецца высокавольтная платформа 400 В. Дзякуючы даследаванням і прымяненню платформы напружання 800 В, узровень напружання зараднага модуля будзе яшчэ больш палепшаны.

Паляпшэнне эфектыўнасці пераўтварэння — гэта тэхнічны паказчык, да якога заўсёды імкнуцца зарадныя модулі. Паляпшэнне эфектыўнасці пераўтварэння азначае больш высокую эфектыўнасць зарадкі і меншыя страты. У цяперашні час максімальная пікавая эфектыўнасць зарадных модуляў звычайна складае 95%~96%. У будучыні, з развіццём электронных кампанентаў, такіх як прылады харчавання трэцяга пакалення, і павелічэннем выходнага напружання зарадных модуляў да 800 В або нават 1000 В, эфектыўнасць пераўтварэння яшчэ больш палепшыцца.

(3) Кошт модуляў зарадкі электрамабіляў павялічваецца

Зарадны модуль з'яўляецца асноўным кампанентам зараднай сістэмы пастаяннага току, на яго долю прыпадае каля 50% ад кошту абсталявання зараднай сістэмы. Паляпшэнне эфектыўнасці зарадкі ў будучыні ў асноўным залежыць ад паляпшэння прадукцыйнасці зарадных модуляў. З аднаго боку, большая колькасць паралельна падлучаных зарадных модуляў непасрэдна павялічвае каштоўнасць зараднага модуля; з іншага боку, паляпшэнне ўзроўню магутнасці і шчыльнасці магутнасці асобнага зараднага модуля залежыць ад аптымізаванай канструкцыі апаратных схем і праграмнага забеспячэння кіравання, а таксама ад тэхналогіі ключавых кампанентаў. Прарывы ​​— гэта ключавыя тэхналогіі для павышэння магутнасці ўсёй зараднай сістэмы, што яшчэ больш павялічыць каштоўнасць зараднага модуля.

6. Тэхнічныя бар'еры ў індустрыі зарадных модуляў для электрамабіляў

Тэхналогія электразабеспячэння — гэта міждысцыплінарная тэма, якая аб'ядноўвае тэхналогію тапалогіі схем, лічбавыя тэхналогіі, магнітныя тэхналогіі, кампанентныя тэхналогіі, паўправадніковыя тэхналогіі і тэхналогіі цеплавога праектавання. Гэта тэхналагічная галіна. Як сэрца зараднай батарэі пастаяннага току, зарадны модуль непасрэдна вызначае эфектыўнасць зарадкі, стабільнасць працы, бяспеку і надзейнасць зараднай батарэі, і яго важнасць і каштоўнасць надзвычайныя. Прадукт патрабуе вялікіх інвестыцый рэсурсаў і спецыялістаў, ад тэхналагічных даследаванняў і распрацовак да тэрмінальнага прымянення. Як выбраць электронныя кампаненты і кампаноўку, абнаўленне і ітэрацыя алгарытмаў праграмнага забеспячэння, дакладнае разуменне сцэнарыяў прымянення, а таксама магчымасці платформы кантролю якасці і тэсціравання — усё гэта будзе ўплываць на якасць і стабільнасць прадукту. Новым удзельнікам галіны цяжка назапасіць розныя тэхналогіі, персанал і дадзеныя сцэнарыяў прымянення за кароткі прамежак часу, і яны сутыкаюцца з высокімі тэхнічнымі бар'ерамі.