Тенденция на възможностите за развитие на индустрията на нов енергиен модул за зареждане на превозни средства

1. Преглед на развитието на индустрията на модулите за зареждане

Модулите за зареждане са ядрото на купчините за зареждане с постоянен ток за нови енергийни превозни средства. Тъй като степента на навлизане и притежаването на нови енергийни превозни средства в Китай продължават да се увеличават, търсенето на зарядни устройства нараства. Зареждането на превозни средства с нова енергия се разделя на AC бавно зареждане и DC бързо зареждане. DC бързото зареждане има характеристиките на високо напрежение, висока мощност и бързо зареждане. Тъй като пазарът преследва ефективността на зареждането, пазарният мащаб на купчини за бързо зареждане с постоянен ток и модули за зареждане продължава да се разширява. .

2. Техническо ниво и характеристики на индустрията на модулите за зареждане на EV

Индустрията на модулите за зареждане на нови енергийни превозни средства в момента има технически характеристики като единичен модул с висока мощност, висока честота, миниатюризация, висока ефективност на преобразуване и широк диапазон на напрежение.

По отношение на мощността на единичен модул, новата индустрия за модули за зареждане на купчини за зареждане на енергия претърпя основно развитие на продукта от 7,5kW през 2014 г., постоянен ток 20A и 15kW през 2015 г. и постоянна мощност 25A и 15kW през 2016 г. Настоящите основни модули за зареждане на приложения са 20kW и 30kW. Едномодулни решения и преобразуване в едномодулни решения за купчина захранване с ново захранване с мощност 40kW. Модулите за зареждане с висока мощност се превърнаха в тенденция за развитие на пазара в бъдеще.

По отношение на изходното напрежение, State Grid издаде версията от 2017 г. на „Стандартите за проверка на квалификацията и способностите за доставчици на оборудване за зареждане на електрически превозни средства“, в която се посочва, че обхватът на изходното напрежение на DC зарядните устройства е 200-750 V, а постоянното захранващо напрежение покрива поне диапазоните 400-500V и 600-750V. Следователно, всички производители на модули обикновено проектират модули за 200-750 V и отговарят на постоянни изисквания за мощност. С увеличаването на обхвата на електрическите превозни средства и търсенето на нови потребители на енергийни превозни средства за намаляване на времето за зареждане, индустрията предложи 800V супер бърза архитектура за зареждане и някои компании реализираха доставката на DC зареждащи купчини зареждащи модули с широка диапазон на изходното напрежение 200-1000V. .

По отношение на високата честота и миниатюризацията на модулите за зареждане, мощността на модулите с една машина на новите захранващи блокове за зареждане на енергия се е увеличила, но нейният обем не може да бъде разширен пропорционално. Следователно увеличаването на честотата на превключване и интегрирането на магнитни компоненти се превърнаха във важни средства за увеличаване на плътността на мощността.

По отношение на ефективността на модула за зареждане, големите компании в индустрията за нови модули за зареждане на купчини за зареждане на енергия обикновено имат максимална пикова ефективност от 95% -96%. В бъдеще, с развитието на електронни компоненти като захранващи устройства от трето поколение и популяризирането на електрически превозни средства с 800 V или дори по-високо. С платформа за високо напрежение се очаква индустрията да въведе продукти с пикова ефективност от повече от 98% .

Тъй като плътността на мощността на модулите за зареждане се увеличава, това води и до по-големи проблеми с разсейването на топлината. По отношение на разсейването на топлината на модулите за зареждане, настоящият основен метод за разсейване на топлината в индустрията е принудително въздушно охлаждане, а има и методи като затворени въздуховоди за студен въздух и водно охлаждане. Въздушното охлаждане има предимствата на ниска цена и проста структура. Въпреки това, тъй като налягането на разсейване на топлината допълнително се увеличава, недостатъците на ограничения капацитет на разсейване на топлината на въздушното охлаждане и високият шум ще станат очевидни. Оборудването на модула за зареждане и линията на пистолета с течно охлаждане се превърна в основно решение. техническо направление.

3. Технологичният прогрес ускорява възможностите за развитие на навлизането на нова енергийна индустрия

През последните години новите технологии в енергийната индустрия продължават да отбелязват напредък и пробиви, а увеличаването на степента на проникване насърчи непрекъснатото развитие на индустрията на модулите за зареждане нагоре по веригата. Значителното увеличение на енергийната плътност на батерията реши проблема с недостатъчния пробег на нови енергийни превозни средства, а прилагането на модули за зареждане с висока мощност значително съкрати времето за зареждане, като по този начин ускори навлизането на нови енергийни превозни средства и изграждането на поддържащи зареждащи купчини . В бъдеще се очаква интегрирането и задълбочаването на прилагането на технологии като оптично съхранение и интегриране на зареждане и интегриране на V2G мрежа за превозни средства да ускорят допълнително навлизането на нови енергийни индустрии и популяризирането на потреблението.

4. Конкуренция в индустрията: Индустрията на модулите за зареждане е напълно конкурентна и продуктовото пазарно пространство е голямо.

Модулът за зареждане е основният компонент на купчините за зареждане с постоянен ток. С увеличаването на степента на навлизане на нови енергийни превозни средства по света, потребителите са все по-загрижени относно обхвата на зареждане и удобството на зареждане. Пазарното търсене на DC бързо зареждащи се зареждащи купчини е нараснало, а вътрешният пазар за зареждане на купчини е нараснал от В първите дни State Grid беше основната сила в диверсифицираното развитие. Бързо се появиха редица оператори на социален капитал, както с производствено оборудване за зареждане на пилоти, така и с оперативни възможности. Вътрешните производители на модули за зареждане продължиха да разширяват мащаба си на производство и продажби за изграждане на поддържащи зареждащи пилоти и тяхната всеобхватна конкурентоспособност продължи да се засилва. .

В момента, след години на продуктова итерация и разработване на модули за зареждане, конкуренцията в индустрията е достатъчна. Основните продукти се развиват в посока на високо напрежение и висока плътност на мощността, а продуктовото пазарно пространство е голямо. Предприятията в индустрията основно получават по-висок пазарен дял и нива на печалба чрез непрекъснато подобряване на продуктовата топология, алгоритми за управление, оптимизиране на хардуер и производствени системи и т.н.

5. Тенденции в развитието на модулите за зареждане на EV

Тъй като модулите за зареждане създават огромно търсене на пазара, технологията продължава да се развива към висока плътност на мощността, широк диапазон на напрежение и висока ефективност на преобразуване.

1) Преход, воден от политиката, към ориентиран към търсенето

За да се подпомогне и насърчи разработването на нови енергийни превозни средства, изграждането на зареждащи купчини беше ръководено главно от правителството в ранния етап и постепенно насочи развитието на индустрията към ендогенен модел на шофиране чрез политическа подкрепа. От 2021 г. бързото развитие на нови енергийни превозни средства постави огромни изисквания към изграждането на поддържащи съоръжения и зареждащи купчини. Индустрията за зареждане на купчини завършва трансформацията от управлявана от политики към управлявана от търсенето.

Изправени пред нарастващия брой нови енергийни превозни средства, в допълнение към увеличаването на плътността на оформлението на купчината за зареждане, времето за зареждане трябва да бъде допълнително съкратено. Пилотите за зареждане с постоянен ток имат по-бързи скорости на зареждане и по-кратки времена за зареждане, които са по-подходящи за временни и спешни нужди от зареждане на потребителите на електрически превозни средства и могат ефективно да разрешат проблемите с безпокойството от обхвата на електрическите превозни средства и безпокойството при зареждане. Поради това през последните години пазарният мащаб на бързото зареждане с постоянен ток в новопостроени купчини за зареждане, особено обществени купчини за зареждане, нарасна бързо и се превърна в основна тенденция в много централни градове в Китай.

За да обобщим, от една страна, тъй като броят на новите енергийни превозни средства продължава да расте, носещата конструкция на зареждащите пилоти трябва непрекъснато да се подобрява. От друга страна, потребителите на електрически превозни средства обикновено се стремят към бързо зареждане с постоянен ток. Пилотите за зареждане с постоянен ток се превърнаха в основна тенденция и модулите за зареждане също навлязоха в търсенето. Етап на развитие, в който привличането е основната движеща сила.

(2) Висока плътност на мощността, широк диапазон на напрежение, висока ефективност на преобразуване

Така нареченото бързо зареждане означава висока мощност на зареждане. Ето защо, при нарастващото търсене на бързо зареждане, модулите за зареждане продължават да се развиват в посока на висока мощност. Високата мощност на зареждащата купчина се постига по два начина. Единият е да свържете множество модули за зареждане паралелно, за да постигнете суперпозиция на мощност; другото е да се увеличи единичната мощност на модула за зареждане. Въз основа на техническите нужди от увеличаване на плътността на мощността, намаляване на пространството и намаляване на сложността на електрическата архитектура, увеличаването на мощността на един модул за зареждане е дългосрочна тенденция на развитие. Модулите за зареждане в моята страна са преминали през три поколения на развитие, от първо поколение 7,5kW до второ поколение 15/20kW, и сега са в период на преобразуване от второ поколение към трето поколение 30/40kW. Модулите за зареждане с висока мощност се превърнаха в основния поток на пазара. В същото време, въз основа на принципа на дизайна на миниатюризацията, плътността на мощността на модулите за зареждане също се е увеличила едновременно с увеличаването на нивото на мощност.

Има два пътя за постигане на по-високо ниво на мощност при бързо зареждане с постоянен ток: увеличаване на напрежението и увеличаване на тока. Решението за зареждане с голям ток беше прието за първи път от Tesla. Предимството е, че цената на оптимизацията на компонентите е по-ниска, но високият ток ще доведе до по-големи загуби на топлина и високи изисквания за разсейване на топлината, а по-дебелите проводници намаляват удобството и насърчават в по-малка степен. Решението за високо напрежение е да се увеличи максималното работно напрежение на зарядния модул. В момента това е често използван модел от производителите на автомобили. Той може да вземе предвид предимствата на намаляване на консумацията на енергия, подобряване на живота на батерията, намаляване на теглото и спестяване на място. Решението за високо напрежение изисква електрическите превозни средства да бъдат оборудвани с платформа за високо напрежение, която да поддържа приложения за бързо зареждане. В момента решението за бързо зареждане, което обикновено се използва от автомобилните компании, е платформата за високо напрежение 400V. С изследването и прилагането на платформата за напрежение 800V, нивото на напрежение на модула за зареждане ще бъде допълнително подобрено.

Подобряването на ефективността на преобразуване е технически индикатор, който модулите за зареждане винаги преследват. Подобряването на ефективността на преобразуване означава по-висока ефективност на зареждане и по-ниски загуби. Понастоящем максималната пикова ефективност на модулите за зареждане обикновено е 95%~96%. В бъдеще, с развитието на електронни компоненти като захранващи устройства от трето поколение и изходното напрежение на модулите за зареждане, което се движи към 800V или дори 1000V, ефективността на преобразуване ще бъде допълнително подобрена.

(3) Стойността на EV модулите за зареждане се увеличава

Модулът за зареждане е основният компонент на купчината за зареждане с постоянен ток, което представлява около 50% от хардуерните разходи на купчината за зареждане. Подобряването на ефективността на зареждането в бъдеще зависи главно от подобряването на производителността на модулите за зареждане. От една страна, повече модули за зареждане, свързани паралелно, директно ще увеличат стойността на модула за зареждане; от друга страна, подобряването на нивото на мощност и плътността на мощността на единичния модул за зареждане зависи от оптимизирания дизайн на хардуерните вериги и софтуера за управление, както и от технологията на ключовите компоненти. Пробив, това са ключови технологии за подобряване на мощността на цялата купчина зареждане, което допълнително ще увеличи стойността на модула за зареждане.

6. Технически бариери в индустрията на модулите за зареждане на EV

Технологията на електрозахранването е интердисциплинарен предмет, който интегрира технологията на топологията на веригата, цифровата технология, магнитната технология, технологията на компонентите, технологията на полупроводниците и технологията за термично проектиране. Това е технологично интензивна индустрия. Като сърце на купчината за зареждане с постоянен ток, модулът за зареждане директно определя ефективността на зареждането, оперативната стабилност, безопасността и надеждността на купчината за зареждане и неговата важност и стойност са изключителни. Един продукт изисква голяма инвестиция на ресурси и професионалисти от технологично изследване и развитие до терминално приложение. Как да изберете електронни компоненти и оформление, надстройка и итерация на софтуерен алгоритъм, точно разбиране на сценариите за приложение и зрели възможности за контрол на качеството и платформа за тестване, всичко това ще повлияе върху качеството и стабилността на продукта, които имат пряко въздействие. За новите участници в индустрията е трудно да натрупат различни технологии, персонал и данни за сценарий на приложение за кратък период от време и те имат високи технически бариери.