Тенденции в възможностите за зареждане на EV

Растежът на пазара на електрически превозни средства може да изглежда неизбежен: фокусът върху намаляването на емисиите на CO2, настоящият политически климат, инвестициите от страна на правителството и автомобилната индустрия и продължаващото преследване на изцяло електрическото общество сочат благодатта на електрическите превозни средства. Досега обаче широкото приемане на електрически превозни средства от потребителите беше възпрепятствано от дългите времена за зареждане и липсата на инфраструктура за зареждане. Напредъкът в технологията за зареждане на EV се справя с тези предизвикателства, позволявайки безопасно и бързо зареждане у дома и на път. Компонентите и инфраструктурата за зареждане нарастват, за да отговорят на нуждите на бързо разрастващия се пазар на електромобили, проправяйки пътя за експоненциален растеж на електрическия транспорт.

ДВИЖЕЩИ СИЛИ ЗАД ПАЗАРА НА EV

Инвестициите в електрически превозни средства нарастват от няколко години, но повишеното внимание и търсене се подчертават от няколко сектора на обществото. Нарастващият фокус върху решенията за климата подчерта значението на електрическите превозни средства – способността едновременно да се намалят въглеродните емисии от двигателите с вътрешно горене и да се инвестира в транспортиране на чиста енергия се превърна в широкоразпространена цел както за правителството, така и за индустрията. Този фокус върху устойчивия растеж и опазването на природните ресурси също води технологията към тенденция към изцяло електрическо общество – свят с неограничена енергия, базиран на възобновяеми ресурси без вредни емисии.
Тези екологични и технологични двигатели са отразени в приоритетите на федералното регулиране и инвестиции, особено в светлината на Закона за инвестициите в инфраструктурата и заетостта от 2021 г., който заделя 7,5 милиарда долара за EV инфраструктура на федерално ниво, 2,5 милиарда долара за субсидии за инфраструктура за зареждане и зареждане на EV, и 5 милиарда долара към Националната програма за зареждане на електрически превозни средства. Администрацията на Байдън също преследва цел за изграждане и инсталиране на 500 000 DC зарядни станции в цялата страна.

Тази тенденция се забелязва и на държавно ниво. Държави, включително Калифорния, Масачузетс и Ню Джърси, преследват законодателство, което да обхваща изцяло електрическите превозни средства. Данъчните кредити, движението Electrify America, стимулите и мандатите също влияят както на потребителите, така и на производителите да приемат движението за EV.

Автомобилните производители също се присъединяват към преминаването към електрически превозни средства. Водещи производители на стари автомобили, включително GM, Ford, Volkswagen, BMW и Audi, постоянно представят нови EV модели. До края на 2022 г. се очаква да има повече от 80 EV модела и plug-in хибриди, налични на пазара. На пазара се присъединяват и все повече нови производители на електромобили, включително Tesla, Lucid, Nikola и Rivian.

Компаниите за комунални услуги също се подготвят за изцяло електрическо общество. Важно е комуналните услуги да останат пред кривата, когато става въпрос за електрификация, за да отговорят на нарастващото търсене, а критична инфраструктура, включително микромрежи, ще бъде необходима по протежение на междущатските пътища, за да се настанят станции за зареждане с енергия. Комуникацията от превозно средство към мрежата също набира сила по магистралите.

ПРЕЧКИ КЪМ РАСТЕЖА

Въпреки че набира скорост за широко разпространено приемане на EV, се очаква предизвикателствата да спрат растежа. Въпреки че стимулите ще насърчат потребителите или флотите да преминат към електрически превозни средства, те може да имат уловка – може да има движение за EV да могат да комуникират с инфраструктурата за проследяване на пробега, което изисква технологични иновации и външна комуникационна инфраструктура.

Една от най-големите пречки пред приемането на EV на потребителско ниво е надеждната и ефективна инфраструктура за зареждане. Приблизително 9,6 милиона порта за зареждане ще са необходими до 2030 г., за да се отговори на прогнозирания растеж на пазара на EV. Почти 80% от тези портове ще бъдат домашни зарядни устройства, а около 20% ще бъдат обществени или работни зарядни устройства. Понастоящем потребителите се колебаят да закупят EV превозно средство поради безпокойство за пробега – опасенията, че колата им няма да може да измине дълго пътуване, без да се налага презареждане, и че станциите за зареждане няма да бъдат налични или ефективни, когато е необходимо.

Обществените или споделените зарядни устройства по-специално трябва да могат да осигурят почти постоянни възможности за високоскоростно зареждане през цялото денонощие. Шофьор, който спира на станция за зареждане покрай магистрала, вероятно се нуждае от бързо зареждане с висока мощност – системите за зареждане с висока мощност ще могат да осигурят на превозните средства почти напълно заредена батерия само след няколко минути зареждане.

Високоскоростните зарядни устройства изискват специфични конструктивни съображения, за да работят надеждно. Възможностите за течно охлаждане са необходими, за да се поддържа оптимална температура на щифтовете за зареждане и да се удължи времето, през което превозното средство може да се зарежда с по-високи токове. В зони с гъсто зареждане на превозни средства поддържането на охлаждане на контактните щифтове ще създаде ефективно и постоянно надеждно зареждане с висока мощност, за да отговори на постоянния поток от потребителско търсене на зареждане.

СЪОБРАЖЕНИЯ КОНСТРУКЦИЯ ЗА МОЩНО ЗАРЯДНО УСТРОЙСТВО

Зарядните устройства за електромобили все повече се създават с фокус върху оптимизирането на устойчивостта и възможностите за зареждане с висока мощност, за да отговорят на нуждите на водачите на електромобили и да преодолеят безпокойството за пробег. Високомощно EV зарядно устройство с 500 ампера е възможно с течното охлаждане и системата за наблюдение – контактният носач в конектора за зареждане има топлопроводимост и също така служи като радиатор, тъй като охлаждащата течност разсейва топлината чрез интегрирани охлаждащи канали. Тези зарядни устройства съдържат различни сензори, включително сензори за изтичане на охлаждаща течност и прецизен мониторинг на температурата при всеки захранващ контакт, за да се гарантира, че щифтовете не надвишават 90 градуса по Целзий. Ако този праг бъде достигнат, контролерът за зареждане в станцията за зареждане намалява изходната мощност, за да поддържа приемлива температура.

EV зарядните устройства също трябва да могат да издържат на износване и лесно да се подлагат на поддръжка. Дръжките за зареждане на EV са проектирани за износване, грубото боравене с течение на времето, което засяга повърхността на свързване, е неизбежно. Все по-често зарядните устройства се проектират с модулни компоненти, позволяващи лесна смяна на свързващата повърхност.
Управлението на кабелите в зарядните станции също е важно съображение за дълголетието и надеждността. Мощните кабели за зареждане съдържат медни проводници, линии за течно охлаждане и кабели за активност, но въпреки това трябва да издържат на дърпане или преместване. Други съображения включват заключващи се ключалки, които позволяват на водача да напусне (Модулност на съединителната повърхност заедно с илюстрация на потока на охлаждащата течност) зареждащото си превозно средство на обществена станция, без да се притеснява, че някой може да изключи кабела.