Tendenza di sviluppu di l'industria di i novi moduli di carica di veiculi energetichi

1. Panoramica di u sviluppu di l'industria di i moduli di carica

I moduli di carica sò u core di e pile di carica DC per i veiculi di nova energia. Cù a crescita cuntinua di a penetrazione è di a pruprietà di veiculi di nova energia in Cina, a dumanda di pile di carica hè in crescita. A carica di veiculi di nova energia hè divisa in carica lenta AC è carica rapida DC. A carica rapida DC hà e caratteristiche di alta tensione, alta putenza è carica rapida. Cù a ricerca di l'efficienza di carica, a scala di u mercatu di e pile di carica rapida DC è di i moduli di carica cuntinua à espandesi.

2. Livellu tecnicu è caratteristiche di l'industria di i moduli di carica di veiculi elettrici

A nova industria di moduli di carica di veiculi energetichi ev hà attualmente caratteristiche tecniche cum'è alta putenza à modulu unicu, alta frequenza, miniaturizazione, alta efficienza di cunversione è larga gamma di tensione.

In termini di putenza di modulu unicu, a nova industria di moduli di carica di pila di carica d'energia hà sperimentatu u sviluppu di prudutti mainstream di 7,5 kW in u 2014, corrente costante 20A è 15 kW in u 2015, è putenza costante 25A è 15 kW in u 2016. I moduli di carica di l'applicazione mainstream attuali sò 20 kW è 30 kW. Soluzioni à modulu unicu è cunversione à soluzioni à modulu unicu di alimentazione di pila di carica d'energia di 40 kW. I moduli di carica d'alta putenza sò diventati una tendenza di sviluppu di u mercatu in u futuru.

In termini di tensione di uscita, u State Grid hà publicatu a versione 2017 di i "Standard di Verifica di Qualificazione è Capacità per i Fornitori di Attrezzature di Ricarica di Veiculi Elettrici", dichjarendu chì a gamma di tensione di uscita di i caricabatterie DC hè 200-750V, è a tensione di putenza costante copre almenu e gamme 400-500V è 600-750V. Dunque, tutti i pruduttori di moduli generalmente cuncepiscenu moduli per 200-750V è rispondenu à i requisiti di putenza costante. Cù l'aumentu di a gamma di crociera di i veiculi elettrici è a dumanda di l'utilizatori di veiculi à nova energia per riduce u tempu di carica, l'industria hà prupostu una architettura di carica super rapida di 800V, è alcune cumpagnie anu realizatu a furnitura di moduli di carica di pila di carica DC cù una larga gamma di tensione di uscita di 200-1000V.

In termini d'alta frequenza è di miniaturizazione di i moduli di carica, a putenza di i moduli di macchina unica di i novi alimentatori di pila di carica d'energia hè aumentata, ma u so vulume ùn pò esse allargatu proporzionalmente. Dunque, l'aumentu di a frequenza di commutazione è l'integrazione di cumpunenti magnetichi sò diventati mezi impurtanti per aumentà a densità di putenza.

In termini di efficienza di i moduli di carica, e principali cumpagnie in a nova industria di moduli di carica di pila di carica energetica anu generalmente una efficienza massima di piccu di 95%-96%. In u futuru, cù u sviluppu di cumpunenti elettronichi cum'è i dispositivi di putenza di terza generazione è a pupularizazione di veiculi elettrici cù 800V o ancu più. Cù una piattaforma d'alta tensione, si prevede chì l'industria introdurrà prudutti cù una efficienza massima di più di 98%.

Cù l'aumentu di a densità di putenza di i moduli di carica, porta ancu prublemi di dissipazione di u calore più grandi. In termini di dissipazione di u calore di i moduli di carica, l'attuale metudu di dissipazione di u calore principale in l'industria hè u raffreddamentu à aria furzata, è ci sò ancu metudi cum'è i canali d'aria fredda chjusi è u raffreddamentu à acqua. U raffreddamentu à aria hà i vantaghji di un costu bassu è di una struttura simplice. Tuttavia, cù l'aumentu ulteriore di a pressione di dissipazione di u calore, i svantaghji di a capacità limitata di dissipazione di u calore è di l'elevatu rumore di u raffreddamentu à aria diventeranu ancu più evidenti. Equipà u modulu di carica è a linea di pistole cù u raffreddamentu à liquidu hè diventatu una suluzione maiò in direzzione tecnica.

3. U prugressu tecnologicu accelera l'opportunità di sviluppu di a nova penetrazione di l'industria energetica

In l'ultimi anni, e nuove tecnulugie di l'industria energetica anu cuntinuatu à fà progressi è scoperte, è l'aumentu di u tassu di penetrazione hà prumuvutu u sviluppu cuntinuu di l'industria di i moduli di carica à monte. L'aumentu significativu di a densità di l'energia di a batteria hà risoltu u prublema di l'autonomia di crociera insufficiente di i veiculi à nova energia, è l'applicazione di moduli di carica d'alta putenza hà riduttu assai u tempu di carica, accelerendu cusì a penetrazione di i veiculi à nova energia è a custruzzione di pile di carica di supportu. In u futuru, si prevede chì l'integrazione è l'approfondimentu di l'applicazione di tecnulugie cum'è l'integrazione di l'almacenamentu otticu è di a carica è l'integrazione di a rete di veiculi V2G accelereranu ulteriormente a penetrazione di e nuove industrie energetiche è a pupularizazione di u cunsumu.

4. Paesaghju di a cumpetizione industriale: L'industria di i moduli di carica hè cumpletamente cumpetitiva è u spaziu di u mercatu di u produttu hè grande.

U modulu di carica hè u cumpunente principale di e pile di carica DC. Cù l'aumentu di u tassu di penetrazione di i veiculi à nova energia in u mondu sanu, i cunsumatori sò sempre più preoccupati per l'autonomia di carica è a comodità di carica. A dumanda di u mercatu per e pile di carica rapida DC hè splusata, è u mercatu domesticu di l'operazione di e pile di carica hè cresciutu da In i primi tempi, a State Grid era a forza principale in u sviluppu diversificatu. Un numeru di operatori di capitale suciale cù capacità di fabricazione è operative di apparecchiature per pile di carica sò emersi rapidamente. I pruduttori domestici di moduli di carica anu cuntinuatu à espansione a so scala di pruduzzione è di vendita per a custruzione di pile di carica di supportu, è a so cumpetitività cumpleta hà cuntinuatu à rinfurzà si.

Attualmente, dopu anni d'iterazione di prudutti è di sviluppu di moduli di carica, a cumpetizione industriale hè sufficiente. I prudutti mainstream si stanu sviluppendu in a direzzione di l'alta tensione è di l'alta densità di putenza, è u spaziu di u mercatu di i prudutti hè grande. L'imprese di l'industria ottenenu principalmente una quota di mercatu è livelli di prufittu più elevati migliorandu continuamente a topologia di i prudutti, l'algoritmi di cuntrollu, l'ottimisazione di l'hardware è di i sistemi di pruduzzione, ecc.

5. Tendenze di sviluppu di i moduli di carica di veiculi elettrici

Mentre i moduli di carica introducenu una enorme dumanda di u mercatu, a tecnulugia cuntinueghja à sviluppassi versu una alta densità di putenza, una larga gamma di tensione è una alta efficienza di cunversione.

1) Cambiamentu guidatu da a pulitica à guidatu da a dumanda

Per sustene è prumove u sviluppu di veiculi à nova energia, a custruzzione di pile di carica hè stata guidata principalmente da u guvernu in a prima fase, è hà guidatu gradualmente u sviluppu di l'industria versu un mudellu di guida endogenu attraversu u sustegnu puliticu. Dapoi u 2021, u rapidu sviluppu di veiculi à nova energia hà messu enormi richieste nantu à a custruzzione di strutture di supportu è pile di carica. L'industria di e pile di carica hè in traccia di cumplettà a trasfurmazione da guidata da e pulitiche à guidata da a dumanda.

Di fronte à u numeru crescente di veiculi à nova energia, in più di l'aumentu di a densità di a dispusizione di e pile di carica, u tempu di carica deve esse ancu più accurtatu. E pile di carica DC anu velocità di carica più veloci è tempi di carica più brevi, chì sò più adatti per i bisogni di carica temporanea è d'emergenza di l'utilizatori di veiculi elettrici, è ponu risolve efficacemente i prublemi di ansietà di l'autonomia di i veiculi elettrici è ansietà di carica. Dunque, in l'ultimi anni, a scala di u mercatu di a carica rapida DC in pile di carica di nova custruzzione, in particulare pile di carica publiche, hè cresciuta rapidamente è hè diventata una tendenza mainstream in parechje cità principali in Cina.

In riassuntu, da una parte, mentre u numeru di veiculi à nova energia cuntinueghja à cresce, a custruzzione di supportu di e pile di carica hà bisognu di esse migliurata continuamente. Da l'altra parte, l'utilizatori di veiculi elettrici generalmente perseguenu a carica rapida DC. E pile di carica DC sò diventate a tendenza principale, è ancu i moduli di carica sò entrati in a dumanda. Una tappa di sviluppu in a quale a trazione hè a principale forza motrice.

(2) Alta densità di putenza, larga gamma di tensione, alta efficienza di cunversione

A cusì detta carica rapida significa alta putenza di carica. Dunque, sottu à a crescente dumanda di carica rapida, i moduli di carica cuntinueghjanu à sviluppassi in a direzzione di l'alta putenza. L'alta putenza di a pila di carica hè ottenuta in dui modi. Unu hè di cunnette parechji moduli di carica in parallelu per ottene a superposizione di putenza; l'altru hè di aumentà a putenza unica di u modulu di carica. Basatu annantu à i bisogni tecnichi di aumentà a densità di putenza, riduce u spaziu è riduce a cumplessità di l'architettura elettrica, aumentà a putenza di un unicu modulu di carica hè una tendenza di sviluppu à longu andà. I moduli di carica di u mo paese anu passatu per trè generazioni di sviluppu, da a prima generazione 7,5 kW à a seconda generazione 15 / 20 kW, è sò avà in u periodu di cunversione da a seconda generazione à a terza generazione 30 / 40 kW. I moduli di carica d'alta putenza sò diventati u mainstream di u mercatu. À u listessu tempu, basatu annantu à u principiu di cuncepimentu di a miniaturizazione, a densità di putenza di i moduli di carica hè ancu aumentata simultaneamente cù l'aumentu di u livellu di putenza.

Ci sò duie strade per ottene una carica rapida DC di livellu di putenza più altu: aumentà a tensione è aumentà a corrente. A suluzione di carica à alta corrente hè stata aduttata per a prima volta da Tesla. U vantaghju hè chì u costu di l'ottimisazione di i cumpunenti hè più bassu, ma una corrente alta purterà una perdita di calore più alta è esigenze elevate per a dissipazione di u calore, è i fili più spessi riducenu a cunvenienza è prumove in misura minore. A suluzione à alta tensione hè di aumentà a tensione massima di funziunamentu di u modulu di carica. Hè attualmente un mudellu cumunamente utilizatu da i pruduttori di vitture. Pò tene contu di i vantaghji di riduce u cunsumu energeticu, migliurà a durata di a batteria, riduce u pesu è risparmià spaziu. A suluzione à alta tensione richiede chì i veiculi elettrici sianu dotati di una piattaforma à alta tensione per supportà l'applicazioni di carica rapida. Attualmente, a suluzione di carica rapida cumunamente utilizata da e cumpagnie di vitture hè a piattaforma à alta tensione 400V. Cù a ricerca è l'applicazione di a piattaforma di tensione 800V, u livellu di tensione di u modulu di carica serà ulteriormente migliuratu.

U miglioramentu di l'efficienza di cunversione hè un indicatore tecnicu chì i moduli di carica cercanu sempre. U miglioramentu di l'efficienza di cunversione significa una maggiore efficienza di carica è perdite inferiori. Attualmente, l'efficienza massima di piccu di i moduli di carica hè generalmente 95% ~ 96%. In u futuru, cù u sviluppu di cumpunenti elettronichi cum'è i dispositivi di putenza di terza generazione è a tensione di uscita di i moduli di carica chì si move versu 800V o ancu 1000V, l'efficienza di cunversione serà ulteriormente migliorata.

(3) U valore di i moduli di carica di i veiculi elettrici aumenta

U modulu di carica hè u cumpunente principale di a pila di carica DC, chì rapprisenta circa u 50% di u costu hardware di a pila di carica. U miglioramentu di l'efficienza di carica in u futuru dipende principalmente da u miglioramentu di e prestazioni di i moduli di carica. Da una parte, più moduli di carica cunnessi in parallelu aumenteranu direttamente u valore di u modulu di carica; da l'altra parte, u miglioramentu di u livellu di putenza è di a densità di putenza di u unicu modulu di carica dipende da u disignu ottimizatu di i circuiti hardware è di u software di cuntrollu, è ancu da a tecnulugia di i cumpunenti chjave. Avanzate, queste sò tecnulugie chjave per migliurà a putenza di tutta a pila di carica, chì aumenteranu ulteriormente u valore di u modulu di carica.

6. Ostaculi tecnichi in l'industria di i moduli di carica di putenza EV

A tecnulugia di l'alimentazione hè una materia interdisciplinaria chì integra a tecnulugia di a topologia di i circuiti, a tecnulugia digitale, a tecnulugia magnetica, a tecnulugia di i cumpunenti, a tecnulugia di i semiconduttori è a tecnulugia di cuncepimentu termicu. Hè un'industria à forte intensità tecnologica. Cum'è u core di a pila di carica DC, u modulu di carica determina direttamente l'efficienza di carica, a stabilità operativa, a sicurezza è l'affidabilità di a pila di carica, è a so impurtanza è u so valore sò eccezziunali. Un pruduttu richiede un grande investimentu di risorse è prufessiunali, da a ricerca è u sviluppu tecnologicu à l'applicazione di u terminal. Cumu selezziunà i cumpunenti elettronichi è u layout, l'aghjurnamentu è l'iterazione di l'algoritmu di u software, a cunniscenza precisa di i scenarii di l'applicazione, è e capacità mature di a piattaforma di cuntrollu di qualità è di test influenzeranu tutti a qualità è a stabilità di u pruduttu chì anu un impattu direttu. Hè difficiule per i novi entranti in l'industria accumulà diverse tecnulugie, persunale è dati di scenarii di applicazione in un cortu periodu di tempu, è anu alte barriere tecniche.