Nyt opladningsmodul til energikøretøjer industriudviklingsmulighedstrend

1. Oversigt over udviklingen af ​​lademodulindustrien

Opladningsmoduler er kernen i DC-ladebunker til nye energikøretøjer. I takt med at penetrationsraten og ejerskabet af nye energikøretøjer i Kina fortsætter med at stige, er efterspørgslen efter ladebunker stigende. Ny energikøretøjsopladning er opdelt i AC langsom opladning og DC hurtig opladning. DC hurtig opladning har karakteristika af højspænding, høj effekt og hurtig opladning. Efterhånden som markedet forfølger opladningseffektivitet, fortsætter markedsskalaen af ​​DC-hurtigopladningsbunker og opladningsmoduler med at udvide sig. .

2. Teknisk niveau og karakteristika for ev opladningsmodulindustrien

Den nye energikøretøjsopladningsbunke ev opladermodulindustri har i øjeblikket tekniske funktioner såsom enkeltmodul høj effekt, høj frekvens, miniaturisering, høj konverteringseffektivitet og bredt spændingsområde.

Med hensyn til enkeltmoduleffekt har den nye energiopladningsbunke-opladningsmodulindustri oplevet den almindelige produktudvikling på 7,5 kW i 2014, konstant strøm 20A og 15kW i 2015 og konstant effekt 25A og 15kW i 2016. De nuværende opladningsmoduler til almindelige applikationer er 20kW og 30kW. Enkeltmodulløsninger og konvertering til 40kW nye energiladestabel strømforsyning enkeltmodulsløsninger. Højeffekt lademoduler er blevet en markedsudviklingstrend i fremtiden.

Med hensyn til udgangsspænding udsendte State Grid 2017-versionen af ​​"Qualification and Ability Verification Standards for Electric Vehicle Charging Equipment Suppliers", der angiver, at udgangsspændingsområdet for DC-opladere er 200-750V, og den konstante strømspænding dækker mindst 400-500V og 600-750V områderne. Derfor designer alle modulproducenter generelt moduler til 200-750V og opfylder konstante strømkrav. Med stigningen i krydstogtrækkevidden af ​​elektriske køretøjer og efterspørgslen fra nye energikøretøjsbrugere for at reducere opladningstiden, har industrien foreslået en 800V superhurtig opladningsarkitektur, og nogle virksomheder har indset udbuddet af DC-ladestabel-opladningsmoduler med en bred udgangsspændingsområde på 200-1000V. .

Med hensyn til højfrekvens og miniaturisering af opladningsmoduler er effekten af ​​enkeltmaskinemoduler af nye energiopladningsbunker-strømforsyninger steget, men dens volumen kan ikke udvides proportionalt. Derfor er forøgelse af omskiftningsfrekvensen og integration af magnetiske komponenter blevet vigtige midler til at øge effekttætheden.

Med hensyn til opladningsmodulets effektivitet har store virksomheder i den nye energiladebunke-lademodulindustri generelt en maksimal maksimal effektivitet på 95%-96%. I fremtiden, med udviklingen af ​​elektroniske komponenter såsom tredjegenerations strømenheder og populariseringen af ​​elektriske køretøjer med 800V eller endnu højere Med en højspændingsplatform forventes industrien at indvarsle produkter med en maksimal effektivitet på mere end 98 % .

Efterhånden som opladningsmodulernes strømtæthed øges, giver det også større varmeafledningsproblemer. Med hensyn til varmeafledning af lademoduler er den nuværende almindelige varmeafledningsmetode i industrien tvungen luftkøling, og der er også metoder som lukkede koldluftkanaler og vandkøling. Luftkøling har fordelene ved lave omkostninger og enkel struktur. Men i takt med at varmeafledningstrykket stiger yderligere, vil ulemperne ved luftkølingens begrænsede varmeafledningsevne og høje støj yderligere vise sig. At udstyre lademodulet og pistolledningen med væskekøling er blevet en stor løsning. teknisk retning.

3. Teknologiske fremskridt fremskynder udviklingsmulighederne for ny energiindustris indtrængning

I de seneste år er ny energiindustriteknologi fortsat med at gøre fremskridt og gennembrud, og stigningen i penetrationshastigheden har fremmet den kontinuerlige udvikling af upstream-lademodulindustrien. Den betydelige stigning i batteriets energitæthed har løst problemet med utilstrækkelig rækkevidde for nye energikøretøjer, og anvendelsen af ​​højeffekt opladningsmoduler har i høj grad forkortet opladningstiden og dermed accelereret indtrængen af ​​nye energikøretøjer og konstruktionen af ​​understøttende opladningsbunker. . I fremtiden forventes integrationen og uddybningen af ​​anvendelsen af ​​teknologier såsom optisk lagring og opladningsintegration og integration af V2G-køretøjsnetværk yderligere at accelerere indtrængen af ​​nye energiindustrier og popularisering af forbrug.

4. Industriens konkurrencelandskab: Opladningsmodulindustrien er fuldt ud konkurrencedygtig, og produktmarkedet er stort.

Opladningsmodulet er kernekomponenten i DC-opladningsbunker. Med stigningen i udbredelsen af ​​nye energikøretøjer rundt om i verden, er forbrugerne i stigende grad bekymrede for opladningsrækkevidde og opladningskomfort. Markedsefterspørgslen efter DC-hurtigopladnings-opladningsbunker er eksploderet, og det indenlandske ladestabeldriftsmarked er vokset fra I de tidlige dage var statsnettet hovedkraften i diversificeret udvikling. En række operatører af social kapital med både fremstilling af ladestabeludstyr og driftskapacitet dukkede hurtigt op. Indenlandske producenter af lademoduler fortsatte med at udvide deres produktions- og salgsskala til konstruktion af understøttende ladebunker, og deres omfattende konkurrenceevne blev fortsat styrket. .

På nuværende tidspunkt, efter flere års produktiteration og udvikling af opladningsmoduler, er konkurrencen i industrien tilstrækkelig. Mainstream-produkter udvikler sig i retning af højspænding og høj effekttæthed, og produktmarkedet er stort. Virksomheder i branchen opnår hovedsageligt højere markedsandele og fortjenesteniveauer ved løbende at forbedre produkttopologi, styrealgoritmer, optimere hardware og produktionssystemer osv.

5. Udviklingstendenser af ev opladningsmoduler

Efterhånden som opladningsmoduler indvarsler stor markedsefterspørgsel, fortsætter teknologien med at udvikle sig mod høj effekttæthed, bredt spændingsområde og høj konverteringseffektivitet.

1) Politikdrevet skift til efterspørgselsdrevet

For at støtte og fremme udviklingen af ​​nye energikøretøjer blev konstruktionen af ​​ladebunker hovedsageligt ledet af regeringen i det tidlige stadie, og ledede gradvist udviklingen af ​​industrien hen imod en endogen køremodel gennem politisk støtte. Siden 2021 har den hastige udvikling af nye energikøretøjer stillet store krav til konstruktion af støtteanlæg og ladebunker. Ladebunkeindustrien er ved at fuldende transformationen fra politikdrevet til efterspørgselsdrevet.

Stillet over for det stigende antal nye energikøretøjer skal ladetiden ud over at øge tætheden af ​​ladebunkens layout forkortes yderligere. DC-opladningsbunker har hurtigere opladningshastigheder og kortere opladningstider, som er mere velegnede til de midlertidige og nødopladningsbehov hos elbilbrugere og effektivt kan løse problemerne med spændingsangst for elektriske køretøjer og opladningsangst. Derfor er markedsskalaen for DC-hurtigopladning i nybyggede ladebunker, især offentlige ladebunker, vokset hurtigt i de senere år og er blevet en mainstream-trend i mange kernebyer i Kina.

For at opsummere, på den ene side, som antallet af nye energikøretøjer fortsætter med at vokse, skal den understøttende konstruktion af ladebunker løbende forbedres. På den anden side forfølger brugere af elbiler generelt DC-hurtigopladning. DC-ladebunker er blevet mainstream-trenden, og opladningsmoduler er også kommet ind i efterspørgslen. Et udviklingstrin, hvor pull er den vigtigste drivkraft.

(2) Høj effekttæthed, bredt spændingsområde, høj konverteringseffektivitet

Den såkaldte hurtigopladning betyder høj ladeeffekt. Derfor, under den stigende efterspørgsel efter hurtig opladning, fortsætter opladningsmoduler med at udvikle sig i retning af høj effekt. Den høje effekt af ladebunken opnås på to måder. Den ene er at forbinde flere opladningsmoduler parallelt for at opnå strømsuperposition; den anden er at øge den enkelte effekt af opladningsmodulet. Baseret på de tekniske behov for at øge strømtætheden, reducere pladsen og reducere kompleksiteten af ​​elektrisk arkitektur, er det en langsigtet udviklingstendens at øge effekten af ​​et enkelt opladningsmodul. mit lands lademoduler har gennemgået tre generationers udvikling, fra første generation 7,5 kW til anden generation 15/20 kW, og er nu i konverteringsperioden fra anden generation til tredje generation 30/40 kW. Opladningsmoduler med høj effekt er blevet hovedstrømmen på markedet. På samme tid, baseret på designprincippet om miniaturisering, er strømtætheden af ​​opladningsmoduler også steget samtidig med stigningen i effektniveauet.

Der er to veje til at opnå højere strømniveau DC hurtig opladning: øge spændingen og øge strømmen. Højstrømsopladningsløsningen blev først taget i brug af Tesla. Fordelen er, at omkostningerne ved komponentoptimering er lavere, men høj strøm vil medføre højere varmetab og høje krav til varmeafledning, og tykkere ledninger reducerer bekvemmeligheden og fremmer I mindre grad. Højspændingsløsningen er at øge den maksimale driftsspænding for lademodulet. Det er i øjeblikket en almindeligt brugt model af bilproducenter. Det kan tage højde for fordelene ved at reducere energiforbruget, forbedre batterilevetiden, reducere vægten og spare plads. Højspændingsløsningen kræver, at elektriske køretøjer er udstyret med en højspændingsplatform for at understøtte hurtigopladningsapplikationer. I øjeblikket er den hurtigopladningsløsning, der almindeligvis bruges af bilselskaber, 400V højspændingsplatformen. Med forskning og anvendelse af 800V spændingsplatformen vil spændingsniveauet for opladningsmodulet blive yderligere forbedret.

Forbedringen af ​​konverteringseffektiviteten er en teknisk indikator, som opladningsmoduler altid forfølger. Forbedringen af ​​konverteringseffektiviteten betyder højere opladningseffektivitet og lavere tab. På nuværende tidspunkt er den maksimale maksimale effektivitet af opladningsmoduler generelt 95% ~ 96%. I fremtiden, med udviklingen af ​​elektroniske komponenter såsom tredjegenerations strømenheder og udgangsspændingen fra lademoduler, der bevæger sig mod 800V eller endda 1000V, vil konverteringseffektiviteten blive yderligere forbedret.

(3) Værdien af ​​ev opladningsmoduler stiger

Opladningsmodulet er kernekomponenten i DC-opladningsbunken, der tegner sig for omkring 50% af hardwareomkostningerne til ladebunken. Forbedringen af ​​opladningseffektiviteten i fremtiden afhænger hovedsageligt af opladningsmodulernes ydeevneforbedring. På den ene side vil flere lademoduler koblet parallelt direkte øge værdien af ​​lademodulet; på den anden side afhænger forbedringen af ​​effektniveauet og effekttætheden af ​​det enkelte opladningsmodul af det optimerede design af hardwarekredsløb og kontrolsoftware samt teknologien af ​​nøglekomponenter. Gennembrud, disse er nøgleteknologier til at forbedre kraften i hele ladebunken, hvilket yderligere vil øge værdien af ​​lademodulet.

6. Tekniske barrierer i ev power lademodulindustrien

Strømforsyningsteknologi er et tværfagligt emne, der integrerer kredsløbstopologiteknologi, digital teknologi, magnetisk teknologi, komponentteknologi, halvlederteknologi og termisk designteknologi. Det er en teknologiintensiv industri. Som hjertet i DC-opladningsbunken bestemmer lademodulet direkte opladningseffektiviteten, driftsstabiliteten, sikkerheden og pålideligheden af ​​ladebunken, og dens betydning og værdi er enestående. Et produkt kræver en stor investering af ressourcer og fagfolk fra teknologisk forskning og udvikling til terminalapplikation. Hvordan man vælger elektroniske komponenter og layout, softwarealgoritmeopgradering og iteration, nøjagtig forståelse af applikationsscenarier og modne kvalitetskontrol- og testplatformskapaciteter vil alle påvirke produktkvalitet og stabilitet har en direkte indflydelse. Det er svært for nye aktører i branchen at akkumulere forskellige teknologier, personale og applikationsscenariedata på kort tid, og de har høje tekniske barrierer.