Tendenser i EV-opladningskapacitet

Væksten på markedet for elektriske køretøjer kan føles uundgåelig: fokus på at reducere CO2-emissioner, det nuværende politiske klima, investeringer fra regeringen og bilindustrien og den igangværende jagt på det alelektriske samfund peger alle på en velsignelse for elektriske køretøjer. Indtil nu har forbrugernes udbredte anvendelse af elektriske køretøjer dog været hæmmet af lange opladningstider og mangel på opladningsinfrastruktur. Fremskridt inden for EV-opladningsteknologi løser disse udfordringer og muliggør sikker og hurtig opladning derhjemme og på vejen. Opladningskomponenter og infrastruktur stiger for at imødekomme behovene på det hurtigt voksende el-marked, hvilket baner vejen for en eksponentiel vækst i elektrisk transport.

DRIVKRAFTER BAG EV-MARKEDET

Investeringer i elbiler har været stigende i flere år, men øget opmærksomhed og efterspørgsel er blevet understreget af flere sektorer i samfundet. Det voksende fokus på klimaløsninger har fremhævet betydningen af ​​elektriske køretøjer – evnen til både at reducere kulstofemissioner fra forbrændingsmotorer og investere i ren energitransport er blevet et udbredt mål for både regering og industri. Dette fokus på bæredygtig vækst og bevarelse af naturressourcer driver også teknologien til at udvikle sig i retning af et helt elektrisk samfund – en verden med ubegrænset energi baseret på vedvarende ressourcer uden skadelige emissioner.
Disse miljømæssige og teknologiske drivkræfter afspejles i prioriteterne for føderal regulering og investering, især i lyset af 2021 Infrastructure Investment and Jobs Act, som øremærkede $7,5 milliarder til EV-infrastruktur på føderalt niveau, $2,5 milliarder til EV-opladning og tankning af infrastrukturtilskud, og 5 milliarder dollars til National Electric Vehicle Charging Program. Biden-administrationen forfølger også et mål om at bygge og installere 500.000 DC-ladestationer over hele landet.

Denne tendens kan også ses på statsniveau. Stater, herunder Californien, Massachusetts og New Jersey, forfølger lovgivning for at omfavne al-elektriske køretøjer. Skattefradrag, Electrify America-bevægelsen, incitamenter og mandater påvirker også forbrugere og producenter til at omfavne EV-bevægelsen.

Bilproducenter slutter sig også til bevægelsen mod elektriske køretøjer. Førende ældre bilproducenter, herunder GM, Ford, Volkswagen, BMW og Audi, introducerer konsekvent nye EV-modeller. Ved udgangen af ​​2022 forventes der at være mere end 80 EV-modeller og plug-in hybrider tilgængelige på markedet. Der er også et stigende antal nye elbilsproducenter, der kommer på markedet, herunder Tesla, Lucid, Nikola og Rivian.

Forsyningsselskaber forbereder sig også på et al-elektrisk samfund. Det er vigtigt, at forsyningsselskaber forbliver på forkant, når det kommer til elektrificering for at imødekomme den stigende efterspørgsel, og kritisk infrastruktur, herunder mikronet, vil være nødvendig langs mellemlande for at kunne rumme strømladestationer. Køretøj-til-net-kommunikation vinder også indpas langs motorveje.

VEJSPORRINGER FOR VÆKST

Mens momentum er ved at tage til for udbredt EV-adoption, forventes udfordringer at bremse væksten. Mens incitamenter vil tilskynde forbrugere eller flåder til at skifte til elektriske køretøjer, kan de komme med en hage - der kan være en bevægelse for elbiler til at kunne kommunikere med infrastruktur for at spore kilometertal, hvilket kræver teknologiske innovationer og udendørs kommunikationsinfrastruktur.

En af de største hindringer for brug af elbiler på forbrugerniveau er pålidelig og effektiv opladningsinfrastruktur. Anslået 9,6 millioner ladeporte vil være nødvendige i 2030 for at imødekomme den forventede vækst på el-markedet. Næsten 80 % af disse porte vil være hjemmeopladere, og omkring 20 % vil være offentlige opladere eller opladere til arbejdspladsen. I øjeblikket tøver forbrugerne med at købe en elbil på grund af rækkeviddeangst – bekymringen over, at deres bil ikke vil være i stand til at køre en lang rejse uden at skulle genoplades, og at ladestandere ikke vil være tilgængelige eller effektive, når det er nødvendigt.

Især offentlige eller delte opladere skal kunne levere næsten konstant højhastighedsopladning døgnet rundt. En chauffør, der stopper ved en ladestation langs en motorvej, har sandsynligvis brug for en hurtig opladning med høj effekt - højeffektladesystemer vil være i stand til at give køretøjer et næsten fuldt opladet batteri efter blot et par minutters opladning.

Højhastighedsopladere kræver specifikke designovervejelser for at fungere pålideligt. Væskekølingsevner er nødvendige for at holde ladestifterne ved en optimal temperatur og forlænge den tid, et køretøj kan lades op med højere strøm. I køretøjstætte opladningsområder vil det at holde kontaktstifterne afkølet skabe effektiv og ensartet pålidelig højeffektopladning for at imødekomme forbrugernes konstante opladningsbehov.

OVERVEJELSER FOR DESIGN MED HØJSTYRET OPLADER

EV-opladere bliver i stigende grad bygget med fokus på at optimere robusthed og højeffekts opladningskapacitet for at imødekomme behovene hos elbilister og overvinde rækkeviddeangst. En kraftig elbiloplader med 500 ampere er muliggjort med væskekøle- og overvågningssystemet - kontaktholderen i ladestikket har termisk ledningsevne og fungerer også som en køleplade, da kølevæsken afleder varmen via integrerede kølekanaler. Disse opladere indeholder en række sensorer, herunder kølevæskelækagesensorer og præcis temperaturovervågning ved hver strømkontakt for at sikre, at benene ikke overstiger 90 grader Celsius. Hvis denne tærskel nås, reducerer laderegulatoren i ladestationen effektudgangen for at opretholde en acceptabel temperatur.

Elbil-opladere skal også kunne modstå slitage og let vedligeholdes. EV-ladehåndtag er designet til slid og ælde, hård håndtering over tid, der påvirker det parrende ansigt, er uundgåelig. Opladere bliver i stigende grad designet med modulære komponenter, hvilket gør det nemt at udskifte den sammenkoblede flade.
Kabelstyring i ladestationer er også en vigtig overvejelse for lang levetid og pålidelighed. Kraftige ladekabler indeholder kobberledninger, væskekøleledninger og aktivitetskabler, men skal stadig tåle at blive trukket i eller kørt over. Andre overvejelser omfatter låsbare låse, som gør det muligt for en chauffør at forlade (Modularitet af den sammenkoblende flade sammen med en illustration af kølevæskestrømmen) deres køretøj oplades ved en offentlig station uden at bekymre sig om, at nogen kan afbryde kablet.