Τάσεις στις δυνατότητες φόρτισης EV

Η ανάπτυξη της αγοράς ηλεκτρικών οχημάτων μπορεί να φαίνεται αναπόφευκτη: η εστίαση στη μείωση των εκπομπών CO2, το τρέχον πολιτικό κλίμα, οι επενδύσεις από την κυβέρνηση και την αυτοκινητοβιομηχανία και η συνεχής επιδίωξη της κοινωνίας των ηλεκτρικών οχημάτων, όλα δείχνουν όφελος στα ηλεκτρικά οχήματα. Μέχρι τώρα, ωστόσο, η ευρεία υιοθέτηση ηλεκτρικών οχημάτων από τους καταναλωτές παρεμποδιζόταν από τους μεγάλους χρόνους φόρτισης και την έλλειψη υποδομής φόρτισης. Η πρόοδος στην τεχνολογία φόρτισης EV αντιμετωπίζει αυτές τις προκλήσεις, επιτρέποντας την ασφαλή και γρήγορη φόρτιση στο σπίτι και στο δρόμο. Τα εξαρτήματα φόρτισης και οι υποδομές αυξάνονται για να καλύψουν τις ανάγκες της ταχέως αναπτυσσόμενης αγοράς EV, ανοίγοντας το δρόμο για μια εκθετική ανάπτυξη στις ηλεκτρικές μεταφορές.

ΟΔΗΓΙΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΠΙΣΩ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΓΟΡΑ EV

Οι επενδύσεις σε ηλεκτρικά οχήματα αυξάνονται εδώ και αρκετά χρόνια, αλλά η αυξημένη προσοχή και ζήτηση έχει τονιστεί από πολλούς τομείς της κοινωνίας. Η αυξανόμενη εστίαση στις κλιματικές λύσεις έχει τονίσει τη σημασία των ηλεκτρικών οχημάτων – η ικανότητα μείωσης των εκπομπών άνθρακα από κινητήρες εσωτερικής καύσης και η επένδυση στη μεταφορά καθαρής ενέργειας έχει γίνει ευρέως διαδεδομένος στόχος τόσο για την κυβέρνηση όσο και για τη βιομηχανία. Αυτή η εστίαση στη βιώσιμη ανάπτυξη και τη διατήρηση των φυσικών πόρων οδηγεί επίσης την τεχνολογία στην τάση προς μια κοινωνία αποκλειστικά ηλεκτρική – έναν κόσμο με απεριόριστη ενέργεια που βασίζεται σε ανανεώσιμες πηγές χωρίς επιβλαβείς εκπομπές.
Αυτοί οι περιβαλλοντικοί και τεχνολογικοί παράγοντες αντανακλώνται στις προτεραιότητες της ομοσπονδιακής νομοθεσίας και των επενδύσεων, ιδιαίτερα υπό το φως του νόμου για τις επενδύσεις υποδομής και τις θέσεις εργασίας του 2021, ο οποίος προέβλεπε 7,5 δισεκατομμύρια δολάρια για υποδομές EV σε ομοσπονδιακό επίπεδο, 2,5 δισεκατομμύρια δολάρια για επιχορηγήσεις υποδομής φόρτισης και ανεφοδιασμού EV. και 5 δισεκατομμύρια δολάρια για το Εθνικό Πρόγραμμα Φόρτισης Ηλεκτρικών Οχημάτων. Η κυβέρνηση Μπάιντεν επιδιώκει επίσης τον στόχο της κατασκευής και εγκατάστασης 500.000 σταθμών φόρτισης DC σε όλη τη χώρα.

Αυτή η τάση μπορεί να παρατηρηθεί και σε κρατικό επίπεδο. Οι πολιτείες, όπως η Καλιφόρνια, η Μασαχουσέτη και το Νιου Τζέρσεϊ, επιδιώκουν νομοθεσία για να αγκαλιάσουν τα αποκλειστικά ηλεκτρικά οχήματα. Οι εκπτώσεις φόρου, το κίνημα Electrify America, τα κίνητρα και οι εντολές επηρεάζουν επίσης τους καταναλωτές και τους κατασκευαστές να αγκαλιάσουν το κίνημα των EV.

Οι αυτοκινητοβιομηχανίες εντάσσονται επίσης στην κίνηση προς τα ηλεκτρικά οχήματα. Κορυφαίες παραδοσιακές αυτοκινητοβιομηχανίες, όπως η GM, η Ford, η Volkswagen, η BMW και η Audi, παρουσιάζουν συνεχώς νέα μοντέλα EV. Μέχρι το τέλος του 2022, αναμένεται να υπάρχουν περισσότερα από 80 μοντέλα EV και plug-in υβριδικά διαθέσιμα στην αγορά. Υπάρχει επίσης ένας αυξανόμενος αριθμός νέων κατασκευαστών EV που εντάσσονται στην αγορά, συμπεριλαμβανομένων των Tesla, Lucid, Nikola και Rivian.

Οι εταιρείες κοινής ωφέλειας προετοιμάζονται επίσης για μια κοινωνία αποκλειστικά ηλεκτρικής ενέργειας. Είναι σημαντικό οι επιχειρήσεις κοινής ωφελείας να παραμείνουν μπροστά από την καμπύλη όσον αφορά την ηλεκτροδότηση, προκειμένου να ικανοποιήσουν την αυξανόμενη ζήτηση και θα χρειαστούν κρίσιμες υποδομές, συμπεριλαμβανομένων των μικροδικτύων κατά μήκος των διακρατικών δικτύων, προκειμένου να φιλοξενηθούν σταθμοί φόρτισης ενέργειας. Η επικοινωνία μεταξύ οχήματος και δικτύου κερδίζει επίσης έλξη κατά μήκος των αυτοκινητοδρόμων.

ΔΡΟΜΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ

Ενώ κερδίζει δυναμική για την ευρεία υιοθέτηση EV, οι προκλήσεις αναμένεται να εμποδίσουν την ανάπτυξη. Μολονότι τα κίνητρα θα ενθαρρύνουν τους καταναλωτές ή τους στόλους να στραφούν σε ηλεκτρικά οχήματα, μπορεί να έρθουν με αδιέξοδο – μπορεί να υπάρξει μια κίνηση για τα EV να μπορούν να επικοινωνούν με την υποδομή για την παρακολούθηση των χιλιομέτρων, απαιτώντας τεχνολογικές καινοτομίες και υπαίθριες υποδομές επικοινωνιών.

Ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια στην υιοθέτηση των EV σε επίπεδο καταναλωτή είναι η αξιόπιστη και αποτελεσματική υποδομή φόρτισης. Εκτιμάται ότι θα χρειαστούν 9,6 εκατομμύρια θύρες φόρτισης μέχρι το 2030 για να καλυφθεί η προβλεπόμενη ανάπτυξη της αγοράς ηλεκτρικών οχημάτων. Σχεδόν το 80% αυτών των θυρών θα είναι φορτιστές σπιτιού και περίπου το 20% θα είναι φορτιστές δημόσιου ή χώρου εργασίας. Επί του παρόντος, οι καταναλωτές διστάζουν να αγοράσουν ένα ηλεκτρικό όχημα λόγω του άγχους της αυτονομίας – την ανησυχία ότι το αυτοκίνητό τους δεν θα μπορέσει να κάνει ένα μακρύ ταξίδι χωρίς να χρειαστεί να επαναφορτιστεί και ότι οι σταθμοί φόρτισης δεν θα είναι διαθέσιμοι ή αποτελεσματικοί όταν χρειαστεί.

Ειδικά οι δημόσιοι ή κοινόχρηστοι φορτιστές πρέπει να μπορούν να παρέχουν σχεδόν σταθερές δυνατότητες φόρτισης υψηλής ταχύτητας όλο το εικοσιτετράωρο. Ένας οδηγός που σταματά σε σταθμό φόρτισης κατά μήκος ενός αυτοκινητόδρομου πιθανότατα χρειάζεται μια γρήγορη φόρτιση υψηλής ισχύος – τα συστήματα φόρτισης υψηλής ισχύος θα μπορούν να προσφέρουν στα οχήματα μια σχεδόν πλήρως επαναφορτισμένη μπαταρία μετά από λίγα μόλις λεπτά φόρτισης.

Οι φορτιστές υψηλής ταχύτητας απαιτούν συγκεκριμένες σχεδιαστικές εκτιμήσεις για να λειτουργούν αξιόπιστα. Οι δυνατότητες υγρής ψύξης είναι απαραίτητες για να διατηρούνται οι ακίδες φόρτισης σε βέλτιστη θερμοκρασία και να παρατείνεται ο χρόνος φόρτισης ενός οχήματος με υψηλότερα ρεύματα. Σε περιοχές φόρτισης με πυκνότητα οχημάτων, η διατήρηση των ακίδων επαφής δροσερές θα δημιουργήσει αποτελεσματική και σταθερή αξιόπιστη φόρτιση υψηλής ισχύος για να καλύψει τη συνεχή ροή της ζήτησης φόρτισης των καταναλωτών.

ΘΕΜΑΤΑ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΦΟΡΤΙΣΤΗ ΥΨΗΛΗΣ ΙΣΧΥΣ

Οι φορτιστές EV κατασκευάζονται ολοένα και περισσότερο με έμφαση στη βελτιστοποίηση της ανθεκτικότητας και των δυνατοτήτων φόρτισης υψηλής ισχύος για να καλύπτουν τις ανάγκες των οδηγών EV και να ξεπερνούν το άγχος της αυτονομίας. Ένας φορτιστής EV υψηλής ισχύος με 500 αμπέρ καθίσταται δυνατός με το σύστημα ψύξης και παρακολούθησης υγρών – ο φορέας επαφής στον σύνδεσμο φόρτισης διαθέτει θερμική αγωγιμότητα και επίσης χρησιμεύει ως ψύκτρα καθώς το ψυκτικό διαχέει τη θερμότητα μέσω ενσωματωμένων αγωγών ψύξης. Αυτοί οι φορτιστές περιέχουν μια ποικιλία αισθητήρων, συμπεριλαμβανομένων αισθητήρων διαρροής ψυκτικού υγρού και ακριβούς παρακολούθησης θερμοκρασίας σε κάθε επαφή ρεύματος για να διασφαλιστεί ότι οι ακίδες δεν υπερβαίνουν τους 90 βαθμούς Κελσίου. Εάν επιτευχθεί αυτό το όριο, ο ελεγκτής φόρτισης στο σταθμό φόρτισης μειώνει την ισχύ εξόδου για να διατηρήσει μια αποδεκτή θερμοκρασία.

Οι φορτιστές EV πρέπει επίσης να είναι σε θέση να αντέχουν τη φθορά και να υποβάλλονται σε εύκολη συντήρηση. Οι λαβές φόρτισης EV είναι σχεδιασμένες για φθορά, ο σκληρός χειρισμός με την πάροδο του χρόνου που επηρεάζει το πρόσωπο που ζευγαρώνει είναι αναπόφευκτος. Όλο και περισσότερο, οι φορτιστές σχεδιάζονται με αρθρωτά εξαρτήματα, επιτρέποντας την εύκολη αντικατάσταση της όψης ζευγαρώματος.
Η διαχείριση καλωδίων στους σταθμούς φόρτισης είναι επίσης σημαντικός παράγοντας για τη μακροζωία και την αξιοπιστία. Τα καλώδια φόρτισης υψηλής ισχύος περιέχουν χάλκινα καλώδια, γραμμές ψύξης υγρών και καλώδια δραστηριότητας, αλλά πρέπει να αντέχουν το τράβηγμα ή την οδήγηση από πάνω. Άλλα ζητήματα περιλαμβάνουν μάνδαλα που κλειδώνουν, τα οποία επιτρέπουν στον οδηγό να εγκαταλείψει τη φόρτιση του οχήματός του σε δημόσιο σταθμό χωρίς να ανησυχεί ότι κάποιος μπορεί να αποσυνδέσει το καλώδιο.