Uue energiasõidukite laadimismooduli tööstuse arenguvõimaluste trend

1. Ülevaade laadimismoodulitööstuse arengust

Laadimismoodulid on uute energiasõidukite alalisvoolu laadimisvaiade põhiosa. Uute energiasõidukite leviku määr ja nende omamine Hiinas kasvab jätkuvalt, suureneb nõudlus laadimisvaiade järele. Uue energiaga sõidukite laadimine jaguneb vahelduvvoolu aeglaseks laadimiseks ja alalisvoolu kiirlaadimiseks. Alalisvoolu kiirlaadimisel on kõrgepinge, suure võimsuse ja kiirlaadimise omadused. Kuna turg taotleb laadimise tõhusust, laieneb alalisvoolu kiirlaadimisvaiade ja laadimismoodulite turu ulatus jätkuvalt. .

2. EV laadimismoodulitööstuse tehniline tase ja omadused

Uuel energiasõidukite laadimisvaia EV laadimismoodulitööstusel on praegu tehnilised omadused, nagu ühe mooduli suur võimsus, kõrge sagedus, miniatuursus, kõrge muundamise efektiivsus ja lai pingevahemik.

Ühe mooduli võimsuse osas on uus energialaadimisvaia laadimismoodulite tööstus kogenud peavoolu tootearendust 2014. aastal 7,5 kW, 2015. aastal püsivoolu 20A ja 15kW ning 2016. aastal püsivat võimsust 25A ja 15kW. Praegused tavarakenduste laadimismoodulid on 20kW ja 30kW. Ühe mooduli lahendused ja üleminek 40 kW uutele energialaadimisvaia toiteallika ühemoodulilistele lahendustele. Suure võimsusega laadimismoodulid on muutunud turu arengutrendiks tulevikus.

Väljundpinge osas andis Riigivõrk välja “Elektrisõidukite laadimisseadmete tarnijate kvalifikatsiooni- ja võimekuse kontrolli standardid” 2017. aasta versiooni, mille kohaselt alalisvoolulaadijate väljundpinge vahemik on 200-750V ning pidev toitepinge katab vähemalt. vahemikud 400-500V ja 600-750V. Seetõttu kavandavad kõik moodulitootjad üldjuhul mooduleid 200-750 V jaoks ja vastavad pidevatele võimsusnõuetele. Seoses elektrisõidukite sõiduulatuse suurenemisega ja uute energiasõidukite kasutajate nõudlusega laadimisaega lühendada, on tööstus välja pakkunud 800 V ülikiire laadimisarhitektuuri ning mõned ettevõtted on pakkunud laiaulatuslikke alalislaadimismooduleid. väljundpinge vahemik 200-1000V. .

Laadimismoodulite kõrgsageduse ja miniaturiseerimise osas on uute energialaadimisvaia toiteallikate ühe masina moodulite võimsus kasvanud, kuid selle mahtu ei saa proportsionaalselt laiendada. Seetõttu on lülitussageduse suurendamine ja magnetiliste komponentide integreerimine muutunud oluliseks vahendiks võimsustiheduse suurendamiseks.

Laadimismooduli efektiivsuse osas on uute energialaadimisvaia laadimismoodulite tööstuses tegutsevate suuremate ettevõtete maksimaalne efektiivsus tavaliselt 95–96%. Tulevikus seoses elektrooniliste komponentide (nt kolmanda põlvkonna toiteseadmed) väljatöötamisega ja 800 V või isegi kõrgema pingega elektrisõidukite populariseerimisega Kõrgepingeplatvormiga eeldatakse, et tööstus toob turule tooteid, mille tipptõhusus on üle 98%. .

Laadimismoodulite võimsustiheduse suurenemine toob kaasa ka suuremad soojuse hajumise probleemid. Laadimismoodulite soojuse hajutamise seisukohalt on tööstuses praegu levinud soojuse hajumise meetod sundõhkjahutus, samuti on olemas sellised meetodid nagu suletud külmaõhukanalid ja vesijahutus. Õhkjahutuse eelisteks on madal hind ja lihtne struktuur. Kuid kui soojuse hajumise rõhk veelgi suureneb, ilmnevad veelgi õhkjahutuse piiratud soojuseraldusvõime ja kõrge müra puudused. Laadimismooduli ja püstolitoru varustamine vedelikjahutusega on muutunud oluliseks lahenduseks. tehniline suund.

3. Tehnoloogiline areng kiirendab uue energiatööstuse leviku arenguvõimalusi

Viimastel aastatel on uus energiatööstuse tehnoloogia jätkanud edusamme ja läbimurdeid ning leviku suurenemine on soodustanud ülesvoolu laadimismoodulite tööstuse pidevat arengut. Aku energiatiheduse märkimisväärne suurenemine on lahendanud uute energiasõidukite ebapiisava sõiduulatuse probleemi ning suure võimsusega laadimismoodulite rakendamine on oluliselt lühendanud laadimisaega, kiirendades seeläbi uute energiasõidukite sissetungimist ja toetavate laadimisvaiade ehitamist. . Tulevikus eeldatakse, et selliste tehnoloogiate integreerimine ja süvenev rakendamine nagu optilise salvestuse ja laadimise integreerimine ning V2G sõidukivõrkude integreerimine kiirendab veelgi uute energiatööstuste levikut ja tarbimise populariseerimist.

4. Tööstuse konkurentsimaastik: laadimismoodulite tööstus on täielikult konkurentsivõimeline ja tooteturu ruum on suur.

Laadimismoodul on alalisvoolu laadimisvaiade põhikomponent. Uute energiasõidukite leviku kasvuga kogu maailmas tunnevad tarbijad üha enam muret laadimisulatuse ja laadimise mugavuse pärast. Turunõudlus alalisvoolu kiirlaadimise laadimisvaiade järele on plahvatuslikult kasvanud ja kodumaine laadimisvaiade käitamise turg on alates aastast kasvanud. Algusaegadel oli riigivõrk mitmekesise arengu peamine jõud. Kiiresti tekkis hulk sotsiaalse kapitali operaatoreid, kellel on nii laadimisvaiade seadmete tootmine kui ka töövõime. Kodumaised laadimismoodulite tootjad jätkasid oma tootmis- ja müügimahtude laiendamist kandvate laadimisvaiade ehitamiseks ning nende terviklik konkurentsivõime tugevnes jätkuvalt. .

Praegu, pärast aastatepikkust toote iteratsiooni ja laadimismoodulite arendamist, on tööstusharu konkurents piisav. Peavoolutooted arenevad kõrgepinge ja suure võimsustiheduse suunas ning kaubaturu ruum on suur. Tööstuse ettevõtted saavutavad peamiselt suurema turuosa ja kasumi taseme, täiustades pidevalt toote topoloogiat, juhtimisalgoritme, optimeerides riistvara ja tootmissüsteeme jne.

5. EV laadimismoodulite arengusuunad

Kuna laadimismoodulid toovad kaasa tohutu turunõudluse, areneb tehnoloogia jätkuvalt suure võimsustiheduse, laia pingevahemiku ja kõrge konversioonitõhususe suunas.

1) Poliitikapõhine üleminek nõudlusele

Uute energiasõidukite väljatöötamise toetamiseks ja edendamiseks juhtis laadimisvaiade ehitamist varajases staadiumis peamiselt valitsus ning see suunas tööstuse arengut järk-järgult poliitikatoetuse kaudu endogeense sõidumudeli poole. Alates 2021. aastast on uute energiasõidukite kiire areng esitanud suuri nõudmisi tugirajatiste ja laadimisvaiade ehitamisele. Laadimisvaiade tööstus on viimas lõpule üleminekut poliitikapõhiselt nõudlusepõhiseks.

Seistes silmitsi uute energiasõidukite arvu suurenemisega, lisaks laadimisvaiade paigutuse tihendamisele tuleb laadimisaega veelgi lühendada. Alalisvoolu laadimisvaiadel on kiirem laadimiskiirus ja lühemad laadimisajad, mis sobivad paremini elektrisõidukite kasutajate ajutiseks ja hädaolukorraks laadimise vajadusteks ning võivad tõhusalt lahendada elektrisõidukite vahemiku ärevuse ja laadimisärevuse probleeme. Seetõttu on viimastel aastatel äsja ehitatud laadimisvaiade, eriti avalike laadimisvaiade alalisvoolu kiirlaadimise turu ulatus kiiresti kasvanud ja muutunud peavoolutrendiks paljudes Hiina põhilinnades.

Kokkuvõtteks võib öelda, et ühest küljest vajab uute energiasõidukite arvu jätkuv kasv ka laadimisvaiade tugikonstruktsiooni pidevat täiustamist. Teisest küljest kasutavad elektrisõidukite kasutajad tavaliselt alalisvoolu kiirlaadimist. Alalisvoolu laadimisvaiad on muutunud peavoolutrendiks ning nõudluse juurde on tulnud ka laadimismoodulid. Arenguetapp, kus tõmbejõud on peamine liikumapanev jõud.

(2) Suur võimsustihedus, lai pingevahemik, kõrge muundamise efektiivsus

Nn kiirlaadimine tähendab suurt laadimisvõimsust. Seetõttu arenevad laadimismoodulid kiire laadimise kasvava nõudluse tingimustes jätkuvalt suure võimsuse suunas. Laadimishunniku suur võimsus saavutatakse kahel viisil. Üks on mitme laadimismooduli paralleelne ühendamine, et saavutada võimsuse superpositsioon; teine ​​on laadimismooduli ühe võimsuse suurendamine. Tuginedes tehnilistele vajadustele suurendada võimsustihedust, vähendada ruumi ja vähendada elektriarhitektuuri keerukust, on ühe laadimismooduli võimsuse suurendamine pikaajaline arengusuund. minu riigi laadimismooduleid on arendatud kolm põlvkonda, alates esimesest põlvkonnast 7,5 kW kuni teise põlvkonna 15/20 kW ja on praegu üleminekuperioodil teisest põlvkonnast kolmanda põlvkonna 30/40 kW. Suure võimsusega laadimismoodulid on muutunud turu peavooluks. Samas on miniaturiseerimise konstruktsioonipõhimõttest lähtuvalt samaaegselt võimsustaseme tõusuga suurenenud ka laadimismoodulite võimsustihedus.

Alalisvoolu kiirlaadimise kõrgema võimsustaseme saavutamiseks on kaks võimalust: pinge suurendamine ja voolu suurendamine. Kõrge vooluga laadimislahenduse võttis esmakordselt kasutusele Tesla. Eeliseks on see, et komponentide optimeerimise maksumus on madalam, kuid suur vool toob kaasa suurema soojuskao ja kõrged nõuded soojuse hajumisele ning paksemad juhtmed vähendavad mugavust ja soodustavad vähemal määral. Kõrgepinge lahenduseks on laadimismooduli maksimaalse tööpinge tõstmine. Praegu on see autotootjate sageli kasutatav mudel. See võib võtta arvesse energiatarbimise vähendamise, aku tööea parandamise, kaalu vähendamise ja ruumi säästmise eeliseid. Kõrgepingelahendus eeldab, et elektrisõidukid peavad olema varustatud kõrgepingeplatvormiga, mis toetab kiirlaadimisrakendusi. Praegu on autofirmade poolt tavaliselt kasutatav kiirlaadimislahendus 400 V kõrgepingeplatvorm. 800V pingeplatvormi uurimise ja rakendamisega parandatakse laadimismooduli pingetaset veelgi.

Konversiooni efektiivsuse paranemine on tehniline näitaja, mida laadimismoodulid alati taotlevad. Konversiooni efektiivsuse paranemine tähendab suuremat laadimistõhusust ja väiksemaid kadusid. Praegu on laadimismoodulite maksimaalne efektiivsus üldiselt 95–96%. Tulevikus, elektroonikakomponentide nagu kolmanda põlvkonna toiteseadmed arenedes ja laadimismoodulite väljundpinge liikudes 800V või isegi 1000V suunas, paraneb muundamise efektiivsus veelgi.

(3) ev laadimismoodulite väärtus suureneb

Laadimismoodul on alalisvoolu laadimishunniku põhikomponent, mis moodustab umbes 50% laadimishunniku riistvara maksumusest. Laadimise efektiivsuse paranemine tulevikus sõltub peamiselt laadimismoodulite jõudluse paranemisest. Ühest küljest suurendab paralleelselt ühendatud rohkem laadimismooduleid otseselt laadimismooduli väärtust; teisest küljest sõltub üksiku laadimismooduli võimsustaseme ja võimsustiheduse parandamine nii riistvaraahelate ja juhtimistarkvara optimeeritud disainist kui ka võtmekomponentide tehnoloogiast. Läbimurded, need on võtmetehnoloogiad kogu laadimishunniku võimsuse suurendamiseks, mis tõstab veelgi laadimismooduli väärtust.

6. Tehnilised takistused elektrienergia laadimismoodulite tööstuses

Toiteallika tehnoloogia on interdistsiplinaarne õppeaine, mis ühendab vooluahela topoloogiatehnoloogiat, digitaaltehnoloogiat, magnettehnoloogiat, komponenttehnoloogiat, pooljuhttehnoloogiat ja soojusdisaini tehnoloogiat. See on tehnoloogiamahukas tööstusharu. Alalisvoolu laadimishunniku südamena määrab laadimismoodul otseselt laadimise tõhususe, tööstabiilsuse, ohutuse ja laadimiskuhja töökindluse ning selle tähtsus ja väärtus on silmapaistvad. Toode nõuab suuri ressursside ja professionaalide investeeringuid alates tehnoloogia uurimisest ja arendusest kuni terminalirakenduseni. Elektrooniliste komponentide ja paigutuse valimine, tarkvaraalgoritmi uuendamine ja iteratsioon, rakenduse stsenaariumide täpne mõistmine ning küpsed kvaliteedikontrolli ja testimisplatvormi võimalused mõjutavad otseselt toote kvaliteeti ja stabiilsust. Tööstusse uutel tulijatel on keeruline lühikese aja jooksul koguda erinevaid tehnoloogiaid, personali ja rakenduste stsenaariumiandmeid ning neil on kõrged tehnilised barjäärid.