روندها در قابلیت شارژ EV

رشد بازار خودروهای الکتریکی ممکن است اجتناب‌ناپذیر به نظر برسد: تمرکز بر کاهش انتشار CO2، فضای سیاسی فعلی، سرمایه‌گذاری دولت و صنعت خودروسازی، و پیگیری مداوم جامعه تمام الکتریکی، همگی به نعمت در خودروهای الکتریکی اشاره می‌کنند. با این حال، تا کنون، پذیرش گسترده خودروهای الکتریکی توسط مصرف کنندگان به دلیل زمان شارژ طولانی و فقدان زیرساخت شارژ با مشکل مواجه شده است. پیشرفت در فناوری شارژ EV این چالش ها را برطرف می کند و امکان شارژ سریع و ایمن در خانه و جاده را فراهم می کند. اجزای شارژ و زیرساخت‌ها در حال افزایش هستند تا نیازهای بازار رو به رشد خودروهای برقی را برآورده کنند و راه را برای رشد تصاعدی در حمل‌ونقل الکتریکی هموار کنند.

نیروهای محرکه در پشت بازار خودروهای الکتریکی

سرمایه گذاری در خودروهای برقی چندین سال است که در حال رشد بوده است، اما توجه و تقاضای فزاینده توسط چندین بخش از جامعه مورد تاکید قرار گرفته است. تمرکز فزاینده بر راه حل های آب و هوایی اهمیت وسایل نقلیه الکتریکی را برجسته کرده است - توانایی کاهش انتشار کربن از موتورهای احتراق داخلی و سرمایه گذاری در حمل و نقل انرژی پاک به یک هدف گسترده برای دولت و صنعت تبدیل شده است. این تمرکز بر رشد پایدار و حفاظت از منابع طبیعی همچنین فناوری را به سمت جامعه ای تمام الکتریکی سوق می دهد - جهانی با انرژی نامحدود مبتنی بر منابع تجدید پذیر بدون انتشار مضر.
این محرک‌های زیست‌محیطی و فناوری در اولویت‌های مقررات و سرمایه‌گذاری فدرال، به‌ویژه در پرتو قانون سرمایه‌گذاری زیرساختی و مشاغل 2021، که 7.5 میلیارد دلار برای زیرساخت‌های خودروهای برقی در سطح فدرال، 2.5 میلیارد دلار برای کمک‌های زیرساختی شارژ و سوخت‌گیری خودروهای برقی اختصاص داده است، منعکس می‌شوند. و 5 میلیارد دلار برای برنامه ملی شارژ خودروهای الکتریکی. دولت بایدن همچنین به دنبال ساخت و نصب 500000 ایستگاه شارژ DC در سراسر کشور است.

این روند در سطح ایالتی نیز قابل مشاهده است. ایالت هایی از جمله کالیفرنیا، ماساچوست و نیوجرسی در حال پیگیری قانونی برای پذیرش خودروهای تمام الکتریکی هستند. اعتبارات مالیاتی، جنبش Electrify America، مشوق‌ها و دستورات نیز بر مصرف‌کنندگان و تولیدکنندگان تأثیر می‌گذارد تا از جنبش EV استقبال کنند.

خودروسازان نیز به حرکت به سمت خودروهای الکتریکی می پیوندند. خودروسازان پیشرو از جمله جنرال موتورز، فورد، فولکس واگن، بی‌ام‌و و آئودی به‌طور مداوم مدل‌های جدید EV را معرفی می‌کنند. تا پایان سال 2022، انتظار می رود بیش از 80 مدل EV و پلاگین هیبریدی در بازار موجود باشد. تعداد فزاینده‌ای از تولیدکنندگان خودروهای برقی جدید نیز به بازار می‌پیوندند، از جمله تسلا، لوسید، نیکولا و ریویان.

شرکت های آب و برق نیز در حال آماده شدن برای یک جامعه تمام برقی هستند. مهم است که شرکت‌های برق در هنگام برق‌رسانی به منظور پاسخگویی به تقاضای فزاینده، جلوتر از منحنی باشند، و زیرساخت‌های حیاتی از جمله ریزشبکه‌ها در امتداد بین ایالت‌ها برای تطبیق با ایستگاه‌های شارژ برق مورد نیاز است. ارتباط خودرو به شبکه نیز در امتداد آزادراه ها در حال افزایش است.

موانع رشد

در حالی که شتاب برای پذیرش گسترده EV در حال افزایش است، انتظار می رود چالش ها مانع رشد شوند. در حالی که مشوق‌ها مصرف‌کنندگان یا ناوگان را تشویق می‌کنند تا به وسایل نقلیه الکتریکی روی بیاورند، ممکن است با مشکل همراه باشند - ممکن است حرکتی برای خودروهای الکتریکی وجود داشته باشد تا بتوانند با زیرساخت‌ها برای ردیابی مسافت پیموده شده ارتباط برقرار کنند، که نیازمند نوآوری‌های فناوری و زیرساخت‌های ارتباطی در فضای باز است.

یکی از بزرگترین موانع برای پذیرش EV در سطح مصرف کننده، زیرساخت شارژ قابل اعتماد و کارآمد است. تخمین زده می شود که تا سال 2030 به 9.6 میلیون پورت شارژ برای تطبیق با رشد پیش بینی شده بازار خودروهای برقی نیاز باشد. تقریبا 80 درصد از این پورت ها شارژرهای خانگی و حدود 20 درصد شارژرهای عمومی یا محل کار خواهند بود. در حال حاضر، مصرف‌کنندگان در خرید خودروی برقی به دلیل نگرانی از مسافت دوری می‌کنند – این نگرانی که خودروی آن‌ها نمی‌تواند یک سفر طولانی را بدون نیاز به شارژ مجدد انجام دهد و ایستگاه‌های شارژ در صورت نیاز در دسترس یا کارآمد نیستند.

به ویژه شارژرهای عمومی یا اشتراکی باید بتوانند قابلیت شارژ با سرعت بالا و تقریباً ثابت را در تمام ساعات شبانه روز ارائه دهند. راننده ای که در یک ایستگاه شارژ در امتداد بزرگراه توقف می کند احتمالاً به شارژ سریع و پرقدرت نیاز دارد - سیستم های شارژ پرقدرت قادر خواهند بود پس از چند دقیقه شارژ باتری تقریباً کاملاً شارژ شده را به وسایل نقلیه بدهند.

شارژرهای پرسرعت برای کارکرد قابل اعتماد به ملاحظات طراحی خاصی نیاز دارند. قابلیت های خنک کننده مایع برای نگه داشتن پین های شارژ در دمای بهینه و طولانی شدن زمان شارژ شدن خودرو با جریان های بالاتر ضروری است. در نواحی پر تراکم شارژ خودرو، خنک نگه داشتن پین‌های تماس، شارژ قوی و قابل اعتماد کارآمد و ثابتی ایجاد می‌کند تا جریان ثابت تقاضای شارژ مصرف‌کننده را برآورده کند.

ملاحظات طراحی شارژر پرقدرت

شارژرهای EV به طور فزاینده‌ای با تمرکز بر بهینه‌سازی استحکام و قابلیت‌های شارژ پرقدرت برای برآورده کردن نیازهای رانندگان خودروهای برقی و غلبه بر اضطراب محدوده ساخته می‌شوند. یک شارژر EV پرقدرت با 500 آمپر با سیستم خنک‌کننده و نظارت مایع امکان‌پذیر شده است - حامل تماسی در کانکتور شارژ دارای هدایت حرارتی است و همچنین به عنوان یک سینک حرارتی عمل می‌کند زیرا خنک‌کننده گرما را از طریق کانال‌های خنک‌کننده یکپارچه دفع می‌کند. این شارژرها دارای حسگرهای مختلفی هستند، از جمله سنسورهای نشت مایع خنک کننده و نظارت دقیق دما در هر تماس برق برای اطمینان از اینکه پین ​​ها از 90 درجه سانتیگراد تجاوز نمی کنند. اگر به آن آستانه برسد، کنترل کننده شارژ در ایستگاه شارژ، توان خروجی را کاهش می دهد تا دمای قابل قبولی را حفظ کند.

شارژرهای EV نیز باید بتوانند در برابر سایش مقاومت کنند و به راحتی تحت تعمیر و نگهداری قرار گیرند. دستگیره های شارژ EV برای ساییدگی و پارگی طراحی شده اند، جابجایی خشن در طول زمان که روی صورت جفت گیری تأثیر می گذارد اجتناب ناپذیر است. شارژرها به طور فزاینده ای با اجزای مدولار طراحی می شوند که امکان جایگزینی آسان چهره جفت را فراهم می کند.
مدیریت کابل در ایستگاه های شارژ نیز یک ملاحظه مهم برای طول عمر و قابلیت اطمینان است. کابل‌های شارژ پرقدرت حاوی سیم‌های مسی، خطوط خنک‌کننده مایع و کابل‌های فعالیت هستند، اما همچنان باید در برابر کشیدن یا راندن مقاومت کنند. ملاحظات دیگر شامل چفت‌های قفل‌شونده است که به راننده اجازه می‌دهد بدون نگرانی از اینکه ممکن است کسی کابل را جدا کند، خودروی خود را در ایستگاه‌های عمومی شارژ کند (مژولار بودن صفحه جفت به همراه تصویری از جریان مایع خنک‌کننده).