Tendencias nas capacidades de carga de vehículos eléctricos

O crecemento do mercado de vehículos eléctricos pode parecer inevitable: o foco na redución de emisións de CO2, o clima político actual, o investimento do goberno e da industria automotriz e a procura continua da sociedade totalmente eléctrica apuntan a un beneficio nos vehículos eléctricos. Ata agora, con todo, a adopción xeneralizada dos vehículos eléctricos por parte dos consumidores viuse obstaculizada polos longos tempos de carga e a falta de infraestrutura de carga. Os avances na tecnoloxía de carga de vehículos eléctricos están abordando estes desafíos, permitindo unha carga segura e rápida na casa e na estrada. Os compoñentes e as infraestruturas de carga están aumentando para satisfacer as necesidades do mercado de vehículos eléctricos en rápido crecemento, abrindo o camiño para un crecemento exponencial do transporte eléctrico.

FORZAS MOTOR DO MERCADO EV

O investimento en vehículos eléctricos leva varios anos medrando, pero o aumento da atención e da demanda foi enfatizado por varios sectores da sociedade. O crecente enfoque nas solucións climáticas destacou a importancia dos vehículos eléctricos: a capacidade de reducir as emisións de carbono dos motores de combustión interna e investir no transporte de enerxía limpa converteuse nun obxectivo xeneralizado tanto para o goberno como para a industria. Este enfoque no crecemento sostible e a conservación dos recursos naturais tamén impulsa a tecnoloxía a unha tendencia cara a unha sociedade totalmente eléctrica: un mundo con enerxía ilimitada baseado en recursos renovables sen emisións nocivas.
Estes motores ambientais e tecnolóxicos reflíctense nas prioridades da regulación e do investimento federal, especialmente á luz da Lei de Investimento e Emprego en Infraestruturas de 2021, que destinou 7.500 millóns de dólares para infraestruturas de vehículos eléctricos a nivel federal, 2.500 millóns de dólares para subvencións de infraestruturas de carga e reabastecemento de combustible. e 5.000 millóns de dólares para o Programa Nacional de Carga de Vehículos Eléctricos. A Administración Biden tamén persegue o obxectivo de construír e instalar 500.000 estacións de carga de CC en todo o país.

Esta tendencia tamén se pode apreciar a nivel estatal. Estados como California, Massachusetts e Nova Jersey están aplicando lexislación para adoptar vehículos totalmente eléctricos. Os créditos fiscais, o movemento Electrify America, os incentivos e os mandatos tamén inflúen en consumidores e fabricantes para que adopten o movemento dos vehículos eléctricos.

Os fabricantes de automóbiles únense tamén ao movemento cara aos vehículos eléctricos. Os principais fabricantes de automóbiles legados, como GM, Ford, Volkswagen, BMW e Audi, están introducindo constantemente novos modelos de vehículos eléctricos. Para finais de 2022, espérase que haxa máis de 80 modelos EV e híbridos enchufables dispoñibles no mercado. Hai un número crecente de novos fabricantes de vehículos eléctricos que se incorporan ao mercado, incluíndo Tesla, Lucid, Nikola e Rivian.

As empresas de servizos públicos tamén se están preparando para unha sociedade totalmente eléctrica. É importante que as empresas de servizos públicos se manteñan á fronte da curva no que se refire á electrificación para acomodar a crecente demanda, e necesitaranse infraestruturas críticas, incluíndo microredes, ao longo das interestatais para acomodar estacións de carga eléctrica. A comunicación de vehículo a rede tamén está gañando tracción nas autoestradas.

OBSTÁCULOS PARA O CRECEMENTO

Aínda que está gañando impulso para a adopción xeneralizada de vehículos eléctricos, espérase que os desafíos obstaculicen o crecemento. Aínda que os incentivos alentarán aos consumidores ou flotas a cambiar aos vehículos eléctricos, poden ter un problema: pode haber un movemento para que os vehículos eléctricos poidan comunicarse coa infraestrutura para rastrexar a quilometraxe, requirindo innovacións tecnolóxicas e infraestruturas de comunicacións ao aire libre.

Un dos maiores obstáculos para a adopción de vehículos eléctricos a nivel de consumidores é unha infraestrutura de carga fiable e eficiente. Estímase que para 2030 serán necesarios 9,6 millóns de portos de carga para acomodar o crecemento previsto do mercado de vehículos eléctricos. Case o 80% deses portos serán cargadores domésticos e preto do 20% serán cargadores públicos ou de traballo. Actualmente, os consumidores dubidan en comprar un vehículo eléctrico debido á ansiedade do alcance: a preocupación de que o seu coche non poida facer unha longa viaxe sen ter que recargalo e de que as estacións de carga non estarán dispoñibles ou non serán eficientes cando sexa necesario.

Os cargadores públicos ou compartidos, en particular, deben poder ofrecer capacidades de carga de alta velocidade case constantes durante todo o día. Un condutor que se detén nunha estación de carga ao longo dunha autoestrada probablemente necesite unha carga rápida de alta potencia: os sistemas de carga de alta potencia poderán proporcionar aos vehículos unha batería case completamente recargada despois de só uns minutos de carga.

Os cargadores de alta velocidade requiren consideracións de deseño específicas para funcionar de forma fiable. As capacidades de refrixeración líquida son necesarias para manter os pinos de carga a unha temperatura óptima e prolongar o tempo que se pode cargar un vehículo con correntes máis altas. Nas áreas de carga de vehículos densas, manter os pinos de contacto arrefriados creará unha carga eficiente e fiable de alta potencia para satisfacer o fluxo constante de demanda de carga dos consumidores.

CONSIDERACIONES DE DESEÑO DE CARGADOR DE ALTA POTENCIA

Os cargadores de vehículos eléctricos están a construírse cada vez máis con foco na optimización da robustez e as capacidades de carga de alta potencia para satisfacer as necesidades dos condutores de vehículos eléctricos e superar a ansiedade do alcance. Un cargador EV de alta potencia con 500 amperios é posible co sistema de control e refrixeración líquida: o soporte de contacto do conector de carga presenta condutividade térmica e tamén serve como disipador de calor xa que o refrixerante disipa a calor a través de condutos de refrixeración integrados. Estes cargadores conteñen unha variedade de sensores, incluíndo sensores de fuga de refrixerante e monitorización precisa da temperatura en cada contacto de enerxía para garantir que os pinos non superen os 90 graos Celsius. Se se alcanza ese limiar, o controlador de carga da estación de carga reduce a potencia de saída para manter unha temperatura aceptable.

Os cargadores de vehículos eléctricos tamén deben ser capaces de soportar o desgaste e someterse a un mantemento sinxelo. As asas de carga de vehículos eléctricos están deseñadas para o desgaste, e é inevitable unha manipulación brusca ao longo do tempo que afecta á cara de acoplamento. Cada vez máis, os cargadores están a ser deseñados con compoñentes modulares, permitindo a fácil substitución da cara de acoplamento.
A xestión de cables nas estacións de carga tamén é unha consideración importante para a lonxevidade e a fiabilidade. Os cables de carga de alta potencia conteñen fíos de cobre, liñas de refrixeración líquida e cables de actividade aínda que aínda teñen que soportar ser tirados ou arrolados. Outras consideracións inclúen pestillos bloqueables, que permiten que un condutor deixe (modularidade da cara de acoplamento xunto cunha ilustración do fluxo de refrixerante) o seu vehículo cargando nunha estación pública sen preocuparse de que alguén poida desconectar o cable.