Trendovi u mogućnostima punjenja električnih vozila

Rast tržišta električnih vozila može se činiti neizbježnim: usmjerenost na smanjenje emisija CO2, trenutna politička klima, ulaganja vlade i automobilske industrije te stalna potraga za potpuno električnim društvom ukazuju na blagodat električnih vozila. Međutim, do sada je široko prihvaćanje električnih vozila od strane potrošača bilo ometano dugim vremenima punjenja i nedostatkom infrastrukture za punjenje. Napredak u tehnologiji punjenja električnih vozila rješava ove izazove, omogućujući sigurno i brzo punjenje kod kuće i na cesti. Komponente i infrastruktura za punjenje rastu kako bi zadovoljile potrebe brzorastućeg tržišta električnih vozila, utirući put eksponencijalnom rastu električnog prijevoza.

POKRETAČKE SNAGE TRŽIŠTA EV

Ulaganje u električna vozila raste već nekoliko godina, no povećanu pozornost i potražnju ističe nekoliko sektora društva. Sve veći fokus na klimatska rješenja istaknuo je važnost električnih vozila – mogućnost smanjenja emisija ugljika iz motora s unutarnjim izgaranjem i ulaganja u prijevoz čiste energije postala je široko rasprostranjen cilj za vladu i industriju. Ovaj fokus na održivi rast i očuvanje prirodnih resursa također pokreće tehnologiju prema potpuno električnom društvu – svijetu s neograničenom energijom koji se temelji na obnovljivim izvorima bez štetnih emisija.
Ovi ekološki i tehnološki pokretači odražavaju se u prioritetima savezne regulative i ulaganja, posebno u svjetlu Zakona o ulaganjima u infrastrukturu i zapošljavanju iz 2021., koji je namijenio 7,5 milijardi dolara za infrastrukturu električnih vozila na saveznoj razini, 2,5 milijardi dolara za bespovratna sredstva za infrastrukturu za punjenje i punjenje goriva, i 5 milijardi dolara prema Nacionalnom programu punjenja električnih vozila. Bidenova administracija također slijedi cilj izgradnje i instaliranja 500.000 DC punionica diljem zemlje.

Taj trend vidljiv je i na državnoj razini. Države, uključujući Kaliforniju, Massachusetts i New Jersey, provode zakone koji bi prihvatili potpuno električna vozila. Porezne olakšice, pokret Electrify America, poticaji i mandati također utječu na potrošače i proizvođače da prihvate pokret električnih vozila.

Proizvođači automobila također se pridružuju pomaku prema električnim vozilima. Vodeći naslijeđeni proizvođači automobila, uključujući GM, Ford, Volkswagen, BMW i Audi, neprestano predstavljaju nove EV modele. Do kraja 2022. očekuje se da će na tržištu biti dostupno više od 80 EV modela i plug-in hibrida. Sve je veći broj novih proizvođača električnih vozila koji se pridružuju tržištu, uključujući Teslu, Lucid, Nikolu i Rivian.

Komunalna poduzeća također se pripremaju za potpuno električno društvo. Važno je da komunalna poduzeća budu ispred krivulje kada je u pitanju elektrifikacija kako bi se zadovoljila sve veća potražnja, a bit će potrebna kritična infrastruktura, uključujući mikromreže duž međudržavnih cesta kako bi se smjestile stanice za punjenje. Komunikacija između vozila i mreže također dobiva na snazi ​​duž autocesta.

BLOKADE KA RASTU

Iako sve više dobiva na zamahu široko rasprostranjeno prihvaćanje električnih vozila, očekuje se da će izazovi spriječiti rast. Iako će poticaji potaknuti potrošače ili vozne parkove da se prebace na električna vozila, oni bi mogli imati jednu začkoljicu – moglo bi doći do pokreta za električna vozila koja će moći komunicirati s infrastrukturom za praćenje kilometraže, što zahtijeva tehnološke inovacije i vanjsku komunikacijsku infrastrukturu.

Jedna od najvećih prepreka usvajanju električnih vozila na razini potrošača je pouzdana i učinkovita infrastruktura za punjenje. Procjenjuje se da će do 2030. biti potrebno 9,6 milijuna priključaka za punjenje kako bi se zadovoljio predviđeni rast tržišta električnih vozila. Gotovo 80% tih priključaka bit će kućni punjači, a oko 20% javni ili radni punjači. Trenutačno, potrošači oklijevaju s kupnjom EV vozila zbog straha od dometa – zabrinutosti da njihov automobil neće moći prijeći dugo putovanje bez ponovnog punjenja i da stanice za punjenje neće biti dostupne ili učinkovite kada je to potrebno.

Posebice javni ili zajednički punjači moraju biti u mogućnosti pružiti gotovo konstantne mogućnosti punjenja velikom brzinom 24 sata dnevno. Vozač koji se zaustavi na stanici za punjenje uz autocestu vjerojatno treba brzo punjenje velike snage – sustavi punjenja velike snage moći će vozilima dati gotovo potpuno napunjenu bateriju nakon samo nekoliko minuta punjenja.

Punjači velike brzine zahtijevaju posebna razmatranja dizajna kako bi pouzdano radili. Mogućnosti hlađenja tekućinom neophodne su kako bi se igle za punjenje održavale na optimalnoj temperaturi i produžilo vrijeme u kojem se vozilo može puniti s višim strujama. U područjima punjenja s velikim brojem vozila, održavanje kontaktnih pinova ohlađenima stvorit će učinkovito i dosljedno pouzdano punjenje velike snage kako bi se zadovoljio stalni protok potrošačkih zahtjeva za punjenje.

RAZMATRANJA DIZAJNA PUNJAČA VISOKE SNAGE

Punjači za električna vozila sve se više izrađuju s fokusom na optimizaciju robusnosti i mogućnosti punjenja velike snage kako bi se zadovoljile potrebe vozača električnih vozila i prevladala zabrinutost za domet. Snažni EV punjač od 500 ampera omogućen je sustavom za hlađenje tekućinom i nadzorom – kontaktni nosač u konektoru za punjenje ima toplinsku vodljivost i također služi kao hladnjak jer rashladno sredstvo raspršuje toplinu putem integriranih rashladnih kanala. Ovi punjači sadrže razne senzore, uključujući senzore curenja rashladne tekućine i precizno praćenje temperature pri svakom kontaktu napajanja kako bi se osiguralo da igle ne prelaze 90 stupnjeva Celzijusa. Ako se dosegne taj prag, regulator punjenja u stanici za punjenje smanjuje izlaznu snagu kako bi održao prihvatljivu temperaturu.

EV punjači također moraju biti u stanju izdržati habanje i lako se podvrgavati održavanju. Ručke za punjenje električnih vozila dizajnirane su za trošenje i habanje, grubo rukovanje tijekom vremena koje utječe na lice za spajanje je neizbježno. Punjači se sve više dizajniraju s modularnim komponentama, što omogućuje jednostavnu zamjenu spojne strane.
Upravljanje kabelima u stanicama za punjenje također je važan faktor za dugovječnost i pouzdanost. Snažni kabeli za punjenje sadrže bakrene žice, vodove za tekuće hlađenje i kabele za aktivnost, ali ipak moraju izdržati povlačenje ili vožnju. Ostala razmatranja uključuju zasune koji se mogu zaključati, što vozaču omogućuje da ostavi (Modularnost spojne strane zajedno s ilustracijom protoka rashladne tekućine) svoje vozilo koje se puni na javnoj stanici bez brige da bi netko mogao odvojiti kabel.