Tren peluang pengembangan industri modul pengisian kendaraan energi baru

1. Tinjauan perkembangan industri modul pengisian daya

Modul pengisian daya adalah inti dari tumpukan pengisian DC untuk kendaraan energi baru. Karena tingkat penetrasi dan kepemilikan kendaraan energi baru di Tiongkok terus meningkat, permintaan tiang pancang pun meningkat. Pengisian kendaraan energi baru dibagi menjadi pengisian lambat AC dan pengisian cepat DC. Pengisian cepat DC memiliki karakteristik tegangan tinggi, daya tinggi, dan pengisian cepat. Seiring pasar mengejar efisiensi pengisian daya, skala pasar tumpukan pengisian cepat DC dan modul pengisian daya terus berkembang. .

2. Tingkat teknis dan karakteristik industri modul pengisian daya ev

Industri modul pengisi daya tumpukan kendaraan energi baru saat ini memiliki fitur teknis seperti modul tunggal daya tinggi, frekuensi tinggi, miniaturisasi, efisiensi konversi tinggi, dan rentang tegangan lebar.

Dalam hal daya modul tunggal, industri modul pengisian tumpukan pengisian energi baru telah mengalami pengembangan produk utama sebesar 7,5kW pada tahun 2014, arus konstan 20A dan 15kW pada tahun 2015, dan daya konstan 25A dan 15kW pada tahun 2016. Modul pengisian daya aplikasi utama saat ini adalah 20kW dan 30kW. Solusi modul tunggal dan konversi ke solusi modul tunggal catu daya tumpukan pengisian energi baru 40kW. Modul pengisian daya tinggi telah menjadi tren perkembangan pasar di masa depan.

Dalam hal tegangan keluaran, Jaringan Negara mengeluarkan "Standar Verifikasi Kualifikasi dan Kemampuan Pemasok Peralatan Pengisian Kendaraan Listrik" versi 2017 yang menyatakan bahwa kisaran tegangan keluaran pengisi daya DC adalah 200-750V, dan tegangan daya konstan mencakup setidaknya rentang 400-500V dan 600-750V. Oleh karena itu, semua produsen modul umumnya merancang modul untuk 200-750V dan memenuhi kebutuhan daya yang konstan. Dengan peningkatan jangkauan jelajah kendaraan listrik dan permintaan pengguna kendaraan energi baru untuk mengurangi waktu pengisian, industri telah mengusulkan arsitektur pengisian super cepat 800V, dan beberapa perusahaan telah merealisasikan pasokan modul pengisian tumpukan pengisian DC dengan jangkauan yang luas. rentang tegangan keluaran 200-1000V. .

Dalam hal frekuensi tinggi dan miniaturisasi modul pengisian daya, kekuatan modul mesin tunggal dari pasokan listrik tumpukan pengisian energi baru telah meningkat, tetapi volumenya tidak dapat diperluas secara proporsional. Oleh karena itu, meningkatkan frekuensi switching dan mengintegrasikan komponen magnetik menjadi cara penting untuk meningkatkan kepadatan daya.

Dalam hal efisiensi modul pengisian daya, perusahaan besar di industri modul pengisian tumpukan energi baru umumnya memiliki efisiensi puncak maksimum 95%-96%. Di masa depan, dengan berkembangnya komponen elektronik seperti perangkat listrik generasi ketiga dan mempopulerkan kendaraan listrik dengan tegangan 800V atau bahkan lebih tinggi Dengan platform tegangan tinggi, industri ini diharapkan dapat menghasilkan produk dengan efisiensi puncak lebih dari 98%. .

Ketika kepadatan daya modul pengisian daya meningkat, hal ini juga membawa masalah pembuangan panas yang lebih besar. Dalam hal pembuangan panas pada modul pengisian daya, metode pembuangan panas yang umum saat ini di industri adalah pendinginan udara paksa, dan ada juga metode seperti saluran udara dingin tertutup dan pendinginan air. Pendinginan udara memiliki keunggulan biaya rendah dan struktur sederhana. Namun, seiring dengan meningkatnya tekanan pembuangan panas, kerugian dari kapasitas pembuangan panas yang terbatas dan kebisingan yang tinggi dari pendingin udara akan semakin terlihat. Melengkapi modul pengisian daya dan saluran senjata dengan pendingin cair telah menjadi solusi utama. arah teknis.

3. Kemajuan teknologi mempercepat berkembangnya peluang penetrasi industri energi baru

Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi industri energi baru terus mengalami kemajuan dan terobosan, dan peningkatan tingkat penetrasi telah mendorong perkembangan berkelanjutan industri modul pengisian daya hulu. Peningkatan signifikan dalam kepadatan energi baterai telah memecahkan masalah kurangnya daya jelajah kendaraan energi baru, dan penerapan modul pengisian daya tinggi telah sangat mempersingkat waktu pengisian daya, sehingga mempercepat penetrasi kendaraan energi baru dan pembangunan pendukung tumpukan pengisian daya. . Di masa depan, integrasi dan pendalaman penerapan teknologi seperti penyimpanan optik dan integrasi pengisian daya serta integrasi jaringan kendaraan V2G diharapkan akan semakin mempercepat penetrasi industri energi baru dan mempopulerkan konsumsi.

4. Lanskap persaingan industri: Industri modul pengisian daya sepenuhnya kompetitif dan ruang pasar produknya besar.

Modul pengisian daya adalah komponen inti tumpukan pengisian DC. Dengan meningkatnya tingkat penetrasi kendaraan energi baru di seluruh dunia, konsumen semakin khawatir akan jangkauan pengisian daya dan kenyamanan pengisian daya. Permintaan pasar untuk tumpukan pengisian cepat DC telah meledak, dan pasar operasi tumpukan pengisian domestik telah berkembang dari Pada awalnya, Jaringan Negara adalah kekuatan utama dalam diversifikasi pembangunan. Sejumlah operator modal sosial dengan kemampuan manufaktur dan pengoperasian peralatan tiang pancang pengisi daya muncul dengan cepat. Produsen modul pengisian daya dalam negeri terus memperluas skala produksi dan penjualannya untuk pembangunan tiang penyangga pengisian daya, dan daya saing komprehensif mereka terus menguat. .

Saat ini, setelah bertahun-tahun melakukan iterasi produk dan pengembangan modul pengisian daya, persaingan industri sudah cukup. Produk arus utama berkembang ke arah tegangan tinggi dan kepadatan daya tinggi, dan ruang pasar produk besar. Perusahaan-perusahaan di industri ini terutama memperoleh pangsa pasar dan tingkat keuntungan yang lebih tinggi dengan terus meningkatkan topologi produk, algoritma kontrol, mengoptimalkan perangkat keras dan sistem produksi, dll.

5. Tren pengembangan modul pengisian daya ev

Karena modul pengisian daya mengantarkan permintaan pasar yang besar, teknologi terus berkembang menuju kepadatan daya yang tinggi, rentang tegangan yang luas, dan efisiensi konversi yang tinggi.

1) Pergeseran yang didorong oleh kebijakan menjadi didorong oleh permintaan

Untuk mendukung dan mempromosikan pengembangan kendaraan energi baru, pembangunan tiang pengisian terutama dipimpin oleh pemerintah pada tahap awal, dan secara bertahap mengarahkan pengembangan industri menuju model penggerak endogen melalui dukungan kebijakan. Sejak tahun 2021, pesatnya perkembangan kendaraan energi baru memberikan tuntutan yang besar terhadap pembangunan fasilitas pendukung dan tiang pancang pengisian. Industri tiang pancang sedang menyelesaikan transformasi dari yang didorong oleh kebijakan menjadi didorong oleh permintaan.

Menghadapi semakin banyaknya kendaraan energi baru, selain peningkatan kepadatan tata letak tumpukan pengisian, waktu pengisian harus semakin dipersingkat. Tumpukan pengisian DC memiliki kecepatan pengisian lebih cepat dan waktu pengisian lebih pendek, yang lebih cocok untuk kebutuhan pengisian sementara dan darurat pengguna kendaraan listrik, dan secara efektif dapat memecahkan masalah kecemasan jangkauan kendaraan listrik dan kecemasan pengisian daya. Oleh karena itu, dalam beberapa tahun terakhir, skala pasar pengisian cepat DC di tumpukan pengisian daya yang baru dibangun, terutama tumpukan pengisian daya publik, telah berkembang pesat dan telah menjadi tren utama di banyak kota inti di Tiongkok.

Kesimpulannya, di satu sisi, seiring dengan terus bertambahnya jumlah kendaraan energi baru, maka konstruksi pendukung tiang pengisi daya perlu terus ditingkatkan. Di sisi lain, pengguna kendaraan listrik umumnya mengejar pengisian cepat DC. Tumpukan pengisian daya DC telah menjadi tren utama, dan modul pengisian daya juga telah memasuki permintaan. Suatu tahap perkembangan dimana tarikan merupakan kekuatan pendorong utama.

(2) Kepadatan daya tinggi, rentang tegangan lebar, efisiensi konversi tinggi

Yang disebut pengisian cepat berarti daya pengisian tinggi. Oleh karena itu, di tengah meningkatnya permintaan akan pengisian cepat, modul pengisian daya terus berkembang ke arah daya tinggi. Kekuatan tinggi dari tumpukan pengisi daya dicapai dengan dua cara. Salah satunya adalah menghubungkan beberapa modul pengisian daya secara paralel untuk mencapai superposisi daya; yang lainnya adalah meningkatkan daya tunggal modul pengisian daya. Berdasarkan kebutuhan teknis untuk meningkatkan kepadatan daya, mengurangi ruang, dan mengurangi kompleksitas arsitektur kelistrikan, meningkatkan daya modul pengisian daya tunggal merupakan tren perkembangan jangka panjang. modul pengisian daya negara saya telah melalui tiga generasi pengembangan, dari generasi pertama 7,5kW ke generasi kedua 15/20kW, dan sekarang sedang dalam masa konversi dari generasi kedua ke generasi ketiga 30/40kW. Modul pengisian daya tinggi telah menjadi arus utama pasar. Pada saat yang sama, berdasarkan prinsip desain miniaturisasi, kepadatan daya modul pengisian daya juga meningkat seiring dengan peningkatan tingkat daya.

Ada dua cara untuk mencapai pengisian cepat DC tingkat daya yang lebih tinggi: meningkatkan voltase dan meningkatkan arus. Solusi pengisian daya arus tinggi pertama kali diadopsi oleh Tesla. Keuntungannya adalah biaya pengoptimalan komponen lebih rendah, tetapi arus yang tinggi akan menyebabkan kehilangan panas yang lebih tinggi dan persyaratan pembuangan panas yang tinggi, dan kabel yang lebih tebal mengurangi kenyamanan dan meningkatkan tingkat yang lebih rendah. Solusi tegangan tinggi adalah dengan meningkatkan tegangan operasi maksimum modul pengisian daya. Saat ini model ini umum digunakan oleh produsen mobil. Hal ini dapat mempertimbangkan keuntungan dari pengurangan konsumsi energi, meningkatkan masa pakai baterai, mengurangi berat, dan menghemat ruang. Solusi tegangan tinggi mengharuskan kendaraan listrik dilengkapi dengan platform tegangan tinggi untuk mendukung aplikasi pengisian cepat. Saat ini, solusi pengisian cepat yang biasa digunakan oleh perusahaan mobil adalah platform tegangan tinggi 400V. Dengan penelitian dan penerapan platform tegangan 800V, level tegangan modul pengisian daya akan lebih ditingkatkan.

Peningkatan efisiensi konversi merupakan indikator teknis yang selalu dikejar oleh modul pengisian daya. Peningkatan efisiensi konversi berarti efisiensi pengisian yang lebih tinggi dan kerugian yang lebih rendah. Saat ini, efisiensi puncak maksimum modul pengisian daya umumnya 95%~96%. Di masa depan, dengan perkembangan komponen elektronik seperti perangkat listrik generasi ketiga dan tegangan keluaran modul pengisian daya menuju 800V atau bahkan 1000V, efisiensi konversi akan semakin ditingkatkan.

(3) Nilai modul pengisian ev meningkat

Modul pengisian daya adalah komponen inti dari tumpukan pengisian daya DC, yang menyumbang sekitar 50% dari biaya perangkat keras tumpukan pengisian daya. Peningkatan efisiensi pengisian daya di masa depan terutama bergantung pada peningkatan kinerja modul pengisian daya. Di satu sisi, semakin banyak modul pengisian daya yang dihubungkan secara paralel akan secara langsung meningkatkan nilai modul pengisian daya; di sisi lain, peningkatan tingkat daya dan kepadatan daya modul pengisian tunggal bergantung pada desain sirkuit perangkat keras dan perangkat lunak kontrol yang dioptimalkan serta teknologi komponen utama. Terobosan, ini adalah teknologi utama untuk meningkatkan daya seluruh tumpukan pengisian daya, yang selanjutnya akan meningkatkan nilai modul pengisian daya.

6. Hambatan teknis dalam industri modul pengisian daya ev

Teknologi catu daya merupakan mata kuliah interdisipliner yang mengintegrasikan teknologi topologi rangkaian, teknologi digital, teknologi magnetik, teknologi komponen, teknologi semikonduktor, dan teknologi desain termal. Ini adalah industri yang padat teknologi. Sebagai inti dari tumpukan pengisian daya DC, modul pengisian daya secara langsung menentukan efisiensi pengisian daya, stabilitas operasional, keamanan dan keandalan tumpukan pengisian daya, serta kepentingan dan nilainya yang luar biasa. Suatu produk memerlukan investasi sumber daya dan profesional yang besar mulai dari penelitian dan pengembangan teknologi hingga aplikasi terminal. Cara memilih komponen dan tata letak elektronik, peningkatan dan iterasi algoritma perangkat lunak, pemahaman skenario aplikasi yang akurat, dan kontrol kualitas yang matang serta kemampuan platform pengujian semuanya akan mempengaruhi kualitas dan stabilitas Produk memiliki dampak langsung. Sulit bagi pendatang baru di industri ini untuk mengumpulkan berbagai teknologi, personel, dan data skenario aplikasi dalam waktu singkat, dan mereka memiliki hambatan teknis yang tinggi.