מגמת הזדמנות פיתוח חדשה של מודול טעינת רכב אנרגיה

1. סקירה כללית של התפתחות תעשיית מודולי הטעינה

מודולי טעינה הם הליבה של ערימות טעינה DC עבור רכבי אנרגיה חדשים. ככל שקצב החדירה והבעלות על רכבי אנרגיה חדשים בסין ממשיכים לעלות, הביקוש לערימות טעינה גובר. טעינת רכב אנרגיה חדשה מחולקת לטעינה איטית AC וטעינה מהירה DC. לטעינה מהירה DC ​​יש מאפיינים של מתח גבוה, הספק גבוה וטעינה מהירה. ככל שהשוק שואף ליעילות הטעינה, קנה המידה בשוק של ערימות טעינה מהירה של DC ומודולי טעינה ממשיך להתרחב. .

2. רמה טכנית ומאפיינים של תעשיית מודולי הטעינה ev

תעשיית מודול הטעינה החדשה לרכבי האנרגיה החדשה כוללת תכונות טכניות כמו מודול יחיד, הספק גבוה, תדר גבוה, מזעור, יעילות המרה גבוהה וטווח מתח רחב.

במונחים של הספק מודול יחיד, תעשיית מודולי טעינת ערימות האנרגיה החדשה חוותה את פיתוח המוצר המיינסטרים של 7.5kW ב-2014, זרם קבוע 20A ו-15kW ב-2015, והספק קבוע של 25A ו-15kW ב-2016. מודולי הטעינה הנוכחיים של אפליקציות מיינסטרים הם 20kW ו-30kW. פתרונות מודול בודד והמרה ל-40kW חדש של ערימת טעינת אנרגיה פתרונות אספקת מודול בודד. מודולי טעינה בהספק גבוה הפכו לטרנד פיתוח בשוק בעתיד.

במונחים של מתח מוצא, רשת המדינה הוציאה את גרסת 2017 של "תקני אימות ויכולת לספקי ציוד טעינת רכב חשמלי" הקובעת כי טווח מתח המוצא של מטעני DC הוא 200-750V, ומתח ההספק הקבוע מכסה לפחות טווחי 400-500V ו-600-750V. לכן, כל יצרני המודולים מתכננים בדרך כלל מודולים עבור 200-750V ועומדים בדרישות הספק קבועות. עם הגידול בטווח השיוט של כלי רכב חשמליים והביקוש של משתמשי רכבי אנרגיה חדשים לצמצום זמן הטעינה, התעשייה הציעה ארכיטקטורת טעינה סופר מהירה של 800V, וכמה חברות הבינו את ההיצע של מודולי טעינה של ערימת טעינה DC עם מגוון רחב של טעינה. טווח מתח מוצא של 200-1000V. .

במונחים של תדר גבוה ומיזעור של מודולי טעינה, הכוח של מודולים חד-מכונה של ספקי כוח חדשים של ערימות טעינת אנרגיה גדל, אך לא ניתן להרחיב את נפחו באופן פרופורציונלי. לכן, הגדלת תדר המיתוג ושילוב רכיבים מגנטיים הפכו לאמצעים חשובים להגדלת צפיפות ההספק.

במונחים של יעילות מודולי הטעינה, לחברות הגדולות בתעשיית מודולי טעינת ערימות האנרגיה החדשה יש בדרך כלל יעילות שיא מקסימלית של 95%-96%. בעתיד, עם הפיתוח של רכיבים אלקטרוניים כגון מכשירי חשמל מהדור השלישי והפופולריות של כלי רכב חשמליים עם 800V או אפילו יותר עם פלטפורמת מתח גבוה, התעשייה צפויה להכניס מוצרים עם יעילות שיא של יותר מ-98% .

ככל שצפיפות ההספק של מודולי הטעינה עולה, זה גם מביא לבעיות פיזור חום גדולות יותר. מבחינת פיזור חום של מודולי טעינה, שיטת פיזור החום המרכזית כיום בתעשייה היא קירור אוויר מאולץ, וישנן גם שיטות כמו תעלות אוויר קר סגורות וקירור מים. לקירור אוויר יש את היתרונות של עלות נמוכה ומבנה פשוט. עם זאת, ככל שלחץ פיזור החום יגדל עוד יותר, החסרונות של יכולת פיזור החום המוגבלת של קירור האוויר והרעש הגבוה יתבררו עוד יותר. צירוף מודול הטעינה וקו האקדח בקירור נוזלי הפך לפתרון מרכזי. כיוון טכני.

3. ההתקדמות הטכנולוגית מאיצה את הזדמנויות הפיתוח של חדירת תעשיית האנרגיה החדשה

בשנים האחרונות, הטכנולוגיה החדשה של תעשיית האנרגיה המשיכה לעשות התקדמות ופריצות דרך, והעלייה בקצב החדירה קידמה את הפיתוח המתמשך של תעשיית מודולי הטעינה במעלה הזרם. העלייה המשמעותית בצפיפות האנרגיה של הסוללה פתרה את הבעיה של טווח שיוט לא מספיק של רכבי אנרגיה חדשים, ויישום מודולי טעינה בעלי הספק גבוה קיצר מאוד את זמן הטעינה, ובכך האיץ את חדירתם של רכבי אנרגיה חדשים ובניית ערימות טעינה תומכות . בעתיד, האינטגרציה וההעמקה של טכנולוגיות כמו שילוב אחסון וטעינה אופטי ושילוב רשתות רכב V2G צפויים להאיץ עוד יותר את חדירתן של תעשיות אנרגיה חדשות ואת הפופולריות של הצריכה.

4. נוף התחרות בתעשייה: תעשיית מודולי הטעינה היא תחרותית לחלוטין ומרחב שוק המוצרים גדול.

מודול הטעינה הוא מרכיב הליבה של ערימות טעינה DC. עם העלייה בקצב החדירה של רכבי אנרגיה חדשים ברחבי העולם, הצרכנים מודאגים יותר ויותר לגבי טווח הטעינה ונוחות הטעינה. הביקוש בשוק לערימות טעינה מהירה של DC התפוצץ, ושוק תפעול ערמות הטעינה המקומי גדל מאז בימים הראשונים, רשת המדינה הייתה הכוח העיקרי בפיתוח מגוון. מספר מפעילי הון חברתי עם יכולות ייצור ותפעול של ציוד טעינה צצו במהירות. יצרני מודולי הטעינה המקומיים המשיכו להרחיב את סולם הייצור והמכירות שלהם לבניית ערימות טעינה תומכות, והתחרותיות המקיפה שלהם המשיכה להתחזק. .

נכון לעכשיו, לאחר שנים של איטרציה של מוצר ופיתוח של מודולי טעינה, מספיקה תחרות בתעשייה. מוצרי מיינסטרים מתפתחים בכיוון של מתח גבוה וצפיפות הספק גבוהה, ומרחב שוק המוצרים גדול. ארגונים בתעשייה משיגים בעיקר נתח שוק ורמות רווח גבוהות יותר על ידי שיפור מתמיד של טופולוגיית המוצר, אלגוריתמי בקרה, אופטימיזציה של חומרה ומערכות ייצור וכו'.

5. מגמות פיתוח של מודולי טעינת ev

כאשר מודולי הטעינה מובילים לביקוש עצום בשוק, הטכנולוגיה ממשיכה להתפתח לקראת צפיפות הספק גבוהה, טווח מתח רחב ויעילות המרה גבוהה.

1) מעבר מונחי מדיניות למונחי ביקוש

על מנת לתמוך ולקדם את הפיתוח של רכבי אנרגיה חדשים, בניית ערימות הטעינה הובלה בעיקר על ידי הממשלה בשלב מוקדם, והדריכה בהדרגה את פיתוח הענף לקראת מודל נהיגה אנדוגני באמצעות תמיכה במדיניות. מאז 2021, הפיתוח המהיר של רכבי אנרגיה חדשים הציב דרישות עצומות לבניית מתקנים תומכים וערימות טעינה. תעשיית ערימות הטעינה משלימה את השינוי ממונחי מדיניות למונחי ביקוש.

מול המספר ההולך וגדל של רכבי אנרגיה חדשים, בנוסף להגדלת צפיפות ערימת הטעינה, יש לקצר עוד יותר את זמן הטעינה. ערימות טעינה DC בעלות מהירויות טעינה מהירות יותר וזמני טעינה קצרים יותר, המתאימות יותר לצרכי הטעינה הזמניים והחירום של משתמשי רכב חשמלי, ויכולות לפתור ביעילות את הבעיות של חרדת טווח רכב חשמלי וחרדת טעינה. לכן, בשנים האחרונות, קנה המידה בשוק של טעינה מהירה DC ​​בערימות טעינה חדשות שנבנו, במיוחד ערימות טעינה ציבוריות, גדל במהירות והפך לטרנד מיינסטרים בערי ליבה רבות בסין.

לסיכום, מצד אחד, ככל שמספר רכבי האנרגיה החדשים ממשיך לגדול, יש לשפר באופן מתמיד את הבנייה התומכת של ערימות טעינה. מצד שני, משתמשי רכב חשמלי בדרך כלל רודפים אחרי טעינה מהירה DC. ערימות טעינה DC הפכו לטרנד המיינסטרים, וגם מודולי טעינה נכנסו לביקוש. שלב התפתחות בו המשיכה היא הכוח המניע העיקרי.

(2) צפיפות הספק גבוהה, טווח מתח רחב, יעילות המרה גבוהה

מה שנקרא טעינה מהירה פירושה עוצמת טעינה גבוהה. לכן, תחת הדרישה הגוברת לטעינה מהירה, מודולי טעינה ממשיכים להתפתח בכיוון של הספק גבוה. העוצמה הגבוהה של ערימת הטעינה מושגת בשתי דרכים. האחת היא לחבר מספר מודולי טעינה במקביל כדי להשיג סופרפוזיציה של הספק; השני הוא להגדיל את ההספק היחיד של מודול הטעינה. בהתבסס על הצרכים הטכניים של הגדלת צפיפות ההספק, הפחתת השטח והפחתת המורכבות של ארכיטקטורה חשמלית, הגדלת ההספק של מודול טעינה יחיד היא מגמת פיתוח ארוכת טווח. מודולי הטעינה של המדינה שלי עברו שלושה דורות של פיתוח, מהדור הראשון 7.5kW לדור השני 15/20kW, והם נמצאים כעת בתקופת ההמרה מהדור השני לדור השלישי 30/40kW. מודולי טעינה בהספק גבוה הפכו לזרם המרכזי של השוק. במקביל, בהתבסס על עקרון התכנון של מזעור, צפיפות ההספק של מודולי הטעינה עלתה גם היא במקביל לעלייה ברמת ההספק.

ישנם שני נתיבים להשגת טעינה מהירה DC ​​ברמת הספק גבוהה יותר: הגדלת המתח והגדלת הזרם. פתרון הטעינה בזרם גבוה אומץ לראשונה על ידי טסלה. היתרון הוא שעלות האופטימיזציה של הרכיבים נמוכה יותר, אך זרם גבוה יביא לאיבוד חום גבוה יותר ולדרישות גבוהות לפיזור חום, וחוטים עבים יותר מפחיתים את הנוחות ומקדמים במידה פחותה. פתרון המתח הגבוה הוא הגדלת מתח הפעולה המרבי של מודול הטעינה. כיום זהו דגם נפוץ על ידי יצרני רכב. זה יכול לקחת בחשבון את היתרונות של הפחתת צריכת האנרגיה, שיפור חיי הסוללה, הפחתת משקל וחיסכון במקום. פתרון המתח הגבוה מחייב כלי רכב חשמליים להיות מצוידים בפלטפורמת מתח גבוה לתמיכה ביישומי טעינה מהירה. נכון לעכשיו, פתרון הטעינה המהירה בשימוש נפוץ על ידי חברות הרכב הוא פלטפורמת המתח הגבוה של 400V. עם המחקר והיישום של פלטפורמת המתח 800V, רמת המתח של מודול הטעינה תשתפר עוד יותר.

השיפור ביעילות ההמרה הוא אינדיקטור טכני שמודולי הטעינה תמיד רודפים אחריו. שיפור יעילות ההמרה פירושו יעילות טעינה גבוהה יותר והפסדים נמוכים יותר. נכון לעכשיו, יעילות השיא המקסימלית של מודולי טעינה היא בדרך כלל 95% ~ 96%. בעתיד, עם התפתחותם של רכיבים אלקטרוניים כמו מכשירי חשמל מהדור השלישי ומתח המוצא של מודולי טעינה שינוע לכיוון 800V או אפילו 1000V, יעילות ההמרה תשתפר עוד יותר.

(3) הערך של מודולי טעינת ev עולה

מודול הטעינה הוא מרכיב הליבה של ערימת הטעינה DC, המהווה כ-50% מעלות החומרה של ערימת הטעינה. השיפור ביעילות הטעינה בעתיד תלוי בעיקר בשיפור הביצועים של מודולי הטעינה. מצד אחד, יותר מודולי טעינה המחוברים במקביל יעלו ישירות את הערך של מודול הטעינה; מצד שני, השיפור של רמת ההספק וצפיפות ההספק של מודול הטעינה הבודד תלוי בתכנון האופטימלי של מעגלי חומרה ותוכנת בקרה וכן בטכנולוגיה של רכיבי מפתח. פריצות דרך, אלו הן טכנולוגיות מפתח לשיפור העוצמה של ערימת הטעינה כולה, מה שיעלה עוד יותר את ערכו של מודול הטעינה.

6. מחסומים טכניים בתעשיית מודולי טעינת החשמל של ev

טכנולוגיית אספקת החשמל היא נושא בינתחומי המשלב טכנולוגיית טופולוגית מעגלים, טכנולוגיה דיגיטלית, טכנולוגיה מגנטית, טכנולוגיית רכיבים, טכנולוגיית מוליכים למחצה וטכנולוגיית עיצוב תרמי. זוהי תעשייה עתירת טכנולוגיה. בתור הלב של ערימת הטעינה DC, מודול הטעינה קובע ישירות את יעילות הטעינה, היציבות התפעולית, הבטיחות והאמינות של ערימת הטעינה, וחשיבותה וערכה יוצאים מן הכלל. מוצר דורש השקעה גדולה של משאבים ואנשי מקצוע ממחקר ופיתוח טכנולוגי ועד ליישום מסוף. כיצד לבחור רכיבים ופריסה אלקטרונית, שדרוג ואיטרציה של אלגוריתמי תוכנה, הבנה מדויקת של תרחישי יישומים, ויכולות בקרת איכות ובדיקות בוגרות של פלטפורמת הבדיקות ישפיעו על איכות המוצר ויציבות המוצר ישפיעו ישירות. למצטרפים חדשים לענף קשה לצבור נתוני טכנולוגיות, כוח אדם ותרחישי יישומים שונים בפרק זמן קצר, ויש להם חסמים טכניים גבוהים.