Nauja energijos transporto priemonių įkrovimo modulių pramonės plėtros galimybių tendencija

1. Įkrovimo modulių pramonės plėtros apžvalga

Įkrovimo moduliai yra naujų energijos šaltinių transporto priemonių nuolatinės srovės įkrovimo polių pagrindas. Kadangi Kinijoje nuolat auga naujų energijos šaltinių transporto priemonių skverbtis ir jų skaičius, didėja ir įkrovimo polių paklausa. Naujų energijos šaltinių transporto priemonių įkrovimas skirstomas į lėtąjį kintamosios srovės įkrovimą ir greitąjį nuolatinės srovės įkrovimą. Greitasis nuolatinės srovės įkrovimas pasižymi aukšta įtampa, didele galia ir greitu įkrovimu. Rinkai siekiant įkrovimo efektyvumo, nuolatinės srovės greitojo įkrovimo polių ir įkrovimo modulių rinkos mastas toliau plečiasi.

2. Elektromobilių įkrovimo modulių pramonės techninis lygis ir charakteristikos

Naujoji energetinių transporto priemonių įkrovimo krūvos EV įkroviklių modulių pramonė šiuo metu pasižymi tokiomis techninėmis savybėmis kaip vieno modulio didelė galia, aukštas dažnis, miniatiūrizavimas, didelis konversijos efektyvumas ir platus įtampos diapazonas.

Kalbant apie vieno modulio galią, naujų energijos įkrovimo polių įkrovimo modulių pramonėje 2014 m. buvo sukurti pagrindiniai 7,5 kW produktai, 2015 m. – nuolatinės srovės 20 A ir 15 kW produktai, o 2016 m. – nuolatinės galios 25 A ir 15 kW produktai. Dabartiniai pagrindiniai įkrovimo modulių taikymo būdai yra 20 kW ir 30 kW. Vieno modulio sprendimai ir perėjimas prie 40 kW naujų energijos įkrovimo polių maitinimo vieno modulio sprendimų. Didelės galios įkrovimo moduliai tapo rinkos plėtros tendencija ateityje.

Kalbant apie išėjimo įtampą, Valstybinis elektros tinklas išleido 2017 m. „Elektromobilių įkrovimo įrangos tiekėjų kvalifikacijos ir gebėjimų patikros standartus“, kuriuose teigiama, kad nuolatinės srovės įkroviklių išėjimo įtampos diapazonas yra 200–750 V, o pastovi galios įtampa apima bent 400–500 V ir 600–750 V diapazonus. Todėl visi modulių gamintojai paprastai projektuoja modulius 200–750 V įtampai ir atitinka pastovios galios reikalavimus. Didėjant elektromobilių važiavimo atstumui ir naujų energijos transporto priemonių naudotojų poreikiui sutrumpinti įkrovimo laiką, pramonė pasiūlė 800 V itin greito įkrovimo architektūrą, o kai kurios įmonės suprato, kad tiekiami nuolatinės srovės įkrovimo polių įkrovimo moduliai su plačiu išėjimo įtampos diapazonu – 200–1000 V.

Kalbant apie aukšto dažnio ir miniatiūrizavimo įkrovimo modulius, padidėjo naujų energijos įkrovimo polių maitinimo šaltinių vienos mašinos modulių galia, tačiau jos tūrio negalima proporcingai padidinti. Todėl perjungimo dažnio didinimas ir magnetinių komponentų integravimas tapo svarbiomis priemonėmis galios tankiui didinti.

Kalbant apie įkrovimo modulių efektyvumą, pagrindinės naujos energijos įkrovimo polių įkrovimo modulių pramonės įmonės paprastai pasiekia 95–96 % maksimalų efektyvumą. Ateityje, tobulėjant elektroniniams komponentams, tokiems kaip trečios kartos maitinimo įrenginiai, ir populiarėjant 800 V ar net aukštesnės įtampos elektrinėms transporto priemonėms, tikimasi, kad pramonėje bus pristatyti produktai, kurių maksimalus efektyvumas sieks daugiau nei 98 %.

Didėjant įkrovimo modulių galios tankiui, kyla ir daugiau šilumos išsklaidymo problemų. Kalbant apie įkrovimo modulių šilumos išsklaidymą, šiuo metu pramonėje vyraujantis šilumos išsklaidymo metodas yra priverstinis oro aušinimas, taip pat yra tokių metodų kaip uždari šalto oro kanalai ir vandens aušinimas. Oro aušinimas turi mažos kainos ir paprastos konstrukcijos privalumus. Tačiau toliau didėjant šilumos išsklaidymo slėgiui, dar labiau išryškės oro aušinimo riboto šilumos išsklaidymo pajėgumo ir didelio triukšmo trūkumai. Įkrovimo modulio ir pistoleto linijos aprūpinimas skysčio aušinimu tapo pagrindiniu sprendimu. Techninė kryptis.

3. Technologinė pažanga spartina naujų energetikos pramonės šakų skverbimosi plėtros galimybes

Pastaraisiais metais naujos energetikos pramonės technologijos toliau darė pažangą ir proveržį, o didėjantis skverbties lygis skatino nuolatinę įkrovimo modulių pramonės plėtrą. Žymus akumuliatorių energijos tankio padidėjimas išsprendė nepakankamo naujų energijos transporto priemonių važiavimo nuotolio problemą, o didelės galios įkrovimo modulių taikymas gerokai sutrumpino įkrovimo laiką, taip paspartindamas naujų energijos transporto priemonių skverbimąsi ir pagalbinių įkrovimo polių statybą. Tikimasi, kad ateityje tokių technologijų kaip optinio saugojimo ir įkrovimo integracija bei V2G transporto priemonių tinklo integracija integracija ir gilesnis taikymas dar labiau paspartins naujų energetikos pramonės šakų skverbimąsi ir vartojimo populiarinimą.

4. Konkurencijos aplinka pramonėje: įkrovimo modulių pramonė yra visiškai konkurencinga, o produktų rinkos erdvė yra didelė.

Įkrovimo modulis yra pagrindinis nuolatinės srovės įkrovimo polių komponentas. Didėjant naujų energijos transporto priemonių skverbties lygiui visame pasaulyje, vartotojai vis labiau nerimauja dėl įkrovimo diapazono ir patogumo. Nuolatinės srovės greitojo įkrovimo įkrovimo polių paklausa rinkoje smarkiai išaugo, o vietinė įkrovimo polių eksploatavimo rinka išaugo nuo... Ankstyvosiomis dienomis valstybinis tinklas buvo pagrindinė diversifikuotos plėtros jėga. Sparčiai atsirado nemažai socialinio kapitalo operatorių, turinčių tiek įkrovimo polių įrangos gamybos, tiek eksploatavimo pajėgumų. Vietiniai įkrovimo modulių gamintojai toliau plėtė savo gamybos ir pardavimo mastą, skirtą atraminių įkrovimo polių statybai, o jų visapusiškas konkurencingumas toliau stiprėjo.

Šiuo metu, po daugelio metų produktų iteracijų ir įkrovimo modulių kūrimo, konkurencija pramonėje yra pakankama. Pagrindiniai produktai vystosi aukštos įtampos ir didelio galios tankio kryptimi, o produktų rinkos erdvė yra didelė. Pramonės įmonės daugiausia didina rinkos dalį ir pelno lygį nuolat tobulindamos produktų topologiją, valdymo algoritmus, optimizuodamos aparatinę ir gamybos sistemas ir kt.

5. Elektromobilių įkrovimo modulių plėtros tendencijos

Kadangi įkrovimo modulių paklausa rinkoje siekia didžiulės, technologijos toliau vystosi siekiant didelio galios tankio, plataus įtampos diapazono ir didelio konversijos efektyvumo.

1) Politikos skatinamas perėjimas prie paklausos skatinamo

Siekdama remti ir skatinti naujų energijos transporto priemonių kūrimą, įkrovimo polių statybai ankstyvajame etape daugiausia vadovavo vyriausybė, kuri, teikdama politinę paramą, palaipsniui nukreipė pramonės plėtrą link endogeninio vairavimo modelio. Nuo 2021 m. spartus naujų energijos transporto priemonių kūrimas sukėlė didžiulius reikalavimus pagalbinių įrenginių ir įkrovimo polių statybai. Įkrovimo polių pramonė baigia transformaciją nuo politikos valdomos prie paklausos valdomos.

Didėjant naujų energiją varomų transporto priemonių skaičiui, be įkrovimo stotelių išdėstymo tankio didinimo, įkrovimo laikas turi būti dar labiau sutrumpintas. Nuolatinės srovės įkrovimo stotelės pasižymi didesniu įkrovimo greičiu ir trumpesniu įkrovimo laiku, todėl labiau tinka laikiniems ir avariniams elektromobilių naudotojų įkrovimo poreikiams ir gali veiksmingai išspręsti elektromobilių nuvažiuojamo atstumo ir įkrovimo nerimo problemas. Todėl pastaraisiais metais sparčiai augo naujai pastatytų įkrovimo stotelių, ypač viešųjų, nuolatinės srovės greitojo įkrovimo rinkos mastas ir tapo pagrindine tendencija daugelyje pagrindinių Kinijos miestų.

Apibendrinant galima teigti, kad, viena vertus, augant naujų energijos transporto priemonių skaičiui, reikia nuolat tobulinti įkrovimo stotelių atramines konstrukcijas. Kita vertus, elektromobilių naudotojai paprastai renkasi nuolatinės srovės greitąjį įkrovimą. Nuolatinės srovės įkrovimo stotelės tapo pagrindine tendencija, o įkrovimo moduliai taip pat tapo paklausūs. Tai vystymosi etapas, kuriame pagrindinė varomoji jėga yra trauka.

(2) Didelis galios tankis, platus įtampos diapazonas, didelis konversijos efektyvumas

Vadinamasis greitasis įkrovimas reiškia didelę įkrovimo galią. Todėl, augant greitojo įkrovimo paklausai, įkrovimo moduliai toliau vystosi didelės galios kryptimi. Didelė įkrovimo krūvos galia pasiekiama dviem būdais. Vienas – sujungti kelis įkrovimo modulius lygiagrečiai, kad būtų pasiekta galios superpozicija; kitas – padidinti vieno įkrovimo modulio galią. Atsižvelgiant į techninius poreikius didinti galios tankį, mažinti erdvę ir mažinti elektros architektūros sudėtingumą, vieno įkrovimo modulio galios didinimas yra ilgalaikė plėtros tendencija. Mano šalies įkrovimo moduliai išgyveno tris vystymosi kartas – nuo ​​pirmosios kartos 7,5 kW iki antrosios kartos 15/20 kW, o dabar yra perėjimo nuo antrosios kartos iki trečiosios kartos 30/40 kW laikotarpiu. Didelės galios įkrovimo moduliai tapo pagrindine rinkos tendencija. Tuo pačiu metu, remiantis miniatiūrizacijos projektavimo principu, įkrovimo modulių galios tankis taip pat padidėjo kartu su galios lygio padidėjimu.

Yra du būdai pasiekti didesnį nuolatinės srovės greitojo įkrovimo galingumą: įtampos didinimas ir srovės didinimas. Didelės srovės įkrovimo sprendimą pirmoji pritaikė „Tesla“. Privalumas tas, kad komponentų optimizavimo kaina yra mažesnė, tačiau didelė srovė atneš didesnius šilumos nuostolius ir didelius šilumos išsklaidymo reikalavimus, o storesni laidai sumažins patogumą ir mažiau skatins įkrovimą. Aukštos įtampos sprendimas – padidinti maksimalią įkrovimo modulio darbinę įtampą. Šiuo metu tai yra dažniausiai automobilių gamintojų naudojamas modelis. Jis gali atsižvelgti į energijos suvartojimo mažinimo, akumuliatoriaus veikimo laiko pagerinimo, svorio mažinimo ir vietos taupymo privalumus. Aukštos įtampos sprendimui reikia, kad elektromobiliai būtų aprūpinti aukštos įtampos platforma, kad būtų galima naudoti greitojo įkrovimo programas. Šiuo metu automobilių gamintojų dažniausiai naudojamas greitojo įkrovimo sprendimas yra 400 V aukštos įtampos platforma. Atlikus 800 V įtampos platformos tyrimus ir taikymą, įkrovimo modulio įtampos lygis bus dar labiau pagerintas.

Konversijos efektyvumo gerinimas yra techninis rodiklis, kurio įkrovimo moduliai visada siekia. Konversijos efektyvumo gerinimas reiškia didesnį įkrovimo efektyvumą ir mažesnius nuostolius. Šiuo metu maksimalus įkrovimo modulių efektyvumas paprastai yra 95–96 %. Ateityje, tobulėjant elektroniniams komponentams, tokiems kaip trečios kartos maitinimo įrenginiai, ir įkrovimo modulių išėjimo įtampai artėjant prie 800 V ar net 1000 V, konversijos efektyvumas dar labiau pagerės.

(3) Elektromobilių įkrovimo modulių vertė didėja

Įkrovimo modulis yra pagrindinis nuolatinės srovės įkrovimo bloko komponentas, sudarantis apie 50 % įkrovimo bloko techninės įrangos kainos. Įkrovimo efektyvumo pagerėjimas ateityje daugiausia priklausys nuo įkrovimo modulių našumo gerinimo. Viena vertus, kuo daugiau lygiagrečiai sujungtų įkrovimo modulių, tuo didesnė įkrovimo modulio vertė; kita vertus, vieno įkrovimo modulio galios lygio ir galios tankio pagerėjimas priklauso nuo optimizuoto aparatinės įrangos grandinių ir valdymo programinės įrangos projektavimo, taip pat nuo pagrindinių komponentų technologijos. Tai – proveržiai, pagrindinės technologijos, skirtos pagerinti viso įkrovimo bloko galią, o tai dar labiau padidins įkrovimo modulio vertę.

6. Techninės kliūtys elektromobilių įkrovimo modulių pramonėje

Maitinimo šaltinių technologija yra tarpdisciplininis dalykas, integruojantis grandinių topologijos technologiją, skaitmeninę technologiją, magnetinę technologiją, komponentų technologiją, puslaidininkių technologiją ir terminio projektavimo technologiją. Tai technologiškai intensyvi pramonė. Įkrovimo modulis, kaip nuolatinės srovės įkrovimo krūvos širdis, tiesiogiai lemia įkrovimo krūvos įkrovimo efektyvumą, veikimo stabilumą, saugumą ir patikimumą, o jo svarba ir vertė yra išskirtinės. Produktui reikalingos didelės išteklių ir specialistų investicijos – nuo ​​technologijų tyrimų ir plėtros iki terminalo taikymo. Elektroninių komponentų ir išdėstymo parinkimas, programinės įrangos algoritmo atnaujinimas ir iteracija, tikslus taikymo scenarijų supratimas ir brandžios kokybės kontrolės bei testavimo platformos galimybės – visa tai turės įtakos produkto kokybei ir stabilumui. Naujiems pramonės dalyviams sunku per trumpą laiką sukaupti įvairių technologijų, personalo ir taikymo scenarijų duomenis, be to, jie susiduria su didelėmis techninėmis kliūtimis.