Naujų energetinių transporto priemonių įkrovimo modulių pramonės plėtros galimybių tendencija

1. Įkrovimo modulių pramonės plėtros apžvalga

Įkrovimo moduliai yra nuolatinės srovės įkrovimo polių, skirtų naujoms energijos transporto priemonėms, pagrindas. Kadangi naujų energetinių transporto priemonių skverbtis ir nuosavybė Kinijoje ir toliau didėja, įkrovimo polių paklausa didėja. Naujos energijos transporto priemonių įkrovimas skirstomas į lėtą kintamosios srovės ir nuolatinės srovės greitąjį įkrovimą. DC greitas įkrovimas pasižymi aukštos įtampos, didelės galios ir greito įkrovimo savybėmis. Rinkai siekiant įkrovimo efektyvumo, nuolatinės srovės greito įkrovimo polių ir įkrovimo modulių rinkos mastas ir toliau plečiasi. .

2. EV įkrovimo modulių pramonės techninis lygis ir charakteristikos

Nauja energetinių transporto priemonių įkrovimo krūva EV įkroviklių modulių pramonė šiuo metu turi tokias technines savybes kaip vieno modulio didelė galia, aukštas dažnis, miniatiūrizavimas, didelis konversijos efektyvumas ir platus įtampos diapazonas.

Kalbant apie vieno modulio galią, naujosios energijos įkrovimo krūvos įkrovimo modulių pramonėje 2014 m. buvo sukurta 7,5 kW produkto, 2015 m. – 20 A ir 15 kW nuolatinės srovės, o 2016 m. – 25 A ir 15 kW nuolatinės galios. yra 20kW ir 30kW. Vieno modulio sprendimai ir pakeitimas į 40kW naujus energijos įkrovimo krūvos maitinimo vieno modulio sprendimus. Didelės galios įkrovimo moduliai tapo rinkos plėtros tendencija ateityje.

Kalbant apie išėjimo įtampą, Valstybės tinklas išleido 2017 metų „Elektromobilių įkrovimo įrangos tiekėjų kvalifikacijos ir gebėjimų tikrinimo standartų“ redakciją, kurioje nurodyta, kad nuolatinės srovės įkroviklių išėjimo įtampos diapazonas yra 200–750 V, o nuolatinė galios įtampa apima ne mažesnę kaip 400–500 V ir 600–750 V diapazonuose. Todėl visi modulių gamintojai paprastai kuria 200-750V modulius ir atitinka pastovius galios reikalavimus. Didėjant elektrinių transporto priemonių diapazonui ir naujų energetinių transporto priemonių naudotojų poreikiui sutrumpinti įkrovimo laiką, pramonė pasiūlė 800 V itin greito įkrovimo architektūrą, o kai kurios įmonės pradėjo tiekti nuolatinės srovės įkrovimo krūvos įkrovimo modulius su plačiu išėjimo įtampos diapazonas 200-1000V. .

Kalbant apie įkrovimo modulių aukšto dažnio ir miniatiūrizavimą, išaugo naujų energijos įkrovimo polių maitinimo šaltinių vienos mašinos modulių galia, tačiau jos apimtis proporcingai plėsti negalima. Todėl perjungimo dažnio didinimas ir magnetinių komponentų integravimas tapo svarbiomis galios tankio didinimo priemonėmis.

Kalbant apie įkrovimo modulio efektyvumą, didžiųjų naujų energijos įkrovimo krūvų įkrovimo modulių pramonės įmonių maksimalus efektyvumas paprastai yra 95–96%. Ateityje, plėtojant elektroninius komponentus, pvz., trečiosios kartos maitinimo įrenginius, ir išpopuliarėjus 800 V ar net aukštesnės įtampos elektra varomoms transporto priemonėms su aukštos įtampos platforma, pramonė turėtų pristatyti produktus, kurių didžiausias efektyvumas sieks daugiau nei 98 %. .

Didėjant įkrovimo modulių galios tankiui, tai taip pat sukelia didesnių šilumos išsklaidymo problemų. Kalbant apie įkrovimo modulių šilumos išsklaidymą, dabartinis pagrindinis šilumos išsklaidymo būdas pramonėje yra priverstinis aušinimas oru, taip pat yra būdų, tokių kaip uždari šalto oro kanalai ir aušinimas vandeniu. Oro aušinimo pranašumai yra maža kaina ir paprasta konstrukcija. Tačiau toliau didėjant šilumos išsklaidymo slėgiui, dar labiau išryškės oro aušinimo riboto šilumos išsklaidymo pajėgumo ir didelio triukšmo trūkumai. Pagrindiniu sprendimu tapo įkrovimo modulio ir pistoleto linijos aprūpinimas skysčiu aušinimu. techninę kryptį.

3. Technologinė pažanga spartina naujos energetikos pramonės skverbties plėtros galimybes

Pastaraisiais metais naujos energetikos pramonės technologijos ir toliau darė pažangą ir laimėjimų, o didėjantis skverbties rodiklis paskatino nuolatinį įkrovimo modulių pramonės vystymąsi. Ženkliai padidėjus akumuliatoriaus energijos tankiui, buvo išspręsta nepakankamo naujų energetinių transporto priemonių kreiserinio nuotolio problema, o didelio galingumo įkrovimo modulių taikymas labai sutrumpino įkrovimo laiką, todėl paspartėjo naujų energetinių transporto priemonių įsiskverbimas ir atraminių įkrovimo polių statyba. . Tikimasi, kad ateityje integruojant ir vis labiau taikant tokias technologijas kaip optinio saugojimo ir įkrovimo integravimas bei V2G transporto priemonių tinklo integravimas dar labiau paspartins naujų energetikos pramonės šakų skverbimąsi ir vartojimo populiarinimą.

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

Įkrovimo modulis yra pagrindinė nuolatinės srovės įkrovimo polių sudedamoji dalis. Didėjant naujų energetinių transporto priemonių skverbties greičiui visame pasaulyje, vartotojai vis labiau nerimauja dėl įkrovimo diapazono ir įkrovimo patogumo. Nuolatinės srovės greito įkrovimo įkrovimo polių paklausa rinkoje sprogo, o vidaus įkrovimo polių eksploatavimo rinka išaugo nuo Pirmosiomis dienomis valstybės tinklas buvo pagrindinė diversifikuotos plėtros jėga. Sparčiai atsirado nemažai socialinio kapitalo operatorių, turinčių ir įkrovimo polių įrangos gamybos, ir eksploatacinių galimybių. Vidaus įkrovimo modulių gamintojai toliau plėtė savo gamybos ir pardavimo mastą statydami atraminius įkrovimo polius, o jų visapusis konkurencingumas toliau stiprėjo. .

Šiuo metu, po daugelio metų gaminių iteracijos ir įkrovimo modulių kūrimo, pramonės konkurencija yra pakankama. Pagrindiniai produktai vystosi aukštos įtampos ir didelio galios tankio kryptimi, o produktų rinkos erdvė yra didelė. Pramonės įmonės daugiausia gauna didesnę rinkos dalį ir pelno lygį nuolat tobulindamos produktų topologiją, valdymo algoritmus, optimizuodamos techninę įrangą ir gamybos sistemas ir kt.

5. EV įkrovimo modulių plėtros tendencijos

Kadangi įkrovimo moduliams atsiranda didžiulė paklausa rinkoje, technologijos ir toliau tobulėja siekiant didelio galios tankio, plataus įtampos diapazono ir didelio konversijos efektyvumo.

1) Politikos skatinamas perėjimas prie paklausos

Siekdama paremti ir skatinti naujų energetinių transporto priemonių kūrimą, įkrovimo polių statybai ankstyvajame etape daugiausia vadovavo vyriausybė, o tai palaipsniui paskatino pramonės plėtrą link endogeninio vairavimo modelio, remdama politiką. Nuo 2021 m. sparčiai vystantis naujoms energetinėms transporto priemonėms keliami didžiuliai reikalavimai atraminių įrenginių ir įkrovimo polių statybai. Įkrovimo polių pramonė baigia pertvarkyti nuo politikos pagrįstos prie paklausos.

Didėjant naujų energetinių transporto priemonių skaičiui, be įkrovimo polių išdėstymo tankumo, įkrovimo laikas turi būti dar labiau sutrumpintas. Nuolatinės srovės įkrovimo poliai turi didesnį įkrovimo greitį ir trumpesnį įkrovimo laiką, o tai labiau tinka laikiniems ir avariniams elektromobilių naudotojų įkrovimo poreikiams ir gali veiksmingai išspręsti elektromobilių nuotolio nerimo ir įkrovimo nerimo problemas. Todėl pastaraisiais metais nuolatinės srovės greitojo įkrovimo rinkos mastas naujai pastatytuose įkrovimo poliuose, ypač viešuosiuose įkrovimo poliuose, sparčiai išaugo ir tapo pagrindine tendencija daugelyje pagrindinių Kinijos miestų.

Apibendrinant, viena vertus, didėjant naujų energetinių transporto priemonių skaičiui, reikia nuolat tobulinti laikančiąsias įkrovimo polių konstrukcijas. Kita vertus, elektromobilių naudotojai paprastai siekia greito nuolatinio įkrovimo. Nuolatinės srovės įkrovimo poliai tapo pagrindine tendencija, o įkrovimo moduliai taip pat tapo paklausa. Vystymosi etapas, kuriame trauka yra pagrindinė varomoji jėga.

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

Vadinamasis greitasis įkrovimas reiškia didelę įkrovimo galią. Todėl, augant greito įkrovimo paklausai, įkrovimo moduliai ir toliau vystosi didelės galios kryptimi. Didelė įkrovimo krūvos galia pasiekiama dviem būdais. Vienas iš jų yra sujungti kelis įkrovimo modulius lygiagrečiai, kad būtų pasiekta galios superpozicija; kita – padidinti vieną įkrovimo modulio galią. Atsižvelgiant į techninius poreikius didinti galios tankį, mažinti erdvę ir sumažinti elektros architektūros sudėtingumą, vieno įkrovimo modulio galios didinimas yra ilgalaikė plėtros tendencija. mano šalies įkrovimo moduliai buvo sukurti per tris kartas – nuo ​​pirmos kartos 7,5 kW iki antrosios kartos 15/20 kW, o dabar jie pereina iš antrosios kartos į trečią kartą 30/40 kW. Didelės galios įkrovimo moduliai tapo pagrindine rinkos dalimi. Tuo pačiu metu, remiantis projektavimo miniatiūrizacijos principu, įkrovimo modulių galios tankis taip pat padidėjo kartu su galios lygio padidėjimu.

Yra du būdai, kaip pasiekti aukštesnį galios lygį DC greitasis įkrovimas: didinant įtampą ir didinant srovę. Didelės srovės įkrovimo sprendimą pirmą kartą priėmė Tesla. Privalumas yra tas, kad komponentų optimizavimo kaina yra mažesnė, tačiau didelė srovė atneš didesnius šilumos nuostolius ir didelius šilumos išsklaidymo reikalavimus, o storesni laidai sumažina patogumą ir mažiau skatina. Aukštos įtampos sprendimas – padidinti maksimalią įkrovimo modulio darbinę įtampą. Šiuo metu tai dažniausiai automobilių gamintojų naudojamas modelis. Galima atsižvelgti į energijos suvartojimo mažinimo, baterijos veikimo trukmės, svorio mažinimo ir vietos taupymo pranašumus. Aukštos įtampos sprendimas reikalauja, kad elektrinėse transporto priemonėse būtų sumontuota aukštos įtampos platforma, kuri palaiko greito įkrovimo programas. Šiuo metu automobilių įmonių dažniausiai naudojamas greito įkrovimo sprendimas yra 400 V aukštos įtampos platforma. Ištyrus ir pritaikius 800V įtampos platformą, įkrovimo modulio įtampos lygis bus dar pagerintas.

Konversijos efektyvumo didinimas yra techninis rodiklis, kurio įkrovimo moduliai visada siekia. Padidėjęs konversijos efektyvumas reiškia didesnį įkrovimo efektyvumą ir mažesnius nuostolius. Šiuo metu didžiausias įkrovimo modulių efektyvumas paprastai yra 95–96%. Ateityje tobulėjant elektroniniams komponentams, tokiems kaip trečios kartos maitinimo įrenginiai, o įkrovimo modulių išėjimo įtampai judant link 800V ar net 1000V, konversijos efektyvumas dar labiau gerės.

(3) ev įkrovimo modulių vertė didėja

Įkrovimo modulis yra pagrindinė nuolatinės srovės įkrovimo krūvos sudedamoji dalis, kuri sudaro apie 50 % įkrovimo krūvos aparatinės įrangos kainos. Įkrovimo efektyvumo gerinimas ateityje daugiausia priklausys nuo įkrovimo modulių veikimo gerinimo. Viena vertus, daugiau lygiagrečiai prijungtų įkrovimo modulių tiesiogiai padidins įkrovimo modulio vertę; kita vertus, vieno įkrovimo modulio galios lygio ir galios tankio pagerinimas priklauso nuo optimizuoto techninės įrangos grandinių ir valdymo programinės įrangos konstrukcijos bei pagrindinių komponentų technologijos. Proveržis, tai yra pagrindinės technologijos, skirtos pagerinti visos įkrovimo krūvos galią, o tai dar labiau padidins įkrovimo modulio vertę.

6. Techninės kliūtys EV galios įkrovimo modulių pramonėje

Maitinimo technologija yra tarpdisciplininis dalykas, apimantis grandinės topologijos technologijas, skaitmenines technologijas, magnetines technologijas, komponentų technologijas, puslaidininkių technologijas ir šiluminio projektavimo technologijas. Tai daug technologijų reikalaujanti pramonė. Įkrovimo modulis, kaip nuolatinės srovės įkrovimo krūvos šerdis, tiesiogiai lemia įkrovimo efektyvumą, veikimo stabilumą, saugumą ir įkrovimo krūvos patikimumą, o jo svarba ir vertė yra išskirtiniai. Produktui reikia didelių išteklių ir specialistų investicijų nuo technologijų tyrimų ir plėtros iki terminalo taikymo. Elektroninių komponentų ir išdėstymo pasirinkimas, programinės įrangos algoritmo atnaujinimas ir iteracija, tikslus taikymo scenarijų suvokimas ir brandžios kokybės kontrolės bei testavimo platformos galimybės turės tiesioginės įtakos Produkto kokybei ir stabilumui. Naujiems rinkos dalyviams per trumpą laiką sukaupti įvairių technologijų, personalo, pritaikymo scenarijų duomenis sunku, jiems būdingi dideli techniniai barjerai.