Тренд на можности за развој на индустријата за нови модули за полнење на енергетски возила

1. Преглед на развојот на индустријата за модули за полнење

Модулите за полнење се јадрото на куповите за полнење со еднонасочна струја за возила со нова енергија. Со зголемувањето на стапката на пенетрација и сопственоста на возила со нова енергија во Кина, побарувачката за купови за полнење се зголемува. Полнењето на возила со нова енергија е поделено на бавно полнење со наизменична струја и брзо полнење со еднонасочна струја. Брзото полнење со еднонасочна струја има карактеристики на висок напон, висока моќност и брзо полнење. Со зголемувањето на ефикасноста на полнењето, пазарната скала на купови за брзо полнење со еднонасочна струја и модули за полнење продолжува да се шири.

2. Техничко ниво и карактеристики на индустријата за модули за полнење електрични возила

Индустријата за модули за полнење електрични возила со нова енергија моментално има технички карактеристики како што се висока моќност на еден модул, висока фреквенција, минијатуризација, висока ефикасност на конверзија и широк опсег на напон.

Во однос на моќноста на еден модул, индустријата за нови модули за полнење со енергија доживеа развој на мејнстрим производи од 7,5 kW во 2014 година, константна струја 20 A и 15 kW во 2015 година и константна моќност 25 A и 15 kW во 2016 година. Моменталните модули за полнење со мејнстрим апликација се 20 kW и 30 kW. Едномодуларни решенија и конверзија во нови едномодуларни решенија за напојување со енергија од 40 kW. Модулите за полнење со висока моќност станаа тренд во развојот на пазарот во иднина.

Во однос на излезниот напон, Државната мрежа ја издаде верзијата од 2017 година на „Стандардите за верификација на квалификациите и способностите за добавувачи на опрема за полнење електрични возила“ во која се наведува дека опсегот на излезен напон на полначите со еднонасочна струја е 200-750V, а константниот напон на напојување ги опфаќа најмалку опсезите 400-500V и 600-750V. Затоа, сите производители на модули генерално дизајнираат модули за 200-750V и ги задоволуваат барањата за константна моќност. Со зголемувањето на опсегот на крстарење на електричните возила и побарувачката на корисниците на нови енергетски возила за намалување на времето на полнење, индустријата предложи архитектура за супер брзо полнење од 800V, а некои компании ја реализираа понудата на модули за полнење со еднонасочна струја со широк опсег на излезен напон од 200-1000V.

Во однос на високата фреквенција и минијатуризацијата на модулите за полнење, моќноста на модулите за една машина кај новите напојувања за полнење енергија е зголемена, но нејзиниот волумен не може пропорционално да се прошири. Затоа, зголемувањето на фреквенцијата на префрлување и интегрирањето на магнетните компоненти станаа важни средства за зголемување на густината на моќноста.

Во однос на ефикасноста на модулите за полнење, големите компании во индустријата за нови модули за полнење на енергија генерално имаат максимална врвна ефикасност од 95%-96%. Во иднина, со развојот на електронски компоненти како што се уредите за напојување од трета генерација и популаризацијата на електричните возила со 800V или дури и повисок напон со платформа со висок напон, се очекува индустријата да воведе производи со врвна ефикасност од повеќе од 98%.

Како што густината на моќност на модулите за полнење се зголемува, тоа носи и поголеми проблеми со дисипација на топлина. Во однос на дисипацијата на топлина на модулите за полнење, моменталниот мејнстрим метод за дисипација на топлина во индустријата е присилно ладење со воздух, а постојат и методи како што се затворени канали за ладен воздух и ладење со вода. Воздушното ладење има предности како што се ниска цена и едноставна структура. Меѓутоа, како што притисокот за дисипација на топлината понатамошно се зголемува, недостатоците на ограничениот капацитет за дисипација на топлина на воздушното ладење и високиот шум ќе станат уште поочигледни. Опремувањето на модулот за полнење и линијата на пиштолот со течно ладење стана главно решение. техничка насока.

3. Технолошкиот напредок ги забрзува можностите за развој на пенетрација на нови производи во енергетската индустрија

Во последниве години, новата технологија во енергетската индустрија продолжи да напредува и да прави пробиви, а зголемувањето на стапката на пенетрација го промовираше континуираниот развој на индустријата за модули за полнење. Значително зголемување на густината на енергијата на батериите го реши проблемот со недоволниот опсег на крстарење на возилата со нова енергија, а примената на модули за полнење со голема моќност значително го скрати времето на полнење, со што се забрза пенетрацијата на возилата со нова енергија и изградбата на потпорни купови за полнење. Во иднина, се очекува интеграцијата и продлабочената примена на технологии како што се интеграцијата на оптичко складирање и полнење и интеграцијата на мрежата на возила V2G дополнително да го забрзаат пенетрацијата на новите енергетски индустрии и популаризацијата на потрошувачката.

4. Конкуренција во индустријата: Индустријата за модули за полнење е целосно конкурентна, а пазарот на производи е голем.

Модулот за полнење е основна компонента на куповите за полнење со еднонасочна струја. Со зголемувањето на стапката на пенетрација на возила со нова енергија низ целиот свет, потрошувачите се сè повеќе загрижени за опсегот на полнење и практичноста на полнењето. Побарувачката на пазарот за купови за полнење со еднонасочна струја брзо се зголеми, а домашниот пазар за работа со купови за полнење порасна од... Во раните денови, State Grid беше главната сила во диверзифицираниот развој. Брзо се појавија голем број оператори на општествен капитал со капацитети за производство и работа на опрема за купови за полнење. Домашните производители на модули за полнење продолжија да го прошируваат своето производство и обем на продажба за изградба на потпорни купови за полнење, а нивната сеопфатна конкурентност продолжи да се зајакнува.

Во моментов, по години на итерација на производи и развој на модули за полнење, конкуренцијата во индустријата е доволна. Главните производи се развиваат во насока на висок напон и висока густина на моќност, а просторот на пазарот на производи е голем. Претпријатијата во индустријата главно добиваат поголем пазарен удел и нивоа на профит преку континуирано подобрување на топологијата на производот, контролните алгоритми, оптимизирање на хардверот и производствените системи итн.

5. Трендови во развојот на модулите за полнење електрични возила

Бидејќи модулите за полнење носат огромна побарувачка на пазарот, технологијата продолжува да се развива кон висока густина на моќност, широк опсег на напон и висока ефикасност на конверзија.

1) Премин водено од политика кон водено од побарувачка

Со цел да се поддржи и промовира развојот на нови енергетски возила, изградбата на колони за полнење беше главно водена од владата во раната фаза, а постепено го водеше развојот на индустријата кон ендоген модел на возење преку поддршка на политиките. Од 2021 година, брзиот развој на нови енергетски возила постави огромни барања за изградба на придружни објекти и колони за полнење. Индустријата за колони за полнење ја завршува трансформацијата од водена од политиките кон водена од побарувачката.

Соочени со зголемениот број на нови енергетски возила, покрај зголемувањето на густината на распоредот на куповите за полнење, времето на полнење мора дополнително да се скрати. Куповите за полнење со еднонасочна струја имаат побрзи брзини на полнење и пократко време на полнење, што е посоодветно за привремените и итни потреби за полнење на корисниците на електрични возила и можат ефикасно да ги решат проблемите со вознемиреноста од дометот на електричните возила и вознемиреноста од полнењето. Затоа, во последниве години, пазарната скала на брзо полнење со еднонасочна струја во новоизградените купови за полнење, особено јавните купови за полнење, брзо порасна и стана мејнстрим тренд во многу главни градови во Кина.

Како заклучок, од една страна, како што бројот на нови енергетски возила продолжува да расте, потпорната конструкција на кулите за полнење треба континуирано да се подобрува. Од друга страна, корисниците на електрични возила генерално се стремат кон брзо полнење со еднонасочна струја. Кулите за полнење со еднонасочна струја станаа мејнстрим тренд, а побарувачката за модули за полнење е зголемена. Фаза на развој во која влечењето е главната движечка сила.

(2) Висока густина на моќност, широк опсег на напон, висока ефикасност на конверзија

Таканареченото брзо полнење значи голема моќност на полнење. Затоа, во услови на растечка побарувачка за брзо полнење, модулите за полнење продолжуваат да се развиваат во насока на висока моќност. Високата моќност на купот за полнење се постигнува на два начина. Едниот е со паралелно поврзување на повеќе модули за полнење за да се постигне суперпозиција на моќност; другиот е со зголемување на единствената моќност на модулот за полнење. Врз основа на техничките потреби за зголемување на густината на моќност, намалување на просторот и намалување на сложеноста на електричната архитектура, зголемувањето на моќноста на еден модул за полнење е долгорочен тренд на развој. Модулите за полнење во мојата земја поминаа низ три генерации на развој, од првата генерација 7,5 kW до втората генерација 15/20 kW, а сега се во период на конверзија од втората генерација во третата генерација 30/40 kW. Модулите за полнење со голема моќност станаа мејнстрим на пазарот. Во исто време, врз основа на принципот на дизајн на минијатуризација, густината на моќност на модулите за полнење се зголеми истовремено со зголемувањето на нивото на моќност.

Постојат два пата за постигнување на брзо полнење со еднонасочна струја со повисоко ниво на моќност: зголемување на напонот и зголемување на струјата. Решението за полнење со висока струја за прв пат го усвои Тесла. Предноста е што цената на оптимизацијата на компонентите е помала, но високата струја ќе донесе поголема загуба на топлина и високи барања за дисипација на топлина, а подебелите жици ја намалуваат практичноста и го промовираат во помала мера. Решението со висок напон е да се зголеми максималниот работен напон на модулот за полнење. Во моментов е најчесто користен модел од производителите на автомобили. Може да ги земе предвид предностите на намалување на потрошувачката на енергија, подобрување на животниот век на батеријата, намалување на тежината и заштеда на простор. Решението со висок напон бара електричните возила да бидат опремени со платформа со висок напон за поддршка на апликации за брзо полнење. Во моментов, решението за брзо полнење што најчесто го користат автомобилските компании е платформата со висок напон од 400V. Со истражувањето и примената на платформата со напон од 800V, нивото на напон на модулот за полнење ќе биде дополнително подобрено.

Подобрувањето на ефикасноста на конверзијата е технички индикатор што модулите за полнење секогаш го следат. Подобрувањето на ефикасноста на конверзијата значи поголема ефикасност на полнење и помали загуби. Во моментов, максималната врвна ефикасност на модулите за полнење е генерално 95%~96%. Во иднина, со развојот на електронски компоненти како што се уредите за напојување од трета генерација и со поместувањето на излезниот напон на модулите за полнење кон 800V или дури 1000V, ефикасноста на конверзијата дополнително ќе се подобри.

(3) Вредноста на модулите за полнење електрични возила се зголемува

Модулот за полнење е основна компонента на DC полнењето, сочинувајќи околу 50% од цената на хардверот на полнењето. Подобрувањето на ефикасноста на полнењето во иднина главно зависи од подобрувањето на перформансите на модулите за полнење. Од една страна, повеќе модули за полнење поврзани паралелно директно ќе ја зголемат вредноста на модулот за полнење; од друга страна, подобрувањето на нивото на моќност и густината на моќност на поединечниот модул за полнење зависи од оптимизираниот дизајн на хардверските кола и контролниот софтвер, како и од технологијата на клучните компоненти. Ова се клучни технологии за подобрување на моќноста на целиот полнење, што дополнително ќе ја зголеми вредноста на модулот за полнење.

6. Технички бариери во индустријата за модули за полнење електрична енергија

Технологијата на напојување е интердисциплинарна тема што ги интегрира технологијата на топологија на кола, дигиталната технологија, магнетната технологија, технологијата на компонентите, технологијата на полупроводниците и технологијата за термички дизајн. Тоа е индустрија која бара голема технолошка интензивна моќ. Како срце на купот за полнење со еднонасочна струја, модулот за полнење директно ја одредува ефикасноста на полнењето, оперативната стабилност, безбедноста и сигурноста на купот за полнење, а неговата важност и вредност се извонредни. Производот бара голема инвестиција на ресурси и професионалци, од истражување и развој на технологијата до примена на терминали. Како да се изберат електронски компоненти и распоред, надградба и итерација на алгоритмот на софтверот, точно разбирање на сценаријата за примена и зрели можности за контрола на квалитетот и платформа за тестирање, сето тоа ќе влијае на квалитетот и стабилноста на производот. На новите учесници во индустријата им е тешко да акумулираат различни технологии, персонал и податоци за сценарија за примена за краток временски период, а имаат и високи технички бариери.