Trends in EV-oplaadmogelijkheden

De groei van de markt voor elektrische voertuigen kan onvermijdelijk lijken: de focus op het terugdringen van de CO2-uitstoot, het huidige politieke klimaat, investeringen door de overheid en de auto-industrie, en het voortdurende streven naar een volledig elektrische samenleving wijzen allemaal op een zegen voor elektrische voertuigen. Tot nu toe werd de wijdverbreide adoptie van elektrische voertuigen door consumenten echter belemmerd door lange oplaadtijden en een gebrek aan oplaadinfrastructuur. De vooruitgang in de EV-laadtechnologie pakt deze uitdagingen aan en maakt veilig en snel opladen thuis en onderweg mogelijk. Laadcomponenten en infrastructuur worden steeds groter om tegemoet te komen aan de behoeften van de snelgroeiende EV-markt, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor een exponentiële groei in elektrisch vervoer.

DRIJVENDE KRACHTEN ACHTER DE EV-MARKT

De investeringen in elektrische voertuigen groeien al enkele jaren, maar de toegenomen aandacht en vraag wordt door verschillende sectoren van de samenleving benadrukt. De groeiende focus op klimaatoplossingen heeft het belang van elektrische voertuigen benadrukt: het vermogen om zowel de CO2-uitstoot van verbrandingsmotoren te verminderen als te investeren in schoon energietransport is een wijdverspreid doel geworden voor zowel de overheid als de industrie. Deze focus op duurzame groei en het behoud van natuurlijke hulpbronnen zorgt er ook voor dat technologie evolueert naar een volledig elektrische samenleving – een wereld met onbeperkte energie gebaseerd op hernieuwbare hulpbronnen zonder schadelijke uitstoot.
Deze milieu- en technologische factoren worden weerspiegeld in de prioriteiten van federale regelgeving en investeringen, vooral in het licht van de Infrastructure Investment and Jobs Act van 2021, die 7,5 miljard dollar reserveerde voor EV-infrastructuur op federaal niveau, en 2,5 miljard dollar voor subsidies voor het opladen en tanken van elektrische voertuigen. en $ 5 miljard voor het National Electric Vehicle Charging Program. De regering-Biden streeft ook een doel na om 500.000 gelijkstroomlaadstations in het hele land te bouwen en te installeren.

Deze trend is ook op staatsniveau waar te nemen. Staten als Californië, Massachusetts en New Jersey streven naar wetgeving om volledig elektrische voertuigen te omarmen. Belastingkredieten, de Electrify America-beweging, prikkels en mandaten beïnvloeden ook zowel consumenten als fabrikanten om de EV-beweging te omarmen.

Autofabrikanten sluiten zich ook aan bij de beweging naar elektrische voertuigen. Toonaangevende autofabrikanten, waaronder GM, Ford, Volkswagen, BMW en Audi, introduceren consequent nieuwe EV-modellen. Tegen eind 2022 zullen er naar verwachting ruim 80 EV-modellen en plug-in hybrides op de markt verkrijgbaar zijn. Er komt ook een groeiend aantal nieuwe EV-fabrikanten op de markt, waaronder Tesla, Lucid, Nikola en Rivian.

Ook nutsbedrijven bereiden zich voor op een volledig elektrische samenleving. Het is belangrijk dat nutsbedrijven voorop blijven lopen als het gaat om elektrificatie om aan de toenemende vraag te kunnen voldoen, en kritische infrastructuur, waaronder microgrids, zal langs snelwegen nodig zijn om laadstations te kunnen huisvesten. Vehicle-to-Grid-communicatie wint ook aan populariteit langs snelwegen.

WEGBLOKKEREN NAAR GROEI

Hoewel het momentum voor de wijdverbreide adoptie van elektrische voertuigen toeneemt, wordt verwacht dat uitdagingen de groei zullen belemmeren. Hoewel prikkels consumenten of wagenparken zullen aanmoedigen om over te stappen op elektrische voertuigen, kunnen ze ook een addertje onder het gras hebben: er kan een beweging ontstaan ​​waarbij elektrische voertuigen kunnen communiceren met de infrastructuur om kilometers bij te houden, waarvoor technologische innovaties en een communicatie-infrastructuur buitenshuis nodig zijn.

Een van de grootste obstakels voor de adoptie van elektrische voertuigen op consumentenniveau is een betrouwbare en efficiënte laadinfrastructuur. Er zullen naar schatting in 2030 9,6 miljoen laadpoorten nodig zijn om tegemoet te komen aan de voorspelde groei van de EV-markt. Bijna 80% van die poorten zullen thuisladers zijn, en ongeveer 20% zullen openbare of werkplekladers zijn. Momenteel aarzelen consumenten om een ​​EV-voertuig aan te schaffen vanwege angst voor actieradius – de angst dat hun auto geen lange reis zal kunnen maken zonder te moeten worden opgeladen, en dat laadstations niet beschikbaar of efficiënt zullen zijn wanneer dat nodig is.

Met name openbare of gedeelde opladers moeten 24 uur per dag vrijwel constante hogesnelheidslaadmogelijkheden kunnen bieden. Een bestuurder die stopt bij een laadstation langs een snelweg heeft waarschijnlijk een snelle, krachtige oplaadbeurt nodig. Oplaadsystemen met een hoog vermogen kunnen voertuigen na slechts een paar minuten opladen een bijna volledig opgeladen batterij geven.

Hogesnelheidsladers vereisen specifieke ontwerpoverwegingen om betrouwbaar te kunnen werken. Vloeistofkoeling is nodig om de laadpinnen op een optimale temperatuur te houden en de tijd te verlengen dat een voertuig met hogere stromen kan worden opgeladen. In oplaadgebieden met veel voertuigen zorgt het koel houden van de contactpinnen voor efficiënt en consistent, betrouwbaar opladen met hoog vermogen om aan de constante stroom van laadvraag van consumenten te voldoen.

OVERWEGINGEN BIJ HET ONTWERP VAN DE HOGE VERMOGENSLADER

EV-laders worden steeds vaker gebouwd met de nadruk op het optimaliseren van de robuustheid en de oplaadmogelijkheden met hoog vermogen om aan de behoeften van EV-bestuurders te voldoen en de angst voor bereik te overwinnen. Een krachtige EV-lader met 500 ampère wordt mogelijk gemaakt door het vloeistofkoeling- en monitoringsysteem – de contactdrager in de laadconnector is thermisch geleidend en dient ook als koellichaam, omdat het koelmiddel de warmte via geïntegreerde koelkanalen afvoert. Deze laders bevatten een verscheidenheid aan sensoren, waaronder sensoren voor koelvloeistoflekkage en nauwkeurige temperatuurbewaking bij elk stroomcontact om ervoor te zorgen dat de pinnen de 90 graden Celsius niet overschrijden. Als die drempel wordt bereikt, verlaagt de laadcontroller in het laadstation het geleverde vermogen om een ​​acceptabele temperatuur te behouden.

EV-laders moeten ook bestand zijn tegen slijtage en gemakkelijk onderhoud kunnen ondergaan. De handgrepen voor het opladen van elektrische voertuigen zijn ontworpen voor slijtage. Een ruwe behandeling die na verloop van tijd invloed heeft op het contactvlak is onvermijdelijk. Opladers worden steeds vaker ontworpen met modulaire componenten, waardoor het aansluitvlak eenvoudig kan worden vervangen.
Ook kabelmanagement in laadstations is een belangrijke overweging voor de levensduur en betrouwbaarheid. Laadkabels met hoog vermogen bevatten koperdraden, vloeistofkoelingsleidingen en activiteitskabels, maar moeten toch bestand zijn tegen trekken of overrijden. Andere overwegingen zijn onder meer afsluitbare grendels, waardoor een bestuurder zijn voertuig kan verlaten (modulariteit van het pasvlak samen met een illustratie van de koelvloeistofstroom) om op te laden bij een openbaar station zonder bang te hoeven zijn dat iemand de kabel loskoppelt.