Ny lademodul for energibiler industriutviklingsmulighet trend

1. Oversikt over utviklingen av lademodulindustrien

Lademoduler er kjernen i DC-ladehauger for nye energikjøretøyer. Ettersom penetrasjonsraten og eierskapet til nye energikjøretøyer i Kina fortsetter å øke, øker etterspørselen etter ladehauger. Lading av nye energibiler er delt inn i sakte AC-lading og DC-hurtiglading. DC hurtiglading har egenskapene til høyspenning, høy effekt og hurtiglading. Ettersom markedet forfølger ladeeffektivitet, fortsetter markedsskalaen for DC hurtigladebunker og lademoduler å utvide seg. .

2. Teknisk nivå og egenskaper for ev lademodulindustrien

Den nye ladebunken for energikjøretøy ev lademodulindustrien har for tiden tekniske funksjoner som enkeltmodul høy effekt, høy frekvens, miniatyrisering, høy konverteringseffektivitet og bredt spenningsområde.

Når det gjelder effekt på én modul, har den nye lademodulindustrien for energilading opplevd en ordinær produktutvikling på 7,5 kW i 2014, konstant strøm 20 A og 15 kW i 2015, og konstant effekt 25 A og 15 kW i 2016. De gjeldende lademodulene for mainstream-applikasjoner er 20kW og 30kW. Enkeltmodulløsninger og konvertering til 40kW ny energiladebunke strømforsyning enkeltmodulløsninger. Lademoduler med høy effekt har blitt en markedsutviklingstrend i fremtiden.

Når det gjelder utgangsspenning, ga State Grid ut 2017-versjonen av "Qualification and Ability Verification Standards for Electric Vehicle Charging Equipment Suppliers" som sier at utgangsspenningsområdet til DC-ladere er 200-750V, og den konstante strømspenningen dekker minst 400-500V og 600-750V-områdene. Derfor designer alle modulprodusenter generelt moduler for 200-750V og oppfyller konstante strømkrav. Med økningen i cruiserekkevidden for elektriske kjøretøy og etterspørselen fra nye energikjøretøybrukere for å redusere ladetiden, har industrien foreslått en 800V superrask ladearkitektur, og noen selskaper har innsett tilbudet av DC-lademoduler med en bred utgangsspenningsområde på 200-1000V. .

Når det gjelder høyfrekvens og miniatyrisering av lademoduler, har kraften til enkeltmaskinmoduler av nye strømforsyninger for energilading økt, men volumet kan ikke utvides proporsjonalt. Derfor har økning av svitsjingsfrekvensen og integrering av magnetiske komponenter blitt viktige midler for å øke effekttettheten.

Når det gjelder lademoduleffektivitet, har store selskaper i den nye lademodulindustrien for energilading generelt en maksimal toppeffektivitet på 95%-96%. I fremtiden, med utviklingen av elektroniske komponenter som tredjegenerasjons strømenheter og populariseringen av elektriske kjøretøy med 800V eller enda høyere. Med en høyspentplattform forventes industrien å innlede produkter med en toppeffektivitet på mer enn 98 % .

Ettersom strømtettheten til lademoduler øker, gir det også større varmespredningsproblemer. Når det gjelder varmeavledning av lademoduler, er dagens mainstream varmeavledningsmetode i industrien tvungen luftkjøling, og det finnes også metoder som lukkede kaldluftkanaler og vannkjøling. Luftkjøling har fordelene med lav pris og enkel struktur. Men etter hvert som varmeavledningstrykket øker ytterligere, vil ulempene med luftkjølingens begrensede varmeavledningskapasitet og høye støy ytterligere komme til syne. Å utstyre lademodulen og pistollinjen med væskekjøling har blitt en stor løsning. teknisk retning.

3. Teknologisk fremgang akselererer utviklingsmulighetene for ny energiindustris penetrasjon

De siste årene har ny energiindustriteknologi fortsatt å gjøre fremskritt og gjennombrudd, og økningen i penetrasjonshastigheten har fremmet den kontinuerlige utviklingen av oppstrøms lademodulindustrien. Den betydelige økningen i batterienergitetthet har løst problemet med utilstrekkelig rekkevidde for nye energikjøretøyer, og bruken av høyeffektlademoduler har forkortet ladetiden kraftig, og dermed akselerert penetrasjonen av nye energikjøretøyer og konstruksjonen av støttende ladehauger . I fremtiden forventes integrering og dypere anvendelse av teknologier som optisk lagring og ladeintegrasjon og V2G kjøretøynettverksintegrasjon å ytterligere akselerere penetrasjonen av nye energiindustrier og popularisering av forbruk.

4. Industriens konkurranselandskap: Lademodulindustrien er fullt konkurransedyktig og produktmarkedet er stort.

Lademodulen er kjernekomponenten i DC-ladehauger. Med økningen i penetrasjonshastigheten til nye energikjøretøyer rundt om i verden, blir forbrukere stadig mer engstelige for laderekkevidde og ladekomfort. Markedsetterspørselen etter DC-hurtigladende ladehauger har eksplodert, og det innenlandske driftsmarkedet for ladehauger har vokst fra I de første dagene var Statsnettet hovedkraften i diversifisert utvikling. En rekke operatører av sosial kapital med både produksjon og drift av ladeutstyr dukket opp raskt. Innenlandske lademodulprodusenter fortsatte å utvide produksjons- og salgsskalaen for bygging av støttende ladepeler, og deres omfattende konkurranseevne fortsatte å styrkes. .

For tiden, etter år med produktiterasjon og utvikling av lademoduler, er bransjekonkurranse tilstrekkelig. Mainstream-produkter utvikler seg i retning av høy spenning og høy effekttetthet, og produktmarkedet er stort. Bedrifter i bransjen oppnår hovedsakelig høyere markedsandeler og fortjenestenivåer ved kontinuerlig å forbedre produkttopologi, kontrollalgoritmer, optimalisere maskinvare og produksjonssystemer, etc.

5. Utviklingstrender av ev lademoduler

Ettersom lademoduler innleder stor markedsetterspørsel, fortsetter teknologien å utvikle seg mot høy effekttetthet, bredt spenningsområde og høy konverteringseffektivitet.

1) Politikkdrevet skifte til etterspørselsstyrt

For å støtte og fremme utviklingen av nye energikjøretøyer ble byggingen av ladepeler i hovedsak ledet av regjeringen i en tidlig fase, og ledet gradvis utviklingen av næringen mot en endogen kjøremodell gjennom politikkstøtte. Siden 2021 har den raske utviklingen av nye energikjøretøyer stilt store krav til bygging av støtteanlegg og ladepeler. Ladepelebransjen fullfører transformasjonen fra politikkstyrt til etterspørselsstyrt.

Stilt overfor det økende antallet nye energikjøretøyer, i tillegg til å øke tettheten av ladehaugen, må ladetiden forkortes ytterligere. DC-ladebunker har raskere ladehastigheter og kortere ladetider, som er mer egnet for de midlertidige og nødladingsbehovene til brukere av elektriske kjøretøy, og kan effektivt løse problemene med rekkeviddeangst for elektriske kjøretøy og ladeangst. Derfor har markedsskalaen for DC-hurtiglading i nybygde ladehauger, spesielt offentlige ladehauger, vokst raskt og har blitt en mainstream-trend i mange kjernebyer i Kina.

For å oppsummere, på den ene siden, ettersom antallet nye energikjøretøyer fortsetter å vokse, må støttekonstruksjonen av ladepeler kontinuerlig forbedres. På den annen side forfølger brukere av elektriske kjøretøy generelt DC hurtiglading. DC-ladehauger har blitt mainstream-trenden, og lademoduler har også kommet inn i etterspørselen. Et utviklingstrinn der pull er hoveddrivkraften.

(2) Høy effekttetthet, bredt spenningsområde, høy konverteringseffektivitet

Den såkalte hurtigladingen betyr høy ladeeffekt. Derfor, under den økende etterspørselen etter hurtiglading, fortsetter lademoduler å utvikle seg i retning av høy effekt. Den høye effekten til ladehaugen oppnås på to måter. Den ene er å koble flere lademoduler parallelt for å oppnå superposisjon; den andre er å øke enkelteffekten til lademodulen. Basert på de tekniske behovene for å øke strømtettheten, redusere plass og redusere kompleksiteten til elektrisk arkitektur, er å øke kraften til en enkelt lademodul en langsiktig utviklingstrend. mitt lands lademoduler har gått gjennom tre generasjoners utvikling, fra første generasjon 7,5 kW til andre generasjon 15/20 kW, og er nå i konverteringsperioden fra andre generasjon til tredje generasjon 30/40 kW. Lademoduler med høy effekt har blitt hovedstrømmen på markedet. På samme tid, basert på designprinsippet for miniatyrisering, har strømtettheten til lademoduler også økt samtidig med økningen i effektnivået.

Det er to veier for å oppnå høyere strømnivå DC hurtiglading: øke spenningen og øke strømmen. Høystrømsladeløsningen ble først tatt i bruk av Tesla. Fordelen er at kostnadene ved komponentoptimalisering er lavere, men høy strøm vil gi høyere varmetap og høye krav til varmeavledning, og tykkere ledninger reduserer bekvemmeligheten og fremmer i mindre grad. Høyspentløsningen er å øke den maksimale driftsspenningen til lademodulen. Det er for tiden en mye brukt modell av bilprodusenter. Den kan ta hensyn til fordelene ved å redusere energiforbruket, forbedre batterilevetiden, redusere vekten og spare plass. Høyspentløsningen krever at elektriske kjøretøyer er utstyrt med en høyspentplattform for å støtte hurtigladeapplikasjoner. For øyeblikket er hurtigladeløsningen som vanligvis brukes av bilselskaper 400V høyspentplattformen. Med forskning og bruk av 800V spenningsplattformen vil spenningsnivået til lademodulen bli ytterligere forbedret.

Forbedringen av konverteringseffektiviteten er en teknisk indikator som lademoduler alltid forfølger. Forbedringen av konverteringseffektiviteten betyr høyere ladeeffektivitet og lavere tap. For tiden er den maksimale toppeffektiviteten til lademoduler generelt 95% ~ 96%. I fremtiden, med utviklingen av elektroniske komponenter som tredjegenerasjons strømenheter og utgangsspenningen til lademoduler som beveger seg mot 800V eller til og med 1000V, vil konverteringseffektiviteten bli ytterligere forbedret.

(3) Verdien av ev lademoduler øker

Lademodulen er kjernekomponenten i DC-ladebunken, og står for omtrent 50 % av maskinvarekostnaden til ladehaugen. Forbedringen av ladeeffektiviteten i fremtiden avhenger hovedsakelig av ytelsesforbedringen til lademoduler. På den ene siden vil flere lademoduler koblet parallelt direkte øke verdien på lademodulen; på den annen side avhenger forbedringen av effektnivået og effekttettheten til enkeltlademodulen av den optimaliserte utformingen av maskinvarekretser og kontrollprogramvare samt teknologien til nøkkelkomponenter. Gjennombrudd, dette er nøkkelteknologier for å forbedre kraften til hele ladehaugen, noe som vil øke verdien på lademodulen ytterligere.

6. Tekniske barrierer i ev power lademodulindustrien

Strømforsyningsteknologi er et tverrfaglig fag som integrerer kretstopologiteknologi, digital teknologi, magnetisk teknologi, komponentteknologi, halvlederteknologi og termisk designteknologi. Det er en teknologiintensiv bransje. Som hjertet av DC-ladebunken, bestemmer lademodulen direkte ladeeffektiviteten, driftsstabiliteten, sikkerheten og påliteligheten til ladebunken, og dens betydning og verdi er enestående. Et produkt krever en stor investering av ressurser og fagfolk fra teknologisk forskning og utvikling til terminalapplikasjon. Hvordan velge elektroniske komponenter og layout, programvarealgoritmeoppgradering og iterasjon, nøyaktig forståelse av applikasjonsscenarier, og modne kvalitetskontroll- og testplattformfunksjoner vil alle påvirke produktkvalitet og stabilitet har en direkte innvirkning. Det er vanskelig for nye aktører i bransjen å akkumulere ulike teknologier, personell og applikasjonsscenariodata på kort tid, og de har høye tekniske barrierer.