Trender innen EV-lading

Veksten av elbilmarkedet kan føles uunngåelig: fokuset på å redusere CO2-utslipp, det nåværende politiske klimaet, investeringer fra myndighetene og bilindustrien, og den pågående jakten på det helelektriske samfunnet peker alle mot en velsignelse for elektriske kjøretøy. Til nå har imidlertid utbredt bruk av elektriske kjøretøyer av forbrukere blitt hemmet av lange ladetider og mangel på ladeinfrastruktur. Fremskritt innen EV-ladeteknologi tar tak i disse utfordringene, og muliggjør sikker og rask lading hjemme og på veien. Ladekomponenter og infrastruktur øker for å møte behovene til det raskt voksende elbilmarkedet, og baner vei for en eksponentiell vekst innen elektrisk transport.

DRIVKRAFTER BAK EV-MARKEDET

Investeringene i elbiler har vært økende i flere år, men økt oppmerksomhet og etterspørsel har blitt vektlagt av flere sektorer i samfunnet. Det økende fokuset på klimaløsninger har fremhevet viktigheten av elektriske kjøretøy – evnen til både å redusere karbonutslipp fra forbrenningsmotorer og investere i ren energitransport har blitt et utbredt mål for både myndigheter og industri. Dette fokuset på bærekraftig vekst og bevaring av naturressurser driver også teknologien mot et helelektrisk samfunn – en verden med ubegrenset energi basert på fornybare ressurser uten skadelige utslipp.
Disse miljømessige og teknologiske driverne gjenspeiles i prioriteringene til føderal regulering og investering, spesielt i lys av 2021 Infrastructure Investment and Jobs Act, som øremerket 7,5 milliarder dollar til EV-infrastruktur på føderalt nivå, 2,5 milliarder dollar til infrastrukturtilskudd for elbiler, og 5 milliarder dollar til National Electric Vehicle Charging Program. Biden-administrasjonen forfølger også et mål om å bygge og installere 500 000 DC-ladestasjoner over hele landet.

Denne trenden kan også sees på statlig nivå. Stater inkludert California, Massachusetts og New Jersey forfølger lovgivning for å omfavne helelektriske kjøretøy. Skattefradrag, Electrify America-bevegelsen, insentiver og mandater påvirker også forbrukere og produsenter til å omfavne EV-bevegelsen.

Bilprodusenter slutter seg også til utviklingen mot elektriske kjøretøy. Ledende eldre bilprodusenter inkludert GM, Ford, Volkswagen, BMW og Audi introduserer konsekvent nye EV-modeller. Innen utgangen av 2022 forventes det å være mer enn 80 EV-modeller og plug-in hybrider tilgjengelig på markedet. Det er et økende antall nye elbilprodusenter som også kommer på markedet, inkludert Tesla, Lucid, Nikola og Rivian.

Forsyningsselskaper forbereder seg også på et helelektrisk samfunn. Det er viktig at forsyningsselskaper ligger i forkant når det gjelder elektrifisering for å imøtekomme økende etterspørsel, og kritisk infrastruktur inkludert mikronett vil være nødvendig langs interstater for å imøtekomme strømladestasjoner. Kjøretøy-til-nett-kommunikasjon får også oppmerksomhet langs motorveier.

VEIER FOR VEKST

Mens momentum øker for utbredt EV-adopsjon, forventes utfordringer å hindre vekst. Mens insentiver vil oppmuntre forbrukere eller flåter til å bytte til elektriske kjøretøy, kan de ha en hake – det kan være en bevegelse for elbiler for å kunne kommunisere med infrastruktur for å spore kjørelengde, noe som krever teknologiinnovasjoner og utendørs kommunikasjonsinfrastruktur.

En av de største hindringene for bruk av elbiler på forbrukernivå er pålitelig og effektiv ladeinfrastruktur. Anslagsvis 9,6 millioner ladeporter vil være nødvendig innen 2030 for å imøtekomme den forventede veksten i elbilmarkedet. Nesten 80 % av disse portene vil være hjemmeladere, og omtrent 20 % vil være offentlige ladere eller arbeidsplassladere. For øyeblikket nøler forbrukere med å kjøpe en elbil på grunn av rekkeviddeangst – bekymringen for at bilen deres ikke vil være i stand til å foreta en lang reise uten å måtte lades, og at ladestasjoner ikke vil være tilgjengelige eller effektive når det trengs.

Spesielt offentlige eller delte ladere må kunne gi tilnærmet konstant høyhastighets lademuligheter hele døgnet. En sjåfør som stopper ved en ladestasjon langs en motorvei trenger sannsynligvis en rask kraftig lading – høyeffekts ladesystemer vil kunne gi kjøretøy et nesten fulladet batteri etter bare noen få minutters lading.

Høyhastighetsladere krever spesifikke designhensyn for å fungere pålitelig. Væskekjøling er nødvendig for å holde ladepinnene ved en optimal temperatur og forlenge tiden et kjøretøy kan lades med høyere strøm. I kjøretøytette ladeområder vil det å holde kontaktpinnene avkjøle skape effektiv og konsekvent pålitelig høyeffektlading for å møte den konstante flyten av forbrukernes ladebehov.

HØYKRAFTIG LADER DESIGNBEHOV

EL-ladere bygges i økende grad med fokus på å optimalisere robusthet og høyeffekts lademuligheter for å møte behovene til elbilførere og overvinne rekkeviddeangst. En kraftig elbillader med 500 ampere er muliggjort med væskekjøle- og overvåkingssystemet – kontaktbæreren i ladekontakten har termisk ledningsevne og fungerer også som en kjøleribbe da kjølevæsken sprer varmen via integrerte kjølekanaler. Disse laderne inneholder en rekke sensorer, inkludert kjølevæskelekkasjesensorer og presis temperaturovervåking ved hver strømkontakt for å sikre at pinnene ikke overstiger 90 grader Celsius. Hvis denne terskelen nås, reduserer ladekontrolleren i ladestasjonen effektuttaket for å opprettholde en akseptabel temperatur.

EL-ladere må også tåle slitasje og enkelt gjennomgå vedlikehold. EV-ladehåndtak er designet for slitasje, røff håndtering over tid som påvirker det parrende ansiktet er uunngåelig. I økende grad blir ladere utformet med modulære komponenter, noe som gjør det enkelt å bytte ut den sammenkoblede overflaten.
Kabelhåndtering i ladestasjoner er også en viktig faktor for lang levetid og pålitelighet. Kraftige ladekabler inneholder kobberledninger, væskekjøleledninger og aktivitetskabler, men må fortsatt tåle å bli trukket på eller kjørt over. Andre hensyn inkluderer låsbare låser, som gjør at en sjåfør kan forlate (Modularitet av den sammenkoblede overflaten sammen med en illustrasjon av kjølevæskestrømmen) kjøretøyet lades på en offentlig stasjon uten å bekymre seg for at noen kan koble fra kabelen.