Tendință de oportunitate de dezvoltare a industriei modulului de încărcare a vehiculelor cu energie nouă

1. Prezentare generală a dezvoltării industriei modulelor de încărcare

Modulele de încărcare reprezintă nucleul pilelor de încărcare DC pentru vehiculele cu energie nouă. Pe măsură ce rata de penetrare și deținerea de vehicule cu energie nouă în China continuă să crească, cererea de pile de încărcare crește. Încărcarea vehiculelor cu energie nouă este împărțită în încărcare lentă AC și încărcare rapidă DC. Încărcarea rapidă DC are caracteristicile de înaltă tensiune, putere mare și încărcare rapidă. Pe măsură ce piața urmărește eficiența încărcării, scara pieței pilelor de încărcare rapidă DC și modulelor de încărcare continuă să se extindă. .

2. Nivelul tehnic și caracteristicile industriei modulelor de încărcare ev

Noua industrie a modulelor de încărcare pentru vehicule cu energie electrică are în prezent caracteristici tehnice, cum ar fi putere mare cu un singur modul, frecvență înaltă, miniaturizare, eficiență ridicată de conversie și gamă largă de tensiuni.

În ceea ce privește puterea unui singur modul, noua industrie a modulelor de încărcare a pilei de încărcare a energiei a cunoscut o dezvoltare de produs de 7,5 kW în 2014, curent constant de 20 A și 15 kW în 2015 și putere constantă de 25 A și 15 kW în 2016. Modulele curente de încărcare pentru aplicații principale sunt 20kW și 30kW. Soluții cu un singur modul și conversie la soluții cu un singur modul de alimentare a pilei de încărcare cu energie nouă de 40 kW. Modulele de încărcare de mare putere au devenit o tendință de dezvoltare a pieței în viitor.

În ceea ce privește tensiunea de ieșire, rețeaua de stat a emis versiunea din 2017 a „Standardelor de verificare a calificării și a capacității pentru furnizorii de echipamente de încărcare a vehiculelor electrice” care afirmă că gama de tensiune de ieșire a încărcătoarelor de curent continuu este 200-750V, iar tensiunea de putere constantă acoperă cel puțin intervalele 400-500V și 600-750V. Prin urmare, toți producătorii de module proiectează în general module pentru 200-750V și îndeplinesc cerințele constante de alimentare. Odată cu creșterea gamei de croazieră a vehiculelor electrice și a cererii utilizatorilor de vehicule cu energie noi pentru a reduce timpul de încărcare, industria a propus o arhitectură de încărcare super rapidă de 800 V, iar unele companii au realizat furnizarea de module de încărcare a pilei de încărcare DC cu o gamă largă. interval de tensiune de ieșire 200-1000V. .

În ceea ce privește frecvența înaltă și miniaturizarea modulelor de încărcare, puterea modulelor cu o singură mașină a noilor surse de alimentare cu pile de încărcare a energiei a crescut, dar volumul său nu poate fi extins proporțional. Prin urmare, creșterea frecvenței de comutare și integrarea componentelor magnetice au devenit mijloace importante de creștere a densității puterii.

În ceea ce privește eficiența modulului de încărcare, companiile majore din noua industrie a modulelor de încărcare a pilei de încărcare a energiei au, în general, o eficiență maximă de vârf de 95%-96%. În viitor, odată cu dezvoltarea componentelor electronice, cum ar fi dispozitivele de putere din a treia generație și popularizarea vehiculelor electrice cu 800V sau chiar mai mare. Cu o platformă de înaltă tensiune, se așteaptă ca industria să introducă produse cu o eficiență maximă de peste 98% .

Pe măsură ce densitatea de putere a modulelor de încărcare crește, aceasta aduce și probleme mai mari de disipare a căldurii. În ceea ce privește disiparea căldurii modulelor de încărcare, metoda curentă curentă de disipare a căldurii din industrie este răcirea forțată cu aer și există, de asemenea, metode precum canalele de aer rece închise și răcirea cu apă. Răcirea cu aer are avantajele costului redus și structurii simple. Cu toate acestea, pe măsură ce presiunea de disipare a căldurii crește și mai mult, dezavantajele capacității limitate de disipare a căldurii a răcirii cu aer și zgomotul ridicat vor deveni în continuare evidente. Echiparea modulului de încărcare și a liniei de pistol cu ​​răcire lichidă a devenit o soluție majoră. direcție tehnică.

3. Progresul tehnologic accelerează oportunitățile de dezvoltare ale pătrunderii noii industrii energetice

În ultimii ani, noua tehnologie din industria energetică a continuat să facă progrese și descoperiri, iar creșterea ratei de penetrare a promovat dezvoltarea continuă a industriei modulelor de încărcare din amonte. Creșterea semnificativă a densității energiei bateriei a rezolvat problema autonomiei de croazieră insuficiente a vehiculelor cu energie nouă, iar aplicarea modulelor de încărcare de mare putere a scurtat foarte mult timpul de încărcare, accelerând astfel pătrunderea vehiculelor cu energie nouă și construirea de pile de încărcare suport. . În viitor, integrarea și aplicarea aprofundată a tehnologiilor precum stocarea optică și integrarea încărcării și integrarea în rețeaua vehiculelor V2G sunt de așteptat să accelereze și mai mult pătrunderea noilor industrii energetice și popularizarea consumului.

4. Peisajul competiției din industrie: industria modulelor de încărcare este pe deplin competitivă, iar spațiul pe piața produselor este mare.

Modulul de încărcare este componenta de bază a pilelor de încărcare DC. Odată cu creșterea ratei de penetrare a vehiculelor cu energie nouă în întreaga lume, consumatorii sunt din ce în ce mai îngrijorați de intervalul de încărcare și de confortul de încărcare. Cererea de pe piață pentru pile de încărcare cu încărcare rapidă DC a explodat, iar piața internă de funcționare a pilelor de încărcare a crescut de la În primele zile, rețeaua de stat a fost principala forță în dezvoltarea diversificată. Au apărut rapid un număr de operatori de capital social, atât cu capacități de producție cât și de operare a echipamentelor de încărcare. Producătorii interni de module de încărcare au continuat să-și extindă scara de producție și vânzări pentru construirea de pile de încărcare suport, iar competitivitatea lor cuprinzătoare a continuat să se consolideze. .

În prezent, după ani de repetare a produsului și de dezvoltare a modulelor de încărcare, concurența din industrie este suficientă. Produsele principale se dezvoltă în direcția tensiunii înalte și a densității mari de putere, iar spațiul pieței de produse este mare. Întreprinderile din industrie obțin în principal cotă de piață și niveluri de profit mai mari prin îmbunătățirea continuă a topologiei produsului, a algoritmilor de control, optimizarea hardware-ului și a sistemelor de producție etc.

5. Tendințe de dezvoltare a modulelor de încărcare ev

Pe măsură ce modulele de încărcare generează o cerere uriașă pe piață, tehnologia continuă să se dezvolte către o densitate mare de putere, o gamă largă de tensiuni și o eficiență ridicată a conversiei.

1) Trecere bazată pe politică la cea bazată pe cerere

Pentru a sprijini și promova dezvoltarea de noi vehicule cu energie, construcția pilor de încărcare a fost condusă în principal de guvern în faza incipientă și a ghidat treptat dezvoltarea industriei către un model de conducere endogen prin sprijinul politicii. Din 2021, dezvoltarea rapidă a vehiculelor cu energie nouă a impus solicitări uriașe pentru construcția de instalații de susținere și pile de încărcare. Industria pilelor de încărcare finalizează transformarea de la bazată pe politici la bazată pe cerere.

Confruntat cu creșterea numărului de vehicule cu energie nouă, pe lângă creșterea densității dispoziției grămezii de încărcare, timpul de încărcare trebuie scurtat și mai mult. Pilele de încărcare DC au viteze de încărcare mai rapide și timpi de încărcare mai scurti, care sunt mai potrivite pentru nevoile de încărcare temporare și de urgență ale utilizatorilor de vehicule electrice și pot rezolva în mod eficient problemele anxietății legate de raza de acțiune a vehiculelor electrice și anxietatea de încărcare. Prin urmare, în ultimii ani, scara pieței de încărcare rapidă DC în pile de încărcare nou construite, în special pile de încărcare publice, a crescut rapid și a devenit o tendință principală în multe orașe de bază din China.

Pentru a rezuma, pe de o parte, pe măsură ce numărul de vehicule cu energie nouă continuă să crească, construcția de sprijin a pilelor de încărcare trebuie îmbunătățită continuu. Pe de altă parte, utilizatorii de vehicule electrice urmăresc în general încărcarea rapidă DC. Pilele de încărcare DC au devenit tendința principală, iar modulele de încărcare au intrat și ele în cerere. O etapă de dezvoltare în care tragerea este principala forță motrice.

(2) Densitate mare de putere, gamă largă de tensiuni, eficiență ridicată de conversie

Așa-numita încărcare rapidă înseamnă o putere mare de încărcare. Prin urmare, în contextul cererii tot mai mari de încărcare rapidă, modulele de încărcare continuă să se dezvolte în direcția puterii mari. Puterea mare a grămezii de încărcare este obținută în două moduri. Una este să conectați mai multe module de încărcare în paralel pentru a obține suprapunerea puterii; celălalt este de a crește puterea unică a modulului de încărcare. Pe baza nevoilor tehnice de creștere a densității puterii, reducerea spațiului și reducerea complexității arhitecturii electrice, creșterea puterii unui singur modul de încărcare este o tendință de dezvoltare pe termen lung. modulele de încărcare din țara mea au trecut prin trei generații de dezvoltare, de la prima generație 7,5kW la a doua generație 15/20kW, iar acum sunt în perioada de conversie de la a doua generație la a treia generație 30/40kW. Modulele de încărcare de mare putere au devenit curentul principal al pieței. În același timp, pe baza principiului de proiectare al miniaturizării, densitatea de putere a modulelor de încărcare a crescut și ea concomitent cu creșterea nivelului de putere.

Există două căi pentru a obține un nivel de putere mai mare de încărcare rapidă DC: creșterea tensiunii și creșterea curentului. Soluția de încărcare cu curent ridicat a fost adoptată pentru prima dată de Tesla. Avantajul este că costul optimizării componentelor este mai mic, dar curentul ridicat va aduce pierderi de căldură mai mari și cerințe ridicate pentru disiparea căldurii, iar firele mai groase reduc confortul și promovează într-o măsură mai mică. Soluția de înaltă tensiune este creșterea tensiunii maxime de funcționare a modulului de încărcare. În prezent este un model folosit în mod obișnuit de producătorii de mașini. Poate ține cont de avantajele reducerii consumului de energie, îmbunătățirii duratei de viață a bateriei, reducerii greutății și economisirii spațiului. Soluția de înaltă tensiune necesită ca vehiculele electrice să fie echipate cu o platformă de înaltă tensiune pentru a suporta aplicațiile de încărcare rapidă. În prezent, soluția de încărcare rapidă folosită în mod obișnuit de companiile auto este platforma de înaltă tensiune de 400V. Odată cu cercetarea și aplicarea platformei de tensiune de 800V, nivelul de tensiune al modulului de încărcare va fi îmbunătățit în continuare.

Îmbunătățirea eficienței conversiei este un indicator tehnic pe care modulele de încărcare îl urmăresc întotdeauna. Îmbunătățirea eficienței conversiei înseamnă o eficiență mai mare de încărcare și pierderi mai mici. În prezent, eficiența maximă de vârf a modulelor de încărcare este în general de 95% ~ 96%. În viitor, odată cu dezvoltarea componentelor electronice, cum ar fi dispozitivele de alimentare din a treia generație și tensiunea de ieșire a modulelor de încărcare care se deplasează către 800V sau chiar 1000V, eficiența conversiei va fi îmbunătățită în continuare.

(3) Valoarea modulelor de încărcare ev crește

Modulul de încărcare este componenta de bază a grămezii de încărcare DC, reprezentând aproximativ 50% din costul hardware al grămezii de încărcare. Îmbunătățirea eficienței de încărcare în viitor depinde în principal de îmbunătățirea performanței modulelor de încărcare. Pe de o parte, mai multe module de încărcare conectate în paralel vor crește direct valoarea modulului de încărcare; pe de altă parte, îmbunătățirea nivelului de putere și a densității de putere a modulului unic de încărcare depinde de proiectarea optimizată a circuitelor hardware și a software-ului de control, precum și de tehnologia componentelor cheie. Descoperiri, acestea sunt tehnologii cheie pentru îmbunătățirea puterii întregii grămezi de încărcare, ceea ce va crește și mai mult valoarea modulului de încărcare.

6. Bariere tehnice în industria modulelor de încărcare a energiei ev

Tehnologia surselor de alimentare este un subiect interdisciplinar care integrează tehnologia topologiei circuitelor, tehnologia digitală, tehnologia magnetică, tehnologia componentelor, tehnologia semiconductoarelor și tehnologia de proiectare termică. Este o industrie intensivă în tehnologie. Fiind inima grădinii de încărcare DC, modulul de încărcare determină în mod direct eficiența de încărcare, stabilitatea operațională, siguranța și fiabilitatea pila de încărcare, iar importanța și valoarea acestuia sunt remarcabile. Un produs necesită o investiție mare de resurse și profesioniști, de la cercetarea și dezvoltarea tehnologiei până la aplicarea terminalului. Cum să selectați componentele electronice și aspectul, actualizarea și iterația algoritmului software, înțelegerea precisă a scenariilor de aplicație și capabilitățile mature ale platformei de testare și control al calității vor afecta calitatea și stabilitatea produsului au un impact direct. Este dificil pentru noii intrați în industrie să acumuleze diverse tehnologii, personal și date despre scenarii de aplicații într-o perioadă scurtă de timp și au bariere tehnice mari.