Tendințe în capacitățile de încărcare a vehiculelor electrice

Creșterea pieței vehiculelor electrice poate părea inevitabilă: accentul pus pe reducerea emisiilor de CO2, climatul politic actual, investițiile guvernamentale și ale industriei auto și urmărirea continuă a unei societăți complet electrice indică o creștere semnificativă a vehiculelor electrice. Până acum, însă, adoptarea pe scară largă a vehiculelor electrice de către consumatori a fost împiedicată de timpii lungi de încărcare și de lipsa infrastructurii de încărcare. Progresele în tehnologia de încărcare a vehiculelor electrice abordează aceste provocări, permițând încărcarea sigură și rapidă acasă și pe șosea. Componentele și infrastructura de încărcare sunt în creștere pentru a satisface nevoile pieței vehiculelor electrice în creștere rapidă, deschizând calea pentru o creștere exponențială a transportului electric.

FORȚELE MOTRICE DIN SPATELE PIEȚEI VEHICULELOR ELEVIZIUNE

Investițiile în vehicule electrice au crescut de câțiva ani, însă mai multe sectoare ale societății au subliniat o atenție și o cerere sporite. Atenția tot mai mare acordată soluțiilor climatice a evidențiat importanța vehiculelor electrice - capacitatea de a reduce emisiile de carbon provenite de la motoarele cu ardere internă și de a investi în transportul cu energie curată a devenit un obiectiv larg răspândit atât pentru guvern, cât și pentru industrie. Această concentrare pe creșterea durabilă și conservarea resurselor naturale determină, de asemenea, tehnologia să tindă spre o societate complet electrică - o lume cu energie nelimitată bazată pe resurse regenerabile, fără emisii nocive.
Acești factori de mediu și tehnologici se reflectă în prioritățile reglementărilor și investițiilor federale, în special în lumina Legii privind investițiile în infrastructură și locurile de muncă din 2021, care a alocat 7,5 miliarde de dolari pentru infrastructura vehiculelor electrice la nivel federal, 2,5 miliarde de dolari pentru granturi pentru infrastructura de încărcare și realimentare a vehiculelor electrice și 5 miliarde de dolari pentru Programul național de încărcare a vehiculelor electrice. Administrația Biden urmărește, de asemenea, obiectivul de a construi și instala 500.000 de stații de încărcare cu curent continuu în întreaga țară.

Această tendință poate fi observată și la nivel de stat. State precum California, Massachusetts și New Jersey elaborează legislație pentru a adopta vehiculele complet electrice. Creditele fiscale, mișcarea Electrify America, stimulentele și mandatele influențează, de asemenea, consumatorii și producătorii deopotrivă să adopte mișcarea vehiculelor electrice.

Și producătorii auto se alătură mișcării către vehiculele electrice. Principalii producători auto tradiționali, precum GM, Ford, Volkswagen, BMW și Audi, introduc constant noi modele de vehicule electrice. Până la sfârșitul anului 2022, se așteaptă ca pe piață să fie disponibile peste 80 de modele de vehicule electrice și vehicule hibride plug-in. Există, de asemenea, un număr tot mai mare de noi producători de vehicule electrice care se alătură pieței, inclusiv Tesla, Lucid, Nikola și Rivian.

Companiile de utilități se pregătesc, de asemenea, pentru o societate complet electrică. Este important ca aceste companii să fie cu un pas înainte în ceea ce privește electrificarea pentru a face față cererii tot mai mari, iar infrastructura critică, inclusiv microrețelele, va fi necesară de-a lungul autostrăzilor interstatale pentru a găzdui stații de încărcare electrică. Comunicarea de tip „vehicle-to-grid” câștigă teren și pe autostrăzi.

OBSTACOLE ÎN CĂTRE CREȘTERE

Deși adoptarea pe scară largă a vehiculelor electrice câștigă teren, se așteaptă ca provocările să împiedice creșterea. Deși stimulentele vor încuraja consumatorii sau flotele să treacă la vehicule electrice, acestea ar putea veni cu o problemă - ar putea exista o mișcare pentru ca vehiculele electrice să poată comunica cu infrastructura pentru a urmări kilometrajul, ceea ce necesită inovații tehnologice și infrastructură de comunicații în aer liber.

Unul dintre cele mai mari obstacole în calea adoptării vehiculelor electrice la nivel de consumator este infrastructura de încărcare fiabilă și eficientă. Se estimează că până în 2030 vor fi necesare 9,6 milioane de puncte de încărcare pentru a face față creșterii preconizate a pieței vehiculelor electrice. Aproape 80% dintre aceste puncte vor fi încărcătoare de acasă, iar aproximativ 20% vor fi încărcătoare publice sau de la locul de muncă. În prezent, consumatorii ezită să achiziționeze un vehicul electric din cauza anxietății legate de autonomie – îngrijorarea că mașina lor nu va putea face o călătorie lungă fără a fi nevoie să fie reîncărcată și că stațiile de încărcare nu vor fi disponibile sau eficiente atunci când este nevoie.

Încărcătoarele publice sau partajate, în special, trebuie să poată oferi capacități de încărcare de mare viteză aproape constante, non-stop. Un șofer care oprește la o stație de încărcare de pe o autostradă are nevoie probabil de o încărcare rapidă și puternică – sistemele de încărcare de mare putere vor putea oferi vehiculelor o baterie aproape complet reîncărcată după doar câteva minute de încărcare.

Încărcătoarele de mare viteză necesită considerații specifice de proiectare pentru a funcționa fiabil. Capacitățile de răcire cu lichid sunt necesare pentru a menține pinii de încărcare la o temperatură optimă și pentru a prelungi timpul în care un vehicul poate fi încărcat cu curenți mai mari. În zonele de încărcare cu densitate mare a vehiculelor, menținerea răcirii pinilor de contact va crea o încărcare eficientă și constantă, fiabilă, de mare putere, pentru a satisface fluxul constant de cerere de încărcare din partea consumatorilor.

CONSIDERAȚII PRIVIND PROIECTAREA ÎNCĂRCĂTORULUI DE MARE PUTERE

Încărcătoarele pentru vehicule electrice sunt construite din ce în ce mai mult, concentrându-se pe optimizarea robusteții și a capacităților de încărcare de mare putere pentru a satisface nevoile șoferilor de vehicule electrice și a depăși anxietatea față de autonomie. Un încărcător pentru vehicule electrice de mare putere, cu 500 de amperi, este posibil datorită sistemului de răcire și monitorizare cu lichid - suportul de contact din conectorul de încărcare are conductivitate termică și servește și ca radiator, deoarece lichidul de răcire disipează căldura prin conducte de răcire integrate. Aceste încărcătoare conțin o varietate de senzori, inclusiv senzori de scurgere a lichidului de răcire și monitorizare precisă a temperaturii la fiecare contact de alimentare pentru a se asigura că pinii nu depășesc 90 de grade Celsius. Dacă se atinge acest prag, controlerul de încărcare din stația de încărcare reduce puterea de ieșire pentru a menține o temperatură acceptabilă.

Încărcătoarele pentru vehicule electrice trebuie, de asemenea, să reziste la uzură și să fie ușor de întreținut. Mânerele de încărcare pentru vehicule electrice sunt proiectate pentru uzură, iar manipularea brutală în timp, care afectează fața de îmbinare, este inevitabilă. Din ce în ce mai mult, încărcătoarele sunt proiectate cu componente modulare, permițând înlocuirea ușoară a feței de îmbinare.
Gestionarea cablurilor în stațiile de încărcare este, de asemenea, o considerație importantă pentru longevitate și fiabilitate. Cablurile de încărcare de mare putere conțin fire de cupru, conducte de răcire cu lichid și cabluri de activitate, dar trebuie să reziste la tragere sau trecere cu mașina. Alte considerații includ zăvoarele blocabile, care permit unui șofer să lase (Modularitatea feței de îmbinare împreună cu o ilustrare a fluxului de lichid de răcire) vehiculul său la încărcare la o stație publică fără grija că cineva ar putea deconecta cablul.