Trendi v zmogljivostih polnjenja električnih vozil

Rast trga električnih vozil se morda zdi neizogibna: osredotočenost na zmanjšanje emisij CO2, trenutno politično ozračje, naložbe vlade in avtomobilske industrije ter nenehno prizadevanje za povsem električno družbo, vse kaže na dobrobit električnih vozil. Vendar pa so do zdaj široko sprejetje električnih vozil pri potrošnikih ovirali dolgi časi polnjenja in pomanjkanje polnilne infrastrukture. Napredek v tehnologiji polnjenja električnih vozil se spopada s temi izzivi in ​​omogoča varno in hitro polnjenje doma in na poti. Polnilne komponente in infrastruktura rastejo, da bi zadostili potrebam hitro rastočega trga električnih vozil, kar utira pot eksponentni rasti električnega prevoza.

GONILNE SILE ZA TRGOM EV

Naložbe v električna vozila rastejo že nekaj let, vendar več sektorjev družbe poudarja večjo pozornost in povpraševanje. Vse večja osredotočenost na podnebne rešitve je poudarila pomen električnih vozil – zmožnost zmanjšanja emisij ogljika iz motorjev z notranjim zgorevanjem in vlaganje v prevoz čiste energije je postala splošno razširjen cilj tako vlade kot industrije. Ta osredotočenost na trajnostno rast in ohranjanje naravnih virov prav tako usmerja tehnologijo v smer popolnoma električne družbe – sveta z neomejeno energijo, ki temelji na obnovljivih virih brez škodljivih emisij.
Ti okoljski in tehnološki dejavniki se odražajo v prednostnih nalogah zvezne zakonodaje in naložb, zlasti v luči zakona o infrastrukturnih naložbah in zaposlovanju iz leta 2021, ki je namenil 7,5 milijarde dolarjev za infrastrukturo električnih vozil na zvezni ravni, 2,5 milijarde dolarjev za nepovratna sredstva za infrastrukturo za polnjenje in polnjenje električnih vozil, in 5 milijard dolarjev za nacionalni program polnjenja električnih vozil. Bidenova administracija si prav tako prizadeva za izgradnjo in namestitev 500.000 polnilnih postaj z enosmernim tokom po vsej državi.

Ta trend je zaznati tudi na državni ravni. Države, vključno s Kalifornijo, Massachusettsom in New Jerseyjem, si prizadevajo za zakonodajo, ki bi vključevala povsem električna vozila. Davčne olajšave, gibanje Electrify America, spodbude in mandati prav tako vplivajo na potrošnike in proizvajalce, da sprejmejo gibanje EV.

Premiku k električnim vozilom se pridružujejo tudi proizvajalci avtomobilov. Vodilni proizvajalci starih avtomobilov, vključno z GM, Ford, Volkswagen, BMW in Audi, nenehno uvajajo nove modele električnih vozil. Do konca leta 2022 naj bi bilo na trgu na voljo več kot 80 modelov EV in priključnih hibridov. Trgu se pridružuje tudi vse več novih proizvajalcev električnih vozil, vključno s Teslo, Lucidom, Nikolo in Rivianom.

Na povsem električno družbo se pripravljajo tudi komunalna podjetja. Pomembno je, da javne službe ostanejo pred krivuljo, ko gre za elektrifikacijo, da bi lahko zadostile vse večjemu povpraševanju, poleg tega bo potrebna kritična infrastruktura, vključno z mikroomrežji, vzdolž meddržavnih cest, da se lahko prilagodijo polnilnim postajam. Komunikacija med vozilom in omrežjem se vse bolj uveljavlja tudi ob avtocestah.

OVIRE DO RASTI

Medtem ko pridobiva zagon za splošno sprejetje električnih vozil, se pričakuje, da bodo izzivi zavirali rast. Medtem ko bodo spodbude spodbudile potrošnike ali vozne parke, da preidejo na električna vozila, lahko pridejo z ulovom – morda bo prišlo do gibanja, da bodo električna vozila lahko komunicirala z infrastrukturo za sledenje kilometrini, kar bo zahtevalo tehnološke inovacije in zunanjo komunikacijsko infrastrukturo.

Ena največjih ovir za uvedbo električnih vozil na ravni potrošnikov je zanesljiva in učinkovita infrastruktura za polnjenje. Ocenjuje se, da bo do leta 2030 potrebnih 9,6 milijona polnilnih priključkov, da se prilagodi predvideni rasti trga električnih vozil. Skoraj 80 % teh vrat bo domačih polnilnikov, približno 20 % pa javnih ali delovnih polnilnikov. Trenutno potrošniki oklevajo pri nakupu EV vozila zaradi skrbi glede dosega – skrbi, da njihov avto ne bo mogel opraviti dolge poti, ne da bi ga bilo treba ponovno napolniti, in da polnilne postaje ne bodo na voljo ali učinkovite, ko bodo potrebne.

Zlasti javne ali skupne polnilnice morajo biti sposobne zagotavljati skoraj konstantno zmogljivost visoke hitrosti 24 ur na dan. Voznik, ki se ustavi na polnilni postaji ob avtocesti, verjetno potrebuje hitro visoko zmogljivo polnjenje – visokozmogljivi polnilni sistemi bodo vozilu lahko zagotovili skoraj popolnoma napolnjeno baterijo že po nekaj minutah polnjenja.

Za zanesljivo delovanje hitrih polnilnikov je treba posebno pozornost nameniti zasnovi. Zmogljivosti tekočinskega hlajenja so potrebne za ohranjanje optimalne temperature polnilnih zatičev in podaljšanje časa, v katerem se lahko vozilo polni z višjimi tokovi. Na območjih polnjenja z veliko vozil bo ohranjanje hlajenih kontaktnih zatičev ustvarilo učinkovito in dosledno zanesljivo polnjenje z visoko močjo, ki bo zadostilo stalnemu toku povpraševanja potrošnikov po polnjenju.

PREMISLKI O ZASNOVI VISOKOMOČNEGA POLNILNIKA

Polnilniki za električna vozila se vse pogosteje izdelujejo s poudarkom na optimizaciji robustnosti in zmogljivosti polnjenja visoke moči, da bi zadovoljili potrebe voznikov električnih vozil in premagali strah pred dosegom. Visoko zmogljiv polnilnik za električna vozila s 500 amperi je omogočen s sistemom za hlajenje s tekočino in nadzorom – kontaktni nosilec v polnilnem konektorju ima toplotno prevodnost in služi tudi kot hladilno telo, saj hladilno sredstvo odvaja toploto prek integriranih hladilnih kanalov. Ti polnilniki vsebujejo različne senzorje, vključno s senzorji puščanja hladilne tekočine in natančnim nadzorom temperature pri vsakem napajalnem stiku, da zagotovijo, da nožice ne presežejo 90 stopinj Celzija. Če je ta prag dosežen, krmilnik polnjenja v polnilni postaji zmanjša izhodno moč, da ohrani sprejemljivo temperaturo.

Polnilniki za električna vozila morajo biti tudi sposobni prenesti obrabo in jih je enostavno vzdrževati. Ročaji za polnjenje električnih vozil so zasnovani za obrabo, zato je grobo ravnanje sčasoma neizogibno. Vse pogosteje so polnilniki oblikovani z modularnimi komponentami, ki omogočajo enostavno zamenjavo spojne ploskve.
Upravljanje kablov v polnilnih postajah je prav tako pomemben dejavnik za dolgo življenjsko dobo in zanesljivost. Visokozmogljivi polnilni kabli vsebujejo bakrene žice, napeljave za tekoče hlajenje in kable za aktivnost, vendar morajo kljub temu zdržati, da jih vlečete ali vozite čez njih. Drugi pomisleki vključujejo zapahe, ki jih je mogoče zakleniti, kar vozniku omogoča, da pusti (modularnost spojne ploskve skupaj z ilustracijo pretoka hladilne tekočine) svoje vozilo, ki se polni, na javni postaji, ne da bi ga skrbelo, da bi kdo odklopil kabel.