Trendi i mundësive të zhvillimit të industrisë së modulit të ri të karikimit të automjeteve me energji

1. Përmbledhje e zhvillimit të industrisë së moduleve të karikimit

Modulet e karikimit janë thelbi i shtyllave të karikimit DC për automjetet me energji të re. Ndërsa shkalla e depërtimit dhe pronësia e automjeteve me energji të re në Kinë vazhdon të rritet, kërkesa për shtylla karikimi është në rritje. Karikimi i automjeteve me energji të re ndahet në karikim të ngadaltë AC dhe karikim të shpejtë DC. Karikimi i shpejtë DC ka karakteristikat e tensionit të lartë, fuqisë së lartë dhe karikimit të shpejtë. Ndërsa tregu ndjek efikasitetin e karikimit, shkalla e tregut të shtyllave dhe moduleve të karikimit DC vazhdon të zgjerohet.

2. Niveli teknik dhe karakteristikat e industrisë së moduleve të karikimit të automjeteve elektrike

Industria e moduleve të karikimit për automjete me energji të re aktualisht ka karakteristika teknike të tilla si fuqi e lartë me një modul të vetëm, frekuencë të lartë, miniaturizim, efikasitet të lartë konvertimi dhe gamë të gjerë tensionesh.

Për sa i përket fuqisë së një moduli të vetëm, industria e moduleve të reja të karikimit me energji ka përjetuar zhvillimin kryesor të produktit prej 7.5 kW në vitin 2014, rrymë konstante 20 A dhe 15 kW në vitin 2015, dhe fuqi konstante 25 A dhe 15 kW në vitin 2016. Modulet e karikimit që përdoren aktualisht janë 20 kW dhe 30 kW. Zgjidhje me një modul të vetëm dhe konvertim në zgjidhje të reja të furnizimit me energji me një modul të vetëm për grumbullin e karikimit me energji prej 40 kW. Modulet e karikimit me fuqi të lartë janë bërë një trend i zhvillimit të tregut në të ardhmen.

Sa i përket tensionit të daljes, Rrjeti Shtetëror lëshoi ​​versionin e vitit 2017 të "Standardeve të Verifikimit të Kualifikimit dhe Aftësisë për Furnizuesit e Pajisjeve të Ngarkimit të Automjeteve Elektrike", duke deklaruar se diapazoni i tensionit të daljes së ngarkuesve DC është 200-750V, dhe tensioni konstant i fuqisë mbulon të paktën diapazonin 400-500V dhe 600-750V. Prandaj, të gjithë prodhuesit e moduleve në përgjithësi projektojnë module për 200-750V dhe plotësojnë kërkesat për fuqi konstante. Me rritjen e diapazonit të lëvizjes së automjeteve elektrike dhe kërkesën e përdoruesve të automjeteve me energji të re për të zvogëluar kohën e ngarkimit, industria ka propozuar një arkitekturë super të shpejtë ngarkimi 800V, dhe disa kompani kanë realizuar furnizimin e moduleve të ngarkimit me grumbull ngarkimi DC me një diapazon të gjerë tensioni daljeje prej 200-1000V.

Për sa i përket frekuencës së lartë dhe miniaturizimit të moduleve të karikimit, fuqia e moduleve me një makinë të vetme të furnizimit me energji të grumbullit të karikimit të energjisë është rritur, por vëllimi i saj nuk mund të zgjerohet në mënyrë proporcionale. Prandaj, rritja e frekuencës së ndërrimit dhe integrimi i komponentëve magnetikë janë bërë mjete të rëndësishme për të rritur dendësinë e fuqisë.

Sa i përket efikasitetit të modulit të karikimit, kompanitë kryesore në industrinë e moduleve të reja të karikimit të energjisë në përgjithësi kanë një efikasitet maksimal maksimal prej 95%-96%. Në të ardhmen, me zhvillimin e komponentëve elektronikë siç janë pajisjet e energjisë të gjeneratës së tretë dhe popullarizimin e automjeteve elektrike me 800V ose edhe më të lartë me një platformë me tension të lartë, industria pritet të sjellë produkte me efikasitet maksimal prej më shumë se 98%.

Ndërsa dendësia e fuqisë së moduleve të karikimit rritet, kjo sjell edhe probleme më të mëdha me shpërndarjen e nxehtësisë. Sa i përket shpërndarjes së nxehtësisë së moduleve të karikimit, metoda aktuale kryesore e shpërndarjes së nxehtësisë në industri është ftohja me ajër të detyruar, dhe ekzistojnë edhe metoda të tilla si kanalet e mbyllura të ajrit të ftohtë dhe ftohja me ujë. Ftohja me ajër ka avantazhet e kostos së ulët dhe strukturës së thjeshtë. Megjithatë, ndërsa presioni i shpërndarjes së nxehtësisë rritet më tej, disavantazhet e kapacitetit të kufizuar të shpërndarjes së nxehtësisë së ftohjes me ajër dhe zhurmës së lartë do të bëhen më të dukshme. Pajisja e modulit të karikimit dhe linjës së pistoletës me ftohje të lëngshme është bërë një zgjidhje kryesore. drejtim teknik.

3. Progresi teknologjik përshpejton mundësitë e zhvillimit të depërtimit të ri në industrinë e energjisë

Në vitet e fundit, teknologjia e re e industrisë së energjisë ka vazhduar të bëjë përparime dhe përparime, dhe rritja e shkallës së depërtimit ka nxitur zhvillimin e vazhdueshëm të industrisë së moduleve të karikimit në rrjedhën e sipërme. Rritja e ndjeshme e dendësisë së energjisë së baterive ka zgjidhur problemin e gamës së pamjaftueshme të lundrimit të automjeteve me energji të re, dhe aplikimi i moduleve të karikimit me fuqi të lartë ka shkurtuar shumë kohën e karikimit, duke përshpejtuar kështu depërtimin e automjeteve me energji të re dhe ndërtimin e shtyllave mbështetëse të karikimit. Në të ardhmen, integrimi dhe thellimi i aplikimit të teknologjive të tilla si integrimi i ruajtjes dhe karikimit optik dhe integrimi i rrjetit të automjeteve V2G pritet të përshpejtojnë më tej depërtimin e industrive të reja të energjisë dhe popullarizimin e konsumit.

4. Peizazhi i konkurrencës në industri: Industria e moduleve të karikimit është plotësisht konkurruese dhe hapësira e tregut të produkteve është e madhe.

Moduli i karikimit është komponenti kryesor i shtyllave të karikimit DC. Me rritjen e shkallës së depërtimit të automjeteve me energji të re në të gjithë botën, konsumatorët janë gjithnjë e më të shqetësuar për gamën e karikimit dhe komoditetin e karikimit. Kërkesa e tregut për shtylla karikimi me karikim të shpejtë DC ka shpërthyer, dhe tregu vendas i operimit të shtyllave të karikimit është rritur nga. Në ditët e para, State Grid ishte forca kryesore në zhvillimin e diversifikuar. Një numër operatorësh të kapitalit shoqëror me aftësi prodhimi dhe operimi të pajisjeve të shtyllave të karikimit u shfaqën me shpejtësi. Prodhuesit vendas të moduleve të karikimit vazhduan të zgjerojnë shkallën e tyre të prodhimit dhe shitjeve për ndërtimin e shtyllave mbështetëse të karikimit, dhe konkurrueshmëria e tyre gjithëpërfshirëse vazhdoi të forcohej.

Aktualisht, pas vitesh të tëra përsëritjeje të produkteve dhe zhvillimit të moduleve të karikimit, konkurrenca në industri është e mjaftueshme. Produktet kryesore po zhvillohen në drejtim të tensionit të lartë dhe dendësisë së lartë të fuqisë, dhe hapësira e tregut të produkteve është e madhe. Ndërmarrjet në industri kryesisht arrijnë pjesë më të larta të tregut dhe nivele fitimi duke përmirësuar vazhdimisht topologjinë e produktit, algoritmet e kontrollit, duke optimizuar harduerin dhe sistemet e prodhimit, etj.

5. Trendet e zhvillimit të moduleve të karikimit të automjeteve elektrike

Ndërsa modulet e karikimit sjellin një kërkesë të madhe në treg, teknologjia vazhdon të zhvillohet drejt dendësisë së lartë të fuqisë, gamës së gjerë të tensionit dhe efikasitetit të lartë të konvertimit.

1) Zhvendosje e nxitur nga politikat në zhvendosje të nxitur nga kërkesa

Me qëllim mbështetjen dhe promovimin e zhvillimit të automjeteve me energji të re, ndërtimi i shtyllave të karikimit u drejtua kryesisht nga qeveria në fazën e hershme dhe gradualisht udhëhoqi zhvillimin e industrisë drejt një modeli endogjen të drejtimit përmes mbështetjes së politikave. Që nga viti 2021, zhvillimi i shpejtë i automjeteve me energji të re ka vendosur kërkesa të mëdha në ndërtimin e objekteve mbështetëse dhe shtyllave të karikimit. Industria e shtyllave të karikimit po përfundon transformimin nga i orientuar nga politikat në të orientuar nga kërkesa.

Përballë numrit në rritje të automjeteve me energji të re, përveç rritjes së dendësisë së vendosjes së shtyllave të karikimit, koha e karikimit duhet të shkurtohet më tej. Shtyllat e karikimit DC kanë shpejtësi më të larta karikimi dhe kohë më të shkurtra karikimi, të cilat janë më të përshtatshme për nevojat e përkohshme dhe emergjente të karikimit të përdoruesve të automjeteve elektrike, dhe mund të zgjidhin në mënyrë efektive problemet e ankthit të autonomisë së automjeteve elektrike dhe ankthit të karikimit. Prandaj, vitet e fundit, shkalla e tregut të karikimit të shpejtë DC në shtyllat e karikimit të ndërtuara rishtas, veçanërisht shtyllat publike të karikimit, është rritur me shpejtësi dhe është bërë një trend kryesor në shumë qytete kryesore të Kinës.

Për të përmbledhur, nga njëra anë, ndërsa numri i automjeteve me energji të re vazhdon të rritet, ndërtimi mbështetës i shtyllave të karikimit duhet të përmirësohet vazhdimisht. Nga ana tjetër, përdoruesit e automjeteve elektrike në përgjithësi ndjekin karikimin e shpejtë DC. Shtyllat e karikimit DC janë bërë trendi kryesor dhe modulet e karikimit kanë hyrë gjithashtu në kërkesë. Një fazë zhvillimi në të cilën tërheqja është forca kryesore lëvizëse.

(2) Dendësi e lartë e fuqisë, gamë e gjerë tensioni, efikasitet i lartë i konvertimit

I ashtuquajturi karikim i shpejtë do të thotë fuqi e lartë karikimi. Prandaj, në kushtet e kërkesës në rritje për karikim të shpejtë, modulet e karikimit vazhdojnë të zhvillohen në drejtim të fuqisë së lartë. Fuqia e lartë e grumbullit të karikimit arrihet në dy mënyra. Njëra është lidhja paralele e moduleve të shumëfishta të karikimit për të arritur mbivendosjen e fuqisë; tjetra është rritja e fuqisë së vetme të modulit të karikimit. Bazuar në nevojat teknike të rritjes së dendësisë së fuqisë, zvogëlimit të hapësirës dhe zvogëlimit të kompleksitetit të arkitekturës elektrike, rritja e fuqisë së një moduli të vetëm karikimi është një trend zhvillimi afatgjatë. Modulet e karikimit të vendit tim kanë kaluar nëpër tre breza zhvillimi, nga gjenerata e parë 7.5kW në gjeneratën e dytë 15/20kW, dhe tani janë në periudhën e konvertimit nga gjenerata e dytë në gjeneratën e tretë 30/40kW. Modulet e karikimit me fuqi të lartë janë bërë rrjedha kryesore e tregut. Në të njëjtën kohë, bazuar në parimin e projektimit të miniaturizimit, dendësia e fuqisë së moduleve të karikimit është rritur gjithashtu njëkohësisht me rritjen e nivelit të fuqisë.

Ekzistojnë dy rrugë për të arritur karikim të shpejtë DC me nivel më të lartë fuqie: rritja e tensionit dhe rritja e rrymës. Zgjidhja e karikimit me rrymë të lartë u miratua për herë të parë nga Tesla. Avantazhi është se kostoja e optimizimit të komponentëve është më e ulët, por rryma e lartë do të sjellë humbje më të lartë të nxehtësisë dhe kërkesa të larta për shpërndarjen e nxehtësisë, dhe telat më të trashë zvogëlojnë komoditetin dhe nxisin në një masë më të vogël. Zgjidhja e tensionit të lartë është rritja e tensionit maksimal të funksionimit të modulit të karikimit. Aktualisht është një model i përdorur zakonisht nga prodhuesit e makinave. Mund të marrë në konsideratë avantazhet e reduktimit të konsumit të energjisë, përmirësimit të jetëgjatësisë së baterisë, reduktimit të peshës dhe kursimit të hapësirës. Zgjidhja e tensionit të lartë kërkon që automjetet elektrike të jenë të pajisura me një platformë tensioni të lartë për të mbështetur aplikacionet e karikimit të shpejtë. Aktualisht, zgjidhja e karikimit të shpejtë që përdoret zakonisht nga kompanitë e makinave është platforma e tensionit të lartë 400V. Me kërkimin dhe zbatimin e platformës së tensionit 800V, niveli i tensionit të modulit të karikimit do të përmirësohet më tej.

Përmirësimi i efikasitetit të konvertimit është një tregues teknik që modulet e karikimit e ndjekin gjithmonë. Përmirësimi i efikasitetit të konvertimit do të thotë efikasitet më i lartë i karikimit dhe humbje më të ulëta. Aktualisht, efikasiteti maksimal maksimal i moduleve të karikimit është përgjithësisht 95%~96%. Në të ardhmen, me zhvillimin e komponentëve elektronikë siç janë pajisjet e energjisë të gjeneratës së tretë dhe tensionin e daljes së moduleve të karikimit që lëviz drejt 800V ose edhe 1000V, efikasiteti i konvertimit do të përmirësohet më tej.

(3) Vlera e moduleve të karikimit të automjeteve elektrike rritet

Moduli i karikimit është komponenti kryesor i grumbullit të karikimit DC, duke përbërë rreth 50% të kostos së harduerit të grumbullit të karikimit. Përmirësimi i efikasitetit të karikimit në të ardhmen varet kryesisht nga përmirësimi i performancës së moduleve të karikimit. Nga njëra anë, më shumë module karikimi të lidhura paralelisht do të rrisin drejtpërdrejt vlerën e modulit të karikimit; nga ana tjetër, përmirësimi i nivelit të fuqisë dhe dendësisë së fuqisë së modulit të vetëm të karikimit varet nga dizajni i optimizuar i qarqeve harduerike dhe softuerit të kontrollit, si dhe nga teknologjia e komponentëve kryesorë. Përparime, këto janë teknologji kyçe për përmirësimin e fuqisë së të gjithë grumbullit të karikimit, gjë që do të rrisë më tej vlerën e modulit të karikimit.

6. Barrierat teknike në industrinë e moduleve të karikimit të energjisë elektrike

Teknologjia e furnizimit me energji është një lëndë ndërdisiplinore që integron teknologjinë e topologjisë së qarkut, teknologjinë dixhitale, teknologjinë magnetike, teknologjinë e komponentëve, teknologjinë e gjysmëpërçuesve dhe teknologjinë e projektimit termik. Është një industri me intensitet të lartë teknologjik. Si zemra e grumbullit të karikimit DC, moduli i karikimit përcakton drejtpërdrejt efikasitetin e karikimit, stabilitetin operativ, sigurinë dhe besueshmërinë e grumbullit të karikimit, dhe rëndësia dhe vlera e tij janë të jashtëzakonshme. Një produkt kërkon një investim të madh burimesh dhe profesionistësh nga kërkimi dhe zhvillimi i teknologjisë deri te aplikimi në terminale. Mënyra e zgjedhjes së komponentëve elektronikë dhe paraqitjes, përmirësimi dhe përsëritja e algoritmit të softuerit, kuptimi i saktë i skenarëve të aplikimit dhe aftësitë e platformës së kontrollit të cilësisë dhe testimit të pjekura do të ndikojnë të gjitha në cilësinë dhe stabilitetin e produktit. Është e vështirë për hyrësit e rinj në industri të grumbullojnë të dhëna të ndryshme teknologjish, personeli dhe skenarësh aplikimi në një periudhë të shkurtër kohore, dhe ata kanë pengesa të larta teknike.