แนวโน้มโอกาสการพัฒนาอุตสาหกรรมโมดูลชาร์จรถยนต์พลังงานใหม่

1. ภาพรวมการพัฒนาอุตสาหกรรมโมดูลชาร์จ

โมดูลการชาร์จเป็นแกนหลักของแท่นชาร์จ DC สำหรับรถยนต์พลังงานใหม่ เนื่องจากอัตราการเจาะและการเป็นเจ้าของยานพาหนะพลังงานใหม่ในประเทศจีนเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ความต้องการเสาเข็มชาร์จจึงเพิ่มขึ้น การชาร์จรถยนต์พลังงานใหม่แบ่งออกเป็นการชาร์จแบบช้าแบบ AC และการชาร์จแบบเร็วแบบ DC การชาร์จแบบเร็ว DC มีคุณลักษณะของไฟฟ้าแรงสูง กำลังไฟสูง และการชาร์จแบบเร็ว ในขณะที่ตลาดแสวงหาประสิทธิภาพในการชาร์จ ขนาดของตลาดของแท่นชาร์จแบบเร็ว DC และโมดูลการชาร์จก็ยังคงขยายตัวต่อไป -

2. ระดับทางเทคนิคและคุณลักษณะของอุตสาหกรรมโมดูลชาร์จ EV

อุตสาหกรรมโมดูลเครื่องชาร์จ ev แบบกองสำหรับชาร์จรถยนต์พลังงานใหม่ในปัจจุบันมีคุณสมบัติทางเทคนิค เช่น โมดูลเดี่ยวกำลังสูง ความถี่สูง การย่อขนาด ประสิทธิภาพการแปลงสูง และช่วงแรงดันไฟฟ้าที่กว้าง

ในแง่ของพลังงานโมดูลเดียว อุตสาหกรรมโมดูลชาร์จเสาเข็มชาร์จพลังงานใหม่มีประสบการณ์การพัฒนาผลิตภัณฑ์กระแสหลักที่ 7.5kW ในปี 2014 กระแสคงที่ 20A และ 15kW ในปี 2558 และพลังงานคงที่ 25A และ 15kW ในปี 2559 โมดูลการชาร์จแอปพลิเคชันกระแสหลักในปัจจุบัน คือ 20kW และ 30kW. โซลูชันโมดูลเดี่ยวและการแปลงเป็นโซลูชันโมดูลเดี่ยวสำหรับการชาร์จพลังงานใหม่ขนาด 40kW โมดูลการชาร์จพลังงานสูงได้กลายเป็นกระแสการพัฒนาของตลาดในอนาคต

ในแง่ของแรงดันไฟขาออก State Grid ได้ออก "มาตรฐานการตรวจสอบคุณสมบัติและความสามารถสำหรับผู้จำหน่ายอุปกรณ์ชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า" เวอร์ชันปี 2017 โดยระบุว่าช่วงแรงดันไฟขาออกของเครื่องชาร์จ DC คือ 200-750V และแรงดันไฟฟ้าคงที่ครอบคลุมอย่างน้อย ช่วง 400-500V และ 600-750V ดังนั้น โดยทั่วไปผู้ผลิตโมดูลทุกรายจะออกแบบโมดูลสำหรับ 200-750V และตรงตามข้อกำหนดด้านพลังงานคงที่ ด้วยการเพิ่มขึ้นของช่วงการล่องเรือของยานพาหนะไฟฟ้าและความต้องการของผู้ใช้รถยนต์พลังงานใหม่เพื่อลดเวลาในการชาร์จ อุตสาหกรรมได้เสนอสถาปัตยกรรมการชาร์จที่เร็วสุด 800V และบางบริษัทได้ตระหนักถึงการจัดหาโมดูลการชาร์จแบบกองชาร์จ DC ที่มีความกว้าง ช่วงแรงดันไฟฟ้าขาออก 200-1000V -

ในแง่ของความถี่สูงและการย่อขนาดของโมดูลการชาร์จ กำลังของโมดูลเครื่องเดียวของอุปกรณ์จ่ายไฟกองชาร์จพลังงานใหม่เพิ่มขึ้น แต่ปริมาณไม่สามารถขยายตามสัดส่วนได้ ดังนั้นการเพิ่มความถี่ในการสวิตชิ่งและการรวมส่วนประกอบแม่เหล็กจึงกลายเป็นวิธีการสำคัญในการเพิ่มความหนาแน่นของพลังงาน

ในแง่ของประสิทธิภาพของโมดูลชาร์จ บริษัทหลักในอุตสาหกรรมโมดูลชาร์จเสาเข็มชาร์จพลังงานใหม่โดยทั่วไปจะมีประสิทธิภาพสูงสุดสูงสุดที่ 95%-96% ในอนาคตด้วยการพัฒนาชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ เช่น อุปกรณ์ส่งกำลังยุคที่สามและความนิยมของยานพาหนะไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้า 800V ขึ้นไป ด้วยแพลตฟอร์มไฟฟ้าแรงสูง คาดว่าอุตสาหกรรมจะเปิดตัวผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดมากกว่า 98% .

เมื่อความหนาแน่นของพลังงานของโมดูลชาร์จเพิ่มขึ้น ก็ทำให้เกิดปัญหาการกระจายความร้อนมากขึ้นเช่นกัน ในแง่ของการกระจายความร้อนของโมดูลชาร์จ วิธีการกระจายความร้อนกระแสหลักในปัจจุบันในอุตสาหกรรมคือการระบายความร้อนด้วยอากาศ และยังมีวิธีการอื่นๆ เช่น ท่อลมเย็นแบบปิดและการระบายความร้อนด้วยน้ำ การระบายความร้อนด้วยอากาศมีข้อดีคือมีต้นทุนต่ำและมีโครงสร้างที่เรียบง่าย อย่างไรก็ตาม เมื่อความดันการกระจายความร้อนเพิ่มขึ้น ข้อเสียของความสามารถในการกระจายความร้อนที่จำกัดของการระบายความร้อนด้วยอากาศและเสียงรบกวนที่สูงก็จะปรากฏให้เห็นชัดเจนยิ่งขึ้น การติดตั้งโมดูลการชาร์จและแนวปืนที่มีการระบายความร้อนด้วยของเหลวกลายเป็นวิธีแก้ปัญหาที่สำคัญ ทิศทางทางเทคนิค

3. ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีช่วยเร่งโอกาสการพัฒนาของการรุกอุตสาหกรรมพลังงานใหม่

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ยังคงสร้างความก้าวหน้าและความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง และอัตราการเจาะที่เพิ่มขึ้นได้ส่งเสริมการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของอุตสาหกรรมโมดูลการชาร์จต้นน้ำ ความหนาแน่นของพลังงานแบตเตอรี่ที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญช่วยแก้ปัญหาระยะการล่องเรือที่ไม่เพียงพอของยานพาหนะพลังงานใหม่ และการใช้โมดูลชาร์จกำลังสูงทำให้เวลาในการชาร์จสั้นลงอย่างมาก จึงเร่งการรุกของยานพาหนะพลังงานใหม่และการสร้างเสารองรับการชาร์จ . ในอนาคต การบูรณาการและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเชิงลึก เช่น การบูรณาการการจัดเก็บแสงและการชาร์จ และการบูรณาการเครือข่ายยานพาหนะ V2G คาดว่าจะช่วยเร่งการรุกของอุตสาหกรรมพลังงานใหม่และความนิยมในการบริโภค

4. แนวการแข่งขันในอุตสาหกรรม: อุตสาหกรรมโมดูลชาร์จมีการแข่งขันอย่างเต็มที่และพื้นที่ตลาดผลิตภัณฑ์มีขนาดใหญ่

โมดูลการชาร์จเป็นองค์ประกอบหลักของเสาชาร์จ DC ด้วยอัตราการแพร่หลายของยานพาหนะพลังงานใหม่ทั่วโลกที่เพิ่มขึ้น ผู้บริโภคจึงมีความกังวลมากขึ้นเกี่ยวกับระยะการชาร์จและความสะดวกสบายในการชาร์จ ความต้องการของตลาดสำหรับกองชาร์จแบบชาร์จเร็ว DC ได้ระเบิดขึ้น และตลาดการดำเนินการกองชาร์จในประเทศก็เติบโตขึ้นจากในช่วงแรก ๆ State Grid เป็นกำลังหลักในการพัฒนาที่หลากหลาย ผู้ประกอบการทุนทางสังคมจำนวนหนึ่งที่มีทั้งการผลิตอุปกรณ์เสาเข็มชาร์จและความสามารถในการดำเนินงานเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ผู้ผลิตโมดูลชาร์จในประเทศยังคงขยายขนาดการผลิตและการขายเพื่อการก่อสร้างเสาเข็มชาร์จ และความสามารถในการแข่งขันที่ครอบคลุมยังคงแข็งแกร่งขึ้นอย่างต่อเนื่อง -

ปัจจุบัน หลังจากหลายปีของการทำซ้ำผลิตภัณฑ์และการพัฒนาโมดูลชาร์จ การแข่งขันในอุตสาหกรรมก็เพียงพอแล้ว ผลิตภัณฑ์กระแสหลักกำลังพัฒนาไปในทิศทางของไฟฟ้าแรงสูงและความหนาแน่นของพลังงานสูง และพื้นที่ตลาดผลิตภัณฑ์มีขนาดใหญ่ องค์กรในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ได้รับส่วนแบ่งการตลาดและระดับผลกำไรที่สูงขึ้นโดยการปรับปรุงโทโพโลยีผลิตภัณฑ์ อัลกอริธึมการควบคุม การเพิ่มประสิทธิภาพฮาร์ดแวร์และระบบการผลิตอย่างต่อเนื่อง เป็นต้น

5. แนวโน้มการพัฒนาโมดูลชาร์จ EV

เนื่องจากโมดูลการชาร์จเป็นที่ต้องการของตลาดจำนวนมาก เทคโนโลยียังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องไปสู่ความหนาแน่นของพลังงานสูง ช่วงแรงดันไฟฟ้าที่กว้าง และประสิทธิภาพการแปลงสูง

1) การเปลี่ยนแปลงที่ขับเคลื่อนด้วยนโยบายไปสู่การขับเคลื่อนด้วยอุปสงค์

เพื่อสนับสนุนและส่งเสริมการพัฒนารถยนต์พลังงานใหม่ การก่อสร้างเสาเข็มชาร์จส่วนใหญ่นำโดยรัฐบาลในระยะเริ่มต้น และค่อยๆ ชี้นำการพัฒนาอุตสาหกรรมไปสู่รูปแบบการขับขี่ภายนอกผ่านการสนับสนุนนโยบาย ตั้งแต่ปี 2021 การพัฒนาอย่างรวดเร็วของรถยนต์พลังงานใหม่ได้วางความต้องการอย่างมากในการก่อสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกและแท่นชาร์จ อุตสาหกรรมกองชาร์จกำลังเสร็จสิ้นการเปลี่ยนแปลงจากการขับเคลื่อนตามนโยบายไปสู่การขับเคลื่อนด้วยอุปสงค์

เมื่อต้องเผชิญกับจำนวนยานพาหนะพลังงานใหม่ที่เพิ่มขึ้น นอกเหนือจากการเพิ่มความหนาแน่นของรูปแบบกองชาร์จแล้ว เวลาในการชาร์จจะต้องสั้นลงอีก กองชาร์จแบบ DC มีความเร็วในการชาร์จที่เร็วกว่าและเวลาในการชาร์จที่สั้นกว่า ซึ่งเหมาะสำหรับความต้องการการชาร์จชั่วคราวและฉุกเฉินของผู้ใช้รถยนต์ไฟฟ้ามากกว่า และสามารถแก้ปัญหาความวิตกกังวลเกี่ยวกับระยะทางของรถยนต์ไฟฟ้าและความวิตกกังวลในการชาร์จได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ขนาดของตลาดการชาร์จแบบเร็ว DC ในกองชาร์จที่สร้างขึ้นใหม่ โดยเฉพาะกองชาร์จสาธารณะ จึงเติบโตอย่างรวดเร็วและกลายเป็นกระแสหลักในเมืองหลักหลายแห่งในจีน

โดยสรุป ในแง่หนึ่ง เนื่องจากจำนวนรถยนต์พลังงานใหม่ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โครงสร้างรองรับของเสาชาร์จจึงจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ในทางกลับกัน ผู้ใช้รถยนต์ไฟฟ้ามักเลือกใช้การชาร์จแบบเร็วแบบ DC กองชาร์จ DC ได้กลายเป็นกระแสหลัก และโมดูลชาร์จก็เข้าสู่ความต้องการเช่นกัน ขั้นตอนของการพัฒนาซึ่งแรงดึงเป็นแรงผลักดันหลัก

(2) ความหนาแน่นของพลังงานสูง ช่วงแรงดันไฟฟ้ากว้าง ประสิทธิภาพการแปลงสูง

สิ่งที่เรียกว่าการชาร์จเร็วหมายถึงพลังการชาร์จที่สูง ดังนั้นภายใต้ความต้องการการชาร์จที่รวดเร็วที่เพิ่มขึ้น โมดูลการชาร์จจึงยังคงพัฒนาไปในทิศทางของพลังงานสูง กองชาร์จกำลังสูงสามารถทำได้สองวิธี ประการแรกคือการเชื่อมต่อโมดูลการชาร์จหลายตัวแบบขนานเพื่อให้ได้พลังงานที่ซ้อนทับกัน อีกประการหนึ่งคือการเพิ่มพลังงานเดียวของโมดูลการชาร์จ ตามความต้องการทางเทคนิคในการเพิ่มความหนาแน่นของพลังงาน ลดพื้นที่ และลดความซับซ้อนของสถาปัตยกรรมไฟฟ้า การเพิ่มพลังงานของโมดูลชาร์จเดี่ยวถือเป็นแนวโน้มการพัฒนาในระยะยาว โมดูลการชาร์จในประเทศของฉันได้ผ่านการพัฒนามาแล้วสามรุ่น ตั้งแต่รุ่นแรก 7.5kW ไปจนถึงรุ่นที่สอง 15/20kW และตอนนี้อยู่ในช่วงการแปลงจากรุ่นที่สองถึงรุ่นที่สาม 30/40kW โมดูลการชาร์จพลังงานสูงได้กลายเป็นกระแสหลักของตลาด ในเวลาเดียวกัน ตามหลักการออกแบบของการย่อขนาด ความหนาแน่นของพลังงานของโมดูลการชาร์จก็เพิ่มขึ้นพร้อมกันกับระดับพลังงานที่เพิ่มขึ้น

มีสองเส้นทางเพื่อให้ได้ระดับพลังงานที่สูงขึ้นการชาร์จแบบเร็ว DC: การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าและการเพิ่มกระแส เทสลานำโซลูชันการชาร์จกระแสไฟสูงมาใช้เป็นครั้งแรก ข้อดีคือต้นทุนในการเพิ่มประสิทธิภาพส่วนประกอบต่ำกว่า แต่กระแสสูงจะทำให้สูญเสียความร้อนสูงขึ้นและมีความต้องการกระจายความร้อนสูง และสายไฟที่หนาขึ้นจะลดความสะดวกและส่งเสริมในระดับที่น้อยลง วิธีแก้ปัญหาไฟฟ้าแรงสูงคือการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าในการทำงานสูงสุดของโมดูลการชาร์จ ปัจจุบันเป็นรุ่นที่ผู้ผลิตรถยนต์ใช้กันทั่วไป สามารถคำนึงถึงข้อดีของการลดการใช้พลังงาน ปรับปรุงอายุการใช้งานแบตเตอรี่ การลดน้ำหนัก และประหยัดพื้นที่ โซลูชันไฟฟ้าแรงสูงกำหนดให้ยานพาหนะไฟฟ้าติดตั้งแพลตฟอร์มไฟฟ้าแรงสูงเพื่อรองรับการใช้งานการชาร์จที่รวดเร็ว ปัจจุบัน โซลูชันการชาร์จเร็วที่บริษัทรถยนต์ใช้กันทั่วไปคือแพลตฟอร์มไฟฟ้าแรงสูง 400V ด้วยการวิจัยและการประยุกต์ใช้แพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้า 800V ระดับแรงดันไฟฟ้าของโมดูลการชาร์จจะได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติม

การปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงเป็นตัวบ่งชี้ทางเทคนิคที่โมดูลการชาร์จติดตามอยู่เสมอ การปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงหมายถึงประสิทธิภาพการชาร์จที่สูงขึ้นและการสูญเสียที่ลดลง ปัจจุบันประสิทธิภาพสูงสุดของโมดูลการชาร์จโดยทั่วไปอยู่ที่ 95%~96% ในอนาคต ด้วยการพัฒนาชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ เช่น อุปกรณ์ไฟฟ้ารุ่นที่สาม และแรงดันเอาต์พุตของโมดูลชาร์จที่เปลี่ยนไปเป็น 800V หรือ 1,000V ประสิทธิภาพการแปลงจะได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติม

(3) มูลค่าของโมดูลการชาร์จ ev เพิ่มขึ้น

โมดูลการชาร์จเป็นองค์ประกอบหลักของกองชาร์จ DC ซึ่งคิดเป็นประมาณ 50% ของต้นทุนฮาร์ดแวร์ของกองชาร์จ การปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จในอนาคตขึ้นอยู่กับการปรับปรุงประสิทธิภาพของโมดูลการชาร์จเป็นหลัก ในอีกด้านหนึ่ง โมดูลการชาร์จที่เชื่อมต่อแบบขนานมากขึ้นจะเพิ่มมูลค่าของโมดูลการชาร์จโดยตรง ในทางกลับกัน การปรับปรุงระดับพลังงานและความหนาแน่นของพลังงานของโมดูลการชาร์จเดี่ยวนั้นขึ้นอยู่กับการออกแบบวงจรฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ควบคุมให้เหมาะสม รวมถึงเทคโนโลยีของส่วนประกอบหลัก ความก้าวหน้าเหล่านี้เป็นเทคโนโลยีสำคัญในการปรับปรุงกำลังของกองชาร์จทั้งหมด ซึ่งจะช่วยเพิ่มมูลค่าของโมดูลการชาร์จต่อไป

6. อุปสรรคทางเทคนิคในอุตสาหกรรมโมดูลชาร์จพลังงาน EV

เทคโนโลยีแหล่งจ่ายไฟเป็นวิชาสหวิทยาการที่รวมเทคโนโลยีโครงสร้างวงจร เทคโนโลยีดิจิทัล เทคโนโลยีแม่เหล็ก เทคโนโลยีส่วนประกอบ เทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ และเทคโนโลยีการออกแบบการระบายความร้อน เป็นอุตสาหกรรมที่ใช้เทคโนโลยีเข้มข้น ในฐานะหัวใจสำคัญของกองชาร์จ DC โมดูลการชาร์จจะกำหนดประสิทธิภาพการชาร์จ ความเสถียรในการทำงาน ความปลอดภัย และความน่าเชื่อถือของกองชาร์จโดยตรง รวมถึงความสำคัญและคุณค่าที่โดดเด่น ผลิตภัณฑ์ต้องใช้ทรัพยากรและผู้เชี่ยวชาญจำนวนมากตั้งแต่การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีไปจนถึงการใช้งานเทอร์มินัล วิธีเลือกส่วนประกอบและเค้าโครงอิเล็กทรอนิกส์ การอัพเกรดและทำซ้ำอัลกอริธึมซอฟต์แวร์ ความเข้าใจสถานการณ์การใช้งานที่แม่นยำ และการควบคุมคุณภาพและความสามารถของแพลตฟอร์มทดสอบที่ครบถ้วน ล้วนส่งผลต่อคุณภาพและความเสถียรของผลิตภัณฑ์ล้วนส่งผลกระทบโดยตรง เป็นเรื่องยากสำหรับผู้เข้ามาใหม่ในอุตสาหกรรมที่จะสะสมเทคโนโลยี บุคลากร และข้อมูลสถานการณ์การใช้งานต่างๆ ในช่วงเวลาสั้น ๆ และมีอุปสรรคทางเทคนิคในระดับสูง