Тенденції в можливостях зарядки електромобілів

Зростання ринку електромобілів може здатися неминучим: зосередженість на скороченні викидів CO2, поточний політичний клімат, інвестиції уряду та автомобільної промисловості, а також постійне прагнення повністю електричного суспільства вказують на користь електромобілів. Однак досі широкому впровадженню споживачами електромобілів перешкоджав тривалий час заряджання та відсутність зарядної інфраструктури. Прогрес у технології зарядки електромобілів вирішує ці проблеми, забезпечуючи безпечну та швидку зарядку вдома та в дорозі. Зарядні компоненти та інфраструктура зростають, щоб задовольнити потреби швидко зростаючого ринку електромобілів, прокладаючи шлях для експоненційного зростання електричного транспорту.

РУШІЙНІ СИЛИ РИНКУ EV

Інвестиції в електричні транспортні засоби зростають протягом кількох років, але декількома секторами суспільства приділяється підвищена увага та попит. Зростаюча увага до кліматичних рішень підкреслила важливість електромобілів – здатність зменшувати викиди вуглекислого газу від двигунів внутрішнього згоряння та інвестувати в транспортування чистої енергії стала широко поширеною метою для уряду та промисловості. Цей фокус на сталому зростанні та збереженні природних ресурсів також спонукає технологію до тенденції до повністю електричного суспільства – світу з необмеженою енергією на основі відновлюваних ресурсів без шкідливих викидів.
Ці екологічні та технологічні чинники відображені в пріоритетах федерального регулювання та інвестицій, зокрема в світлі Закону про інвестиції в інфраструктуру та робочі місця 2021 року, який виділив 7,5 мільярда доларів США на інфраструктуру електромобілів на федеральному рівні, 2,5 мільярда доларів США на гранти на інфраструктуру зарядки та заправки електромобілів, і 5 мільярдів доларів на Національну програму зарядки електромобілів. Адміністрація Байдена також переслідує мету побудувати та встановити 500 000 зарядних станцій постійного струму по всій країні.

Ця тенденція простежується і на державному рівні. Штати, включаючи Каліфорнію, Массачусетс і Нью-Джерсі, намагаються прийняти законодавство, яке охопить повністю електричні транспортні засоби. Податкові пільги, рух Electrify America, стимули та мандати також впливають на споживачів і виробників, щоб прийняти рух EV.

Автовиробники також приєднуються до переходу на електромобілі. Провідні виробники старих автомобілів, зокрема GM, Ford, Volkswagen, BMW і Audi, постійно представляють нові моделі електромобілів. Очікується, що до кінця 2022 року на ринку буде доступно понад 80 моделей електромобілів і гібридів, що підключаються до мережі. На ринок також приходить все більше нових виробників електромобілів, зокрема Tesla, Lucid, Nikola та Rivian.

До повністю електричного суспільства готуються і комунальні підприємства. Важливо, щоб комунальні підприємства залишалися на випередженні, коли справа доходить до електрифікації, щоб задовольнити зростаючий попит, і критично важлива інфраструктура, включаючи мікромережі, буде потрібна вздовж міжштатних доріг, щоб розмістити електрозарядні станції. Зв'язок між транспортним засобом і мережею також набирає обертів на автострадах.

Перешкоди для зростання

Хоча широке впровадження електромобілів набирає обертів, очікується, що виклики зупинять зростання. Незважаючи на те, що стимули заохочуватимуть споживачів або автопарки переходити на електромобілі, у них може бути одна заковика – може виникнути рух для того, щоб електромобілі могли спілкуватися з інфраструктурою для відстеження пробігу, що вимагає технологічних інновацій та інфраструктури зовнішнього зв’язку.

Однією з найбільших перешкод для впровадження електромобілів на споживчому рівні є надійна та ефективна зарядна інфраструктура. За оцінками, до 2030 року знадобиться 9,6 мільйона зарядних портів, щоб відповідати прогнозованому зростанню ринку електромобілів. Майже 80% цих портів будуть домашніми зарядними пристроями, а близько 20% – громадськими чи робочими. Наразі споживачі не вагаються купувати електромобіль через хвилювання щодо запасу ходу – побоювання, що їхній автомобіль не зможе здійснити довгу подорож без підзарядки, і що зарядні станції будуть недоступні чи ефективні, коли це необхідно.

Громадські або спільні зарядні пристрої, зокрема, повинні забезпечувати майже постійну високошвидкісну зарядку цілодобово. Водію, який зупиняється на зарядній станції вздовж автомагістралі, ймовірно, потрібна швидка зарядка високої потужності – системи зарядки високої потужності зможуть забезпечити транспортні засоби майже повністю зарядженою батарею вже через кілька хвилин заряджання.

Для надійної роботи високошвидкісних зарядних пристроїв необхідно врахувати особливі особливості конструкції. Можливості рідинного охолодження необхідні для підтримки оптимальної температури зарядних контактів і продовження часу, протягом якого автомобіль можна заряджати вищими струмами. У зонах заряджання з великою кількістю транспортних засобів охолодження контактних контактів забезпечить ефективне та постійне надійне заряджання високої потужності, щоб задовольнити постійний потік споживачів.

КОНСТРУКЦІЯ ВИСОКОПОТУЖНОГО ЗАРЯДНОГО ПРИСТРОЮ

Зарядні пристрої для електромобілів дедалі більше створюються з акцентом на оптимізацію міцності та потужних можливостей заряджання, щоб задовольнити потреби водіїв електромобілів і подолати хвилювання про запас ходу. Потужний зарядний пристрій для електромобілів на 500 ампер стає можливим завдяки системі рідинного охолодження та моніторингу – контактний носій у зарядному роз’ємі має теплопровідність, а також служить радіатором, оскільки охолоджуюча рідина розсіює тепло через інтегровані канали охолодження. Ці зарядні пристрої містять різноманітні датчики, включаючи датчики витоку охолоджуючої рідини та точний моніторинг температури на кожному контакті живлення, щоб переконатися, що контакти не перевищують 90 градусів Цельсія. Якщо цей поріг досягнутий, контролер заряджання на зарядній станції зменшує вихідну потужність, щоб підтримувати прийнятну температуру.

Зарядні пристрої для електромобілів також повинні витримувати зношування та легко піддаватися техобслуговуванню. Рукоятки для зарядки електромобілів розроблені для зношування, грубе поводження з плином часу впливає на сполучну поверхню неминуче. Все частіше зарядні пристрої розробляються з модульними компонентами, що дозволяє легко замінити сполучну поверхню.
Прокладка кабелів на зарядних станціях також є важливим критерієм довговічності та надійності. Потужні кабелі для заряджання містять мідні дроти, лінії рідинного охолодження та кабелі для активності, але їх все одно потрібно витримувати, коли їх тягнуть або переїжджають. Інші міркування включають засувки, що замикаються, що дозволяє водієві залишити (модульність сполучної поверхні разом із зображенням потоку охолоджуючої рідини) свій автомобіль, який заряджається, на громадській станції, не турбуючись, що хтось може від’єднати кабель.