Xu hướng về khả năng sạc EV

Sự tăng trưởng của thị trường xe điện có thể là điều không thể tránh khỏi: việc tập trung vào việc giảm lượng khí thải CO2, môi trường chính trị hiện tại, sự đầu tư của chính phủ và ngành công nghiệp ô tô, cũng như việc không ngừng theo đuổi một xã hội sử dụng điện hoàn toàn đều hướng đến lợi ích của xe điện. Tuy nhiên, cho đến nay, việc người tiêu dùng sử dụng rộng rãi xe điện vẫn bị cản trở bởi thời gian sạc lâu và thiếu cơ sở hạ tầng sạc. Những tiến bộ trong công nghệ sạc xe điện đang giải quyết những thách thức này, cho phép sạc nhanh và an toàn tại nhà cũng như trên đường. Các thành phần và cơ sở hạ tầng sạc đang phát triển để đáp ứng nhu cầu của thị trường xe điện đang phát triển nhanh chóng, mở đường cho sự tăng trưởng theo cấp số nhân trong vận tải điện.

NHỮNG LỰC LỰC ĐỘNG ĐẰNG SAU THỊ TRƯỜNG EV

Đầu tư vào xe điện đã tăng lên trong vài năm, nhưng sự quan tâm và nhu cầu ngày càng tăng đã được một số thành phần xã hội nhấn mạnh. Sự tập trung ngày càng tăng vào các giải pháp khí hậu đã làm nổi bật tầm quan trọng của xe điện – khả năng vừa giảm lượng khí thải carbon từ động cơ đốt trong vừa đầu tư vào vận tải năng lượng sạch đã trở thành mục tiêu rộng rãi của chính phủ cũng như ngành công nghiệp. Việc tập trung vào tăng trưởng bền vững và bảo tồn tài nguyên thiên nhiên cũng thúc đẩy công nghệ hướng tới một xã hội hoàn toàn bằng điện - một thế giới có năng lượng không giới hạn dựa trên các nguồn tài nguyên tái tạo mà không phát thải độc hại.
Những động lực công nghệ và môi trường này được phản ánh trong các ưu tiên của quy định và đầu tư liên bang, đặc biệt là theo Đạo luật Việc làm và Đầu tư Cơ sở hạ tầng năm 2021, trong đó dành 7,5 tỷ USD cho cơ sở hạ tầng xe điện ở cấp liên bang, 2,5 tỷ USD cho các khoản trợ cấp cơ sở hạ tầng sạc và tiếp nhiên liệu cho xe điện, và 5 tỷ USD cho Chương trình sạc xe điện quốc gia. Chính quyền Biden cũng đang theo đuổi mục tiêu xây dựng và lắp đặt 500.000 trạm sạc DC trên toàn quốc.

Xu hướng này cũng có thể được nhìn thấy ở cấp tiểu bang. Các bang bao gồm California, Massachusetts và New Jersey đang theo đuổi luật để áp dụng các phương tiện chạy hoàn toàn bằng điện. Các khoản tín dụng thuế, phong trào Electrify America, các ưu đãi và nhiệm vụ cũng ảnh hưởng đến người tiêu dùng cũng như nhà sản xuất trong việc ủng hộ phong trào EV.

Các nhà sản xuất ô tô cũng đang tham gia vào việc hướng tới xe điện. Các nhà sản xuất ô tô truyền thống hàng đầu bao gồm GM, Ford, Volkswagen, BMW và Audi liên tục giới thiệu các mẫu xe điện mới. Đến cuối năm 2022, dự kiến ​​sẽ có hơn 80 mẫu xe điện và plug-in hybrid có mặt trên thị trường. Ngày càng có nhiều nhà sản xuất xe điện mới tham gia thị trường, bao gồm Tesla, Lucid, Nikola và Rivian.

Các công ty tiện ích cũng đang chuẩn bị cho một xã hội sử dụng hoàn toàn điện. Điều quan trọng là các tiện ích phải đi trước xu hướng điện khí hóa để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng và cơ sở hạ tầng quan trọng bao gồm lưới điện siêu nhỏ sẽ cần thiết dọc theo các tiểu bang để bố trí các trạm sạc điện. Truyền thông giữa các phương tiện với lưới điện cũng đang được chú ý dọc theo các đường cao tốc.

Rào cản cho sự phát triển

Trong khi động lực áp dụng xe điện rộng rãi đang ngày càng gia tăng, những thách thức dự kiến ​​sẽ cản trở sự tăng trưởng. Mặc dù các biện pháp khuyến khích sẽ khuyến khích người tiêu dùng hoặc đội xe chuyển sang sử dụng xe điện, nhưng chúng có thể gặp phải một trở ngại – có thể có phong trào cho xe điện có khả năng giao tiếp với cơ sở hạ tầng để theo dõi quãng đường, đòi hỏi phải đổi mới công nghệ và cơ sở hạ tầng liên lạc ngoài trời.

Một trong những trở ngại lớn nhất đối với việc áp dụng xe điện ở cấp độ người tiêu dùng là cơ sở hạ tầng sạc hiệu quả và đáng tin cậy. Ước tính sẽ cần khoảng 9,6 triệu cổng sạc vào năm 2030 để đáp ứng sự tăng trưởng dự đoán của thị trường xe điện. Gần 80% số cổng đó sẽ là bộ sạc tại nhà và khoảng 20% ​​sẽ là bộ sạc công cộng hoặc nơi làm việc. Hiện tại, người tiêu dùng ngần ngại mua xe điện do lo lắng về phạm vi hoạt động - lo ngại rằng xe của họ sẽ không thể thực hiện một hành trình dài mà không cần phải sạc lại và các trạm sạc sẽ không có sẵn hoặc hoạt động không hiệu quả khi cần thiết.

Các bộ sạc công cộng hoặc dùng chung nói riêng phải có khả năng cung cấp khả năng sạc tốc độ cao gần như liên tục suốt ngày đêm. Người lái xe dừng ở trạm sạc dọc theo đường cao tốc có thể cần sạc nhanh với năng lượng cao – hệ thống sạc năng lượng cao sẽ có thể cung cấp cho các phương tiện một cục pin gần như được sạc đầy chỉ sau vài phút sạc.

Bộ sạc tốc độ cao yêu cầu cân nhắc về thiết kế cụ thể để hoạt động đáng tin cậy. Khả năng làm mát bằng chất lỏng là cần thiết để giữ cho các chân sạc ở nhiệt độ tối ưu và kéo dài thời gian mà xe có thể được sạc với dòng điện cao hơn. Ở những khu vực sạc có mật độ xe cộ đông đúc, việc giữ cho các chân tiếp xúc được làm mát sẽ tạo ra khả năng sạc năng lượng cao đáng tin cậy và hiệu quả, nhất quán để đáp ứng nhu cầu sạc liên tục của người tiêu dùng.

LƯU Ý THIẾT KẾ BỘ SẠC CAO CẤP

Bộ sạc EV ngày càng được chế tạo với trọng tâm là tối ưu hóa độ chắc chắn và khả năng sạc công suất cao để đáp ứng nhu cầu của người lái xe EV và vượt qua nỗi lo về phạm vi hoạt động. Bộ sạc EV công suất cao với 500 amps có thể được tạo ra nhờ hệ thống giám sát và làm mát bằng chất lỏng – chất mang tiếp xúc trong đầu nối sạc có tính năng dẫn nhiệt và cũng đóng vai trò là bộ tản nhiệt khi chất làm mát tản nhiệt thông qua các ống làm mát tích hợp. Những bộ sạc này chứa nhiều loại cảm biến, bao gồm cảm biến rò rỉ chất làm mát và theo dõi nhiệt độ chính xác ở mọi điểm tiếp xúc nguồn điện để đảm bảo các chân cắm không vượt quá 90 độ C. Nếu đạt đến ngưỡng đó, bộ điều khiển sạc trong trạm sạc sẽ giảm công suất đầu ra để duy trì nhiệt độ chấp nhận được.

Bộ sạc EV cũng cần có khả năng chịu mài mòn và dễ dàng bảo trì. Tay cầm sạc EV được thiết kế dễ bị hao mòn, việc xử lý thô bạo theo thời gian ảnh hưởng đến mặt tiếp xúc là điều khó tránh khỏi. Càng ngày, bộ sạc càng được thiết kế với các thành phần mô-đun, cho phép dễ dàng thay thế mặt tiếp xúc.
Quản lý cáp trong các trạm sạc cũng là một yếu tố quan trọng cần cân nhắc để đảm bảo tuổi thọ và độ tin cậy. Cáp sạc công suất cao chứa dây đồng, dây làm mát bằng chất lỏng và cáp hoạt động nhưng vẫn phải chịu được lực kéo hoặc đẩy qua. Các cân nhắc khác bao gồm chốt có thể khóa, cho phép người lái xe rời khỏi (Tính mô-đun của mặt giao phối cùng với hình minh họa dòng chất làm mát) xe của họ đang sạc tại trạm công cộng mà không lo ai đó có thể ngắt kết nối cáp.