As vendas de veículos elétricos estão aumentando ano a ano, como já esperávamos, embora ainda estejam longe de atingir as metas climáticas. Ainda assim, podemos acreditar com otimismo nesta previsão dos dados: até 2030, o número de veículos elétricos em todo o mundo deverá ultrapassar 125 milhões. O relatório constatou que, das empresas pesquisadas globalmente que ainda não consideram o uso de veículos elétricos a bateria, 33% citaram o número de pontos de recarga públicos como um grande obstáculo para atingir essa meta. Recarregar veículos elétricos é sempre uma grande preocupação.
O carregamento de veículos elétricos evoluiu de um sistema super ineficienteCarregadores de NÍVEL 1 para oCarregadores de NÍVEL 2agora comum em residências, o que nos dá mais liberdade e confiança ao dirigir. As pessoas estão começando a ter expectativas maiores em relação ao carregamento de veículos elétricos – maior corrente, maior potência e carregamento mais rápido e estável. Neste artigo, exploraremos juntos o desenvolvimento e o avanço do carregamento rápido de veículos elétricos.
Onde estão os limites?
Em primeiro lugar, precisamos entender que a implementação do carregamento rápido não depende apenas do carregador. O projeto de engenharia do próprio veículo precisa ser levado em consideração, e a capacidade e a densidade energética da bateria são igualmente importantes. Portanto, a tecnologia de carregamento também está sujeita ao desenvolvimento da tecnologia de baterias, incluindo a tecnologia de balanceamento de baterias, e ao problema de superar a atenuação da galvanoplastia das baterias de lítio causada pelo carregamento rápido. Isso pode exigir avanços inovadores em todo o sistema de alimentação de veículos elétricos, no projeto de baterias, nas células de bateria e até mesmo nos materiais moleculares das baterias.
Em segundo lugar, o sistema BMS do veículo e o sistema de carregamento do carregador precisam cooperar para monitorar e controlar constantemente a temperatura da bateria e do carregador, a tensão de carga, a corrente e o SOC do carro. Garanta que a alta corrente possa ser fornecida à bateria de energia de forma segura, estável e eficiente, para que o equipamento possa operar de forma segura e confiável, sem perda excessiva de calor.
Observa-se que o desenvolvimento do carregamento rápido não requer apenas o desenvolvimento de infraestrutura de carregamento, mas também avanços inovadores na tecnologia de baterias e o suporte à tecnologia de transmissão e distribuição da rede elétrica. Além disso, representa um enorme desafio para a tecnologia de dissipação de calor.
Mais potência, mais corrente:Grande rede de carregamento rápido DC
O carregamento rápido público em CC atual utiliza alta tensão e alta corrente, e os mercados europeu e americano estão acelerando a implantação de redes de carregamento de 350 kW. Esta é uma enorme oportunidade e desafio para fabricantes de equipamentos de carregamento em todo o mundo. É necessário que o equipamento de carregamento seja capaz de dissipar calor enquanto transmite energia e garantir que a pilha de carregamento possa operar com segurança e confiabilidade. Como todos sabemos, existe uma relação exponencial positiva entre a transmissão de corrente e a geração de calor, portanto, este é um grande teste para as reservas técnicas e a capacidade de inovação do fabricante.
A rede de carregamento rápido CC precisa fornecer vários mecanismos de proteção de segurança, que possam gerenciar de forma inteligente as baterias e carregadores do carro durante o processo de carregamento para garantir a segurança da bateria e do equipamento.
Além disso, devido ao cenário de uso dos carregadores públicos, os plugues de carregamento precisam ser à prova d'água, à prova de poeira e altamente resistentes às intempéries.
Como fabricante internacional de equipamentos de carregamento com mais de 16 anos de experiência em P&D e produção, a Workersbee vem explorando as tendências de desenvolvimento e os avanços tecnológicos da tecnologia de carregamento de veículos elétricos com parceiros líderes do setor há muitos anos. Nossa rica experiência em produção e nossa sólida equipe de P&D nos permitiram lançar uma nova geração de plugues de carregamento com refrigeração líquida CCS2 este ano.
Adota um design de estrutura integrada, e o meio de resfriamento líquido pode ser a óleo ou a água. A bomba eletrônica aciona o fluxo do líquido de arrefecimento no plugue de carregamento e remove o calor gerado pelo efeito térmico da corrente, permitindo que cabos com pequena seção transversal possam transportar grandes correntes e controlar eficazmente o aumento da temperatura. Desde o lançamento do produto, o feedback do mercado tem sido excelente, sendo unanimemente elogiado por fabricantes renomados de equipamentos de carregamento. Também continuamos coletando ativamente o feedback dos clientes, otimizando constantemente o desempenho do produto e nos esforçando para injetar mais vitalidade no mercado.
Atualmente, os Superchargers da Tesla têm a palavra final na rede de carregamento rápido CC no mercado de carregamento de veículos elétricos. A nova geração de Superchargers V4 está atualmente limitada a 250 kW, mas demonstrará velocidades de pico mais altas com o aumento da potência para 350 kW – capaz de adicionar 185 quilômetros em apenas cinco minutos.
Dados de relatórios publicados pelos departamentos de transporte de diversos países mostram que as emissões de gases de efeito estufa do setor de transporte representam cerca de 1/4 do total de emissões de gases de efeito estufa do país. Isso inclui não apenas automóveis leves de passageiros, mas também caminhões pesados. A descarbonização do setor de caminhões é ainda mais importante e desafiadora para a melhoria do clima. Para o carregamento de caminhões pesados elétricos, o setor propôs um sistema de carregamento de nível megawatt. A Kempower anunciou o lançamento de um equipamento de carregamento CC ultrarrápido de até 1,2 MW e planeja colocá-lo em operação no Reino Unido no primeiro trimestre de 2024.
O Departamento de Energia dos EUA (DOE) já propôs o padrão XFC para carregamento extremamente rápido, considerando-o um desafio fundamental a ser superado para alcançar a adoção generalizada de veículos elétricos. Trata-se de um conjunto completo de tecnologias sistemáticas, incluindo baterias, veículos e equipamentos de carregamento. O carregamento pode ser concluído em 15 minutos ou menos, o que permite competir com o tempo de reabastecimento de um ICE.
Trocar，Cobrado：Estação de troca de energia
Além de acelerar a construção de estações de recarga, as estações de troca de energia do tipo "troca e uso" também têm recebido muita atenção no sistema de reabastecimento rápido de energia. Afinal, a troca da bateria leva apenas alguns minutos, o carro funciona com a bateria carregada e recarrega mais rápido do que um veículo movido a combustível. Isso é muito empolgante e, naturalmente, atrairá muitas empresas para investir.
O serviço NIO Power Swap，Lançado pela montadora NIO, o sistema pode substituir automaticamente uma bateria totalmente carregada em 3 minutos. Cada substituição verificará automaticamente a bateria e o sistema de energia para manter o veículo e a bateria nas melhores condições.
Isso parece bastante tentador, e parece que já podemos ver a transição perfeita entre baterias fracas e baterias totalmente carregadas no futuro. Mas o fato é que existem muitos fabricantes de veículos elétricos no mercado, e a maioria deles possui especificações e desempenho de bateria diferentes. Devido a fatores como concorrência de mercado e barreiras técnicas, é difícil unificar as baterias de todas ou mesmo da maioria das marcas de veículos elétricos, de forma que seus tamanhos, especificações, desempenho, etc., sejam completamente consistentes e possam ser alternados entre si. Isso também se tornou a maior restrição à economicidade das estações de troca de energia.
Na estrada: carregamento sem fio
Semelhante ao caminho de desenvolvimento da tecnologia de carregamento de celulares, o carregamento sem fio também é uma direção de desenvolvimento para veículos elétricos. Ele utiliza principalmente indução eletromagnética e ressonância magnética para transmitir energia, convertê-la em um campo magnético e, em seguida, receber e armazenar a energia através do dispositivo receptor do veículo. Sua velocidade de carregamento não será muito rápida, mas pode ser carregado durante a condução, o que pode ser considerado um alívio para a ansiedade de autonomia.
A Electreon inaugurou oficialmente recentemente estradas eletrificadas em Michigan, EUA, e será amplamente testada no início de 2024. Ela permite que carros elétricos circulando ou estacionados ao longo das estradas carreguem suas baterias sem precisar de energia elétrica, inicialmente com 400 metros de extensão e com previsão de expansão para 1,6 km. O desenvolvimento dessa tecnologia também ativou significativamente o ecossistema móvel, mas exige uma construção de infraestrutura extremamente complexa e um enorme volume de trabalho de engenharia.
Mais desafios
Quando mais veículos elétricos chegam，Mais redes de recarga são estabelecidas e mais corrente precisa ser gerada, o que significa que haverá uma pressão de carga mais forte na rede elétrica. Seja na área de energia, geração ou transmissão e distribuição de energia, enfrentaremos grandes desafios.
Em primeiro lugar, de uma perspectiva macro global, o desenvolvimento do armazenamento de energia ainda é uma tendência importante. Ao mesmo tempo, também é necessário acelerar a implementação técnica e o layout do V2X para que a energia possa circular de forma eficiente em todos os links.
Em segundo lugar, utilize a inteligência artificial e a tecnologia de big data para estabelecer redes inteligentes e melhorar a confiabilidade da rede. Analise e gerencie com eficácia a demanda de carregamento de veículos elétricos e oriente o carregamento por períodos. Isso não só pode reduzir o risco de impacto na rede, como também pode reduzir as contas de luz dos proprietários de veículos.
Em terceiro lugar, embora a pressão política funcione em teoria, a forma como ela é implementada é mais importante. A Casa Branca havia afirmado anteriormente que investiria US$ 7,5 bilhões na construção de estações de recarga, mas quase não houve progresso. A razão é que é difícil conciliar os requisitos de subsídios da política com o desempenho das instalações, e o impulso de lucro da construtora está longe de ser ativado.
Por fim, as principais montadoras estão trabalhando em carregamento super-rápido de alta tensão. Por um lado, usarão tecnologia de alta tensão de 800 V e, por outro, atualizarão significativamente a tecnologia de bateria e resfriamento para alcançar um carregamento super-rápido de 10 a 15 minutos. Toda a indústria enfrentará enormes desafios.
Diferentes tecnologias de carregamento rápido são adequadas para diferentes ocasiões e necessidades, e cada método de carregamento também apresenta deficiências óbvias. Carregadores trifásicos para carregamento rápido em casa, carregamento rápido CC para corredores de alta velocidade, carregamento sem fio para dirigir e estações de troca de energia para troca rápida de baterias. À medida que a tecnologia de veículos elétricos continua a se desenvolver, a tecnologia de carregamento rápido continuará a melhorar e avançar. Quando a plataforma de 800 V se tornar popular, equipamentos de carregamento acima de 400 kW serão abundantes, e nossa ansiedade sobre a autonomia dos veículos elétricos será gradualmente eliminada por esses dispositivos confiáveis. A Workersbee está disposta a trabalhar com todos os parceiros da indústria para criar um futuro verde!
Data de publicação: 19 de dezembro de 2023