Zobrazení: 0 Autor: Editor webů Publikování Čas: 2025-02-25 Původ: Místo
Vzhledem k tomu, že svět věnuje stále více a více pozornosti na ochranu životního prostředí a udržitelného rozvoje, tržní poptávka po elektrických vozidlech (EVS) jako dopravní prostředek čisté energie stále roste. Popularita elektrických vozidel však závisí nejen na technologickém pokroku samotných vozidel, ale také na synchronním rozvoji technologie nabíjení. Tento článek do hloubky prozkoumá několik klíčových oblastí technologie nabíjení elektrických vozidel, včetně technologie nabíjení, technologie komunikace, technologie správy baterií, technologie a správy energie a bezpečnosti a standardizace.
I. Technologie nabíjení
(I) AC nabíjení
Nabíjení AC je ideální volbou pro nabíjení doma a na pracovišti s nižším výkonem (obvykle méně než 22 kW). V Evropě jsou běžnější jednofázové a třífázové metody nabíjení 22 kW, zatímco Severní Amerika dominuje 19,2 kW. Výhodou této metody nabíjení je to, že může podporovat správu cen elektřiny v době používání, což uživatelům umožňuje vybrat si nejúspornější období nabíjení podle kolísání cen elektřiny, čímž se sníží náklady na nabíjení. Kromě toho kompatibilita střídavého nabíjecího zařízení s domácími inteligentními mřížkami poskytuje uživatelům pohodlnější zážitek z nabíjení.
Vývoj technologie inteligentního nabíjení dále zlepšil efektivitu a uživatelskou zkušenost s nabíjení AC. Prostřednictvím technologie Internet of Things může nabíjecí zařízení dosáhnout vyrovnávání zátěže a efektivně se vyhnout výskytu přetížení mřížky. Současně zavedení certifikace Plug & Charge zjednodušuje proces nabíjení, což uživatelům umožňuje dosáhnout rychlého nabíjení bez komplikovaných operací.
Rozdíly v normách v různých regionech však zůstávají výzvou pro nabíjení AC. Konstrukce kompatibility čínského rozhraní GB/T, Evropy a rozhraní SAE J1772 v Severní Americe má velký význam pro dosažení meziregionálního nabíjení. V budoucnu se s postupným sjednocením globálních standardů dále zlepší pohodlí a popularita nabíjení AC.
(Ii) nabíjení DC
Nabíjení DC se stalo první volbou pro scénáře cestování a rychlé doplňování energie s vysokým výkonem (rychlé nabíjecí hromady 60 kW - 240 kW a 250 kW nebo více super nabíjecích hromádek) a možnosti rychlého nabíjení. Například maximální síla nabíjecích hromádek Tesla V3 Super může dosáhnout 250 kW, což výrazně zkracuje dobu nabíjení.
Aplikace technologie chlazení kapaliny je důležitou inovací v oblasti nabíjení DC. Použití linek nabíjecí pistole chlazené kapaliny, jako je roztok Super nabíjení 600 kW Huawei, může účinně snížit zvýšení teploty při přenosu s vysokým proudem a zlepšit bezpečnost a stabilitu procesu nabíjení. Propagace této technologie poskytuje silnou záruku pro spolehlivou provoz vysoce výkonného nabíjecího zařízení.
Adaptabilita ultra vysoké platformy napětí je také důležitým směrem vývoje technologie nabíjení DC. Přizpůsobení se modelům vysokopěťových baterií 800 V, jako je Porsche Taycan, dosáhlo po 5 minutách nabíjení úžasný výsledek 200 kilometrů jízdního rozsahu. Tento technologický průlom poskytuje silnou podporu pro vysoký výkon a rychlé nabíjení elektrických vozidel.
(Iii) bezdrátové nabíjení
Technologie bezdrátového nabíjení přitahovala velkou pozornost s pohodlím a smyslem pro technologii. Statické bezdrátové nabíjení používá elektromagnetickou indukci s účinností více než 90%, jako je technologie bezdrátového nabíjení používaného BMW 530E. Jeho instalace však vyžaduje přesnost zarovnání půdy ± 7 cm, což klade vysoké požadavky na proces instalace.
Dynamické bezdrátové nabíjení je napájeno zabudovanými cívkami na silnici. Soul, Jižní Korea má zkušební verzi 1,2 km demonstrační sekci s účinností 85%, ale náklady na stavbu jsou až 4 miliony USD/km. Tato vysoká náklady omezuje rozsáhlé komerční aplikaci dynamického bezdrátového nabíjení a v budoucnu jsou zapotřebí průlomy v optimalizaci technologií a kontrole nákladů.
Pokud jde o standardní pokrok, regulace SAE J2954 s úrovněmi výkonu 11 kW a rozšíření standardu QI na elektrická vozidla poskytuje pokyny pro standardizovaný rozvoj technologie bezdrátového nabíjení. S neustálým zlepšováním standardů se očekává, že technologie bezdrátového nabíjení zaujímá místo v oblasti nabíjení elektrického vozidla.
| Klasifikace | Typ technologie | Konkrétní obsah |
| Nabíjení technologie | AC nabíjení | -Síla je obecně menší než 22 kW (7,4 kW pro jednofázi v Evropě, 22 kW pro třífázu; 19,2 kW je hlavní energie v Severní Americe), podporuje správu cen elektřiny a je vhodné pro domácí inteligentní mřížky. - Technologie inteligentního nabíjení: V kombinaci s internetem věcí k dosažení vyrovnávání zátěže a vyhýbání se přetížení mřížky; Podporuje certifikaci plug & nabíjecí certifikaci pro zlepšení uživatelského prostředí. - Standardní rozdíly: Čína GB/T, Evropa typu 2, Severní Amerika SAE J1772 Návrh kompatibility rozhraní. |
| Nabíjení DC | - Rozsah napájení: 60 kW-240 kW (hromada rychlého nabíjení), 250 kW a vyšší (hromada přepsání, jako je hromada přeplňování Tesla V3 s maximálním výkonem 250 kW). - Technologie chlazení kapaliny: Použijte linii nabíjecí pistole chlazené kapalinou (například roztok přeplňovacího roztoku Huawei) ke snížení nárůstu teploty při přenosu s vysokým proudem a zlepšení bezpečnosti. -Ultra vysoká napěťová platforma: Vhodné pro modely vysokopěťových baterií 800 V (jako je Porsche Taycan), nabíjení po dobu 5 minut za dosažení dosahu 200 kilometrů. | |
| Bezdrátové nabíjení | - Statické bezdrátové nabíjení: Elektromagnetická indukční účinnost je více než 90% (jako je BMW 530E) a instalace vyžaduje přesnost zarovnání pozemních ± 7 cm. - Dynamické bezdrátové nabíjení: Vestavěné napájení cívky na silnici, Soul, Jižní Korejská zkušební operace 1,2 km demonstrační sekce, Efektivita 85%, ale stavební náklady přesahují 4 miliony dolarů/km. - Standardní pokrok: SAE J2954 stanoví úroveň výkonu 11 kW a standard Qi je rozšířen na elektrická vozidla. |
Ii. Komunikační technologie
(I) Bezdrátová komunikace
Technologie bezdrátové komunikace hraje důležitou roli v oblasti nabíjení elektrických vozidel. Technologie 4G/5G se používá pro monitorování v reálném čase, aby byla zajištěna bezpečnost a ovladatelnost procesu nabíjení. Technologie NB-IOT je vhodná pro hlášení stavu nízkoenergetických zařízení, jako je přenos dat měřiče. LORA Technology má výhody při nasazení soukromých sítí v parku a může dosáhnout stabilního přenosu dat.
Aplikace technologie Edge Computing Technology umožňuje nabíjení pilot zpracovat data lokálně, jako je fakturační šifrování, snižování závislosti na cloudu a doba odezvy je menší než 50 ms. Propagace této technologie zlepšila provozní účinnost a zabezpečení dat systému nabíjení.
Pokud jde o bezpečnostní protokoly, implementace povinného šifrování TLS 1.3 účinně zabraňuje hrozbám zabezpečení sítě, jako jsou útoky člověka-in-the-Middle, a zajišťuje během procesu nabíjení zabezpečení dat a soukromí uživatele.
(Ii) Kabelová komunikace
Kabelová komunikační technologie je také nepostradatelná v oblasti nabíjení elektrických vozidel. Průmyslový protokol Profinet/IP podporuje přenos 1 Gbps a vyhovuje potřebám kontroly v reálném čase. Sběrnice CAN se používá pro komunikaci mezi BMS (systém správy baterií) a nabíjecí hromadou podle standardu ISO 15118, aby byla zajištěna přesnost a spolehlivost přenosu dat.
Aplikace technologie redundance optických vláken, jako je návrh topologie sítě s dvojím prstencem, zajišťuje nulové přerušení komunikace na nabíjecích stanicích dálnic. Propagace této technologie zvyšuje stabilitu a spolehlivost nabíjecí sítě a poskytuje silnou záruku pro cestování elektrických vozidel na dálku.
| Klasifikace | Typ technologie | Konkrétní obsah |
| Komunikační technologie | Bezdrátová komunikace | -Multi-Mode Communication: 4G/5G se používá pro monitorování v reálném čase, NB-IOT se používá pro vykazování stavu nízkého výkonu (jako jsou metry elektřiny) a LORA se používá pro nasazení soukromé sítě v parku. - Edge Computing: Zpracovává data lokálně na nabíjecí stanici (jako je fakturační šifrování), zkrátí závislost cloudu a doba odezvy <50ms. -Bezpečnostní protokol: Povinné šifrování TLS 1.3, aby se zabránilo útokům na střední střed. |
| Kabelová komunikace | - Průmyslový protokol: Profinet/IP podporuje přenos 1 Gbps pro splnění požadavků na kontrolu v reálném čase; Sběrnice může sběrnice používat pro komunikaci mezi BMS a nabíjecími hromady (standard ISO 15118). - Redundance vlákna: Design topologie sítě s dvojím prstencem (jako je Shalance Siemens Scalance) zajišťuje nulové přerušení komunikace na nabíjecích stanicích dálnic. |
Iii . Technologie správy baterií
(I) Správa energie baterie
Technologie správy energie baterie má velký význam pro prodloužení výdrže baterie a zlepšení účinnosti nabíjení. Technologie predikce AI, jako je Algoritmus LSTM, může předvídat bateriovou (stav nabití) s přesností ± 3%. Aplikace digitálního modelu dvojčat dále optimalizuje křivku nabíjení a zlepšuje účinnost nabíjení.
Technologie využití vrstvy používá výkonové baterie v důchodu pro hromady skladování energie, jako jsou stanice swapovacích baterií Weilai, které mohou stále sloužit po dobu 5 let po rozpadu kapacity na 70%. Propagace této technologie si uvědomuje nejen recyklaci zdrojů, ale také poskytuje silnou podporu udržitelnému rozvoji průmyslu elektrických vozidel.
Ii) správa tepelné baterie
Pro zajištění bezpečnosti a výkonu baterií je technologie tepelného řízení baterie. Materiály změny fáze (PCM), jako jsou kompozitní materiály na bázi parafinu, mohou absorbovat teplo během nabíjení a vypouštění baterií a rozsah teploty může dosáhnout -20 ℃ -50 ℃. Aplikace této technologie účinně řídí teplotu baterie a zlepšuje životnost a bezpečnost baterie.
Technologie termoelektrického chlazení používá Peltier efekt k aktivně kontrole teploty a účinnost je o 15% vyšší než u tradičního chlazení kapaliny. Tato technologická inovace poskytuje efektivnější a spolehlivější řešení pro tepelné správu baterií.
| Klasifikace | Typ technologie | Konkrétní obsah |
| Technologie správy baterií | Správa energie baterie | - Predikce AI: Algoritmus LSTM předpovídá baterii SOC (přesnost ± 3%) a digitální model Twin optimalizuje křivku nabíjení. - Sekundární využití: Pro piloty pro skladování energie (jako jsou stanice baterií Weilai baterií) se používají výkonové baterie v důchodu a stále mohou sloužit po dobu 5 let po rozpadu kapacity na 70%. |
| Tepelná správa baterie | -Materiál změny fáze (PCM): Kompozitní materiály na bázi parafinu absorbují teplo a vybíjení baterie s rozsahem teploty -20 ℃ ~ 50 ℃. - Termoelektrické chlazení: Aktivní regulace teploty pomocí Peltierova efektu, s zvýšením účinnosti o 15% oproti tradičnímu chlazení kapaliny. |
IV. Technologie skladování a správy energie
(I) Integrace fotovoltaického skladování a nabíjení
Technologie integrace fotovoltaického úložiště a nabíjení organicky kombinuje fotovoltaické, skladování a nabíjecí zařízení za vytvoření mikrogridové architektury. Kombinace fotovoltaického + skladování energie + nabíjecí pile + systém řízení energie (EMS) realizuje provoz mimo síť, jako je Tesla Shanghai Photovoltaic Storage a nabíjení integrované stanice. Propagace této technologie zlepšila účinnost využití energie a sníženou závislost na tradičních energetických sítích.
Aplikace technologií virtuálních elektráren (VPP) agreguje distribuované nabíjecí piloty k účasti na trhu s energií a dynamicky upravuje strategie nabíjení a vypouštění. Inovace této technologie poskytuje nové nápady a metody pro správu energetických zařízení na nabíjení elektrických vozidel.
(Ii) Technologie V2G
Technologie V2G (vozidla-grid) si uvědomuje obousměrnou interakci mezi vozidly a energetickými mřížkami. Obousměrné nabíjecí piloty podporují standardy Chademo 2.0 (Japonsko) a CCS Combo (Evropa a Spojené státy Spojené státy) a účinnost nabíjení a vypouštění může dosáhnout 92%. Aplikace této technologie zlepšuje účinnost využití energie elektrických vozidel a poskytuje podporu pro stabilní provoz napájecí sítě.
Z hlediska obchodního modelu poskytuje Energy ve Velké Británii dotace na elektřinu V2G a majitelé automobilů mohou vydělat až 840 liber ročně. Propagace tohoto obchodního modelu stimulovala nadšení uživatelů pro účast na technologii V2G a poskytla silnou podporu pro rozsáhlé použití technologie V2G.
Pokud jde o kompatibilitu mřížky, musí technologie V2G projít certifikací IEEE 1547-2018, aby se zajistilo, že míra harmonického zkreslení je menší než 5%. Implementace tohoto standardu zajišťuje kompatibilitu technologie V2G s mřížkou a poskytuje silnou záruku pro rozšířenou aplikaci technologie V2G.
| Klasifikace | Typ technologie | Konkrétní obsah |
| Technologie skladování a správy energie | Integrace fotovoltaického skladování a nabíjení | - Mikrogridní architektura: fotovoltaic + skladování energie + nabíjení pile + systém řízení energie (EMS), k dosažení provozu mimo síť (jako je Tesla Shanghai Photovoltaic Storage a nabíjení integrované stanice). - Virtuální elektrárna (VPP): Agregované distribuované nabíjecí piloty pro účast na energetickém trhu a dynamicky upravit strategii nabíjení a vypouštění. |
| Technologie V2G | - Pileová hromada obousměrného nabíjení: Podporuje standardy Chademo 2.0 (Japonsko) a CCS Combo (Evropa a Spojené státy Spojené státy) s účinností nabíjení a vypouštění 92%. - Obchodní model: Octopusová energie ve Velké Británii poskytuje dotace na cenu elektřiny V2G a majitelé automobilů mohou vydělat až 840 GBP ročně. - Kompatibilita mřížky: Certifikace IEEE 1547-2018 je nutná k zajištění toho, aby míra harmonického zkreslení byla <5%. |
V. Bezpečnost a standardizace
(I) Bezpečnostní certifikace
Bezpečnostní certifikace je důležitým prostředkem k zajištění bezpečného provozu zařízení pro nabíjení elektrických vozidel. Pokud jde o elektrickou bezpečnost, UL 2594 (Severní Amerika) a IEC 61851 (mezinárodní) certifikace, jakož i požadavky na úroveň ochrany nad IP54, zajišťují výkon elektrické bezpečnosti nabíjecích zařízení. Pokud jde o funkční bezpečnost, požadavky na úroveň AIL C a standard testu narušení poruchy větší než 95% zajišťují funkční bezpečnostní výkon nabíjecích zařízení.
Ii) standardy rozhraní
Sjednocení standardů rozhraní má velký význam pro dosažení kompatibility mezi různými nabíjecími zařízeními. Mezi globální normy hlavního proudu patří CCS1 (Severní Amerika), CCS2 (Evropa), GB/T 20234 (Čína) a Chademo (Japonsko). Zřízení super nabíjecí aliance, jako je otevření rozhraní NACS Tesla a účast automobilů, jako jsou Ford a GM, podpořily sjednocení standardů rozhraní a rozvoj kompatibility.
| Klasifikace | Typ technologie | Konkrétní obsah |
| Bezpečnost a standardizace | Zabezpečení certifikace | - Elektrická bezpečnost: UL 2594 (Severní Amerika), IEC 61851 (International) Certification, IP54 nebo vyšší úroveň ochrany. - Funkční bezpečnost: ISO 26262 Požadavky na úroveň C, pokrytí testu vstřikování poruchy> 95%. |
| Standardy rozhraní | - Globální normy hlavního proudu: CCS1 (Severní Amerika), CCS2 (Evropa), GB/T 20234 (Čína), Chademo (Japonsko). - Super nabíjecí aliance: Rozhraní NACS společnosti Tesla je otevřené, připojily se Ford, GM a další automobilky a je kompatibilní s nabíjecími hromady třetích stran. |
Vi. Vznikající trendy
(I) Modulární design
Modulární design je důležitým trendem ve vývoji zařízení pro nabíjení elektrických vozidel. Technologie stohování modulů napájení, jako je jediný modul 60 kW, podporuje paralelní expanzi na 480 kW, což zvyšuje flexibilitu a škálovatelnost nabíjecích zařízení. Technologie výměny plug-and-play umožňuje zavěšení vadných modulů a průměrná doba na opravu (MTTR) je kratší než 15 minut, což zvyšuje spolehlivost a účinnost údržby nabíjecích zařízení.
(Ii) Síť optimalizovaná AI
Technologie AI má široké vyhlídky na aplikaci při optimalizaci sítě nabíjení elektrických vozidel. Nabíjení technologie optimalizace rozložení piloty založená na učení zesílení může snížit transformaci nákladů na energii, jako je pilotní projekt Google DeepMind, který snížil náklady o 12%. Technologie chování uživatelů předpovídá špičkové hodiny prostřednictvím algoritmů shlukování a dynamicky upravuje poplatky za služby, což zvyšuje provozní efektivitu a uživatelskou zkušenost zařízení nabíjení.
| Klasifikace | Typ technologie | Konkrétní obsah |
| Vznikající trendy | Modulární design | - Stohování modulů napájení: Jednoho modulu 60kW, podpora paralelní expanze na 480 kW (jako je ABB Terra HP). - Výměna plug and přehrávání: Vadné moduly hot-swap, MTTR (průměrná doba na opravu) <15 minut. |
| A-optimalizované sítě | - Optimalizujte rozložení nabíjecích pilot na základě učení výztuže ke snížení nákladů na transformaci napájecí sítě (pilotní projekt Google DeepMind snížil náklady o 12%). - Analýza chování uživatelů: Klastrovací algoritmy předpovídají vrcholy hodin a dynamicky upravují poplatky za servis (například 20% prémie za sdílení času v oblasti CBD v Pekingu). |
Vývoj technologie nabíjení elektrických vozidel má velký význam pro podporu popularizace a udržitelného rozvoje průmyslu elektrických vozidel. Tento článek ukazuje současný status, výzvy a budoucí trendy technologie nabíjení elektrických vozidel prostřednictvím hloubkových diskusí o technologii nabíjení, komunikační technologie, technologii pro správu baterií, technologii a správy energie, bezpečnosti a standardizaci. V budoucnu, s nepřetržitým inovacím technologií a postupným sjednocením standardů, bude technologie nabíjení elektrických vozidel uvádět širší vyhlídku na rozvoj a přispěje k globální ochraně životního prostředí a udržitelného rozvoje.
