Technische Route der Ladestapelindustrie

Da die Welt immer mehr dem Umweltschutz und einer nachhaltigen Entwicklung achtet, steigt die Marktnachfrage nach Elektrofahrzeugen (EVS) als Transportmittel für sauberes Energie weiter. Die Popularität von Elektrofahrzeugen hängt jedoch nicht nur vom technologischen Fortschritt der Fahrzeuge selbst ab, sondern auch von der synchronen Entwicklung der Ladetechnologie. In diesem Artikel werden mehrere wichtige Bereiche der Tiefe von Elektrofahrzeugen eingeladen, darunter Ladetechnologie, Kommunikationstechnologie, Technologie für die Batteriemanagement, die Energiespeicherung und -managementtechnologie sowie die Sicherheit und Standardisierung.

I. Ladetechnologie

(I) Ladung der Klimaanlage

AC -Ladung ist eine ideale Wahl für das Laden zu Hause und am Arbeitsplatz mit niedrigerer Leistung (normalerweise weniger als 22 kW). In Europa sind einphasige 7,4-kW- und dreiphasige 22-kW-Lademethoden häufiger, während Nordamerika von 19,2 kW dominiert wird. Der Vorteil dieser Lademethode besteht darin, dass sie das Stromverwaltungsmanagement für das Nutzungszeitraum unterstützen kann, sodass Benutzer die wirtschaftlichste Ladezeit entsprechend der Strompreisschwankungen auswählen können, wodurch die Kostenkosten gesenkt werden. Darüber hinaus bietet die Kompatibilität von Wechselstromladegeräten mit heimischen Smart Grids Benutzern ein bequemeres Ladeerlebnis.

Die Entwicklung der intelligenten Ladetechnologie hat die Effizienz und die Benutzererfahrung von Wechselstromladungen weiter verbessert. Durch das Internet of Things -Technologie kann Ladegeräte einen Lastausgleich erzielen und das Auftreten einer Netzüberlastung effektiv vermeiden. Gleichzeitig vereinfacht die Einführung der Plug & Lad -Zertifizierung den Ladevorgang und ermöglicht den Benutzern, ein schnelles Laden ohne komplizierte Vorgänge zu erreichen.

Unterschiede in den Standards in verschiedenen Regionen bleiben jedoch eine Herausforderung für die Ladung von AC. Das Kompatibilitätsdesign von Chinas GB/T, Europas Typ 2 und Nordamerikas SAE J1772-Schnittstellen ist von großer Bedeutung, um eine grenzüberschreitende Ladung zu erreichen. Mit der allmählichen Vereinigung der globalen Standards werden die Bequemlichkeit und Popularität der Ladung weiter verbessert.

(Ii) DC -Ladung

Die DC -Ladung ist die erste Wahl für Szenarien für Fernreisen und schnelle Energieauffüllungen mit hoher Leistung (60 kW - 240 kW schnelle Ladepfähle und 250 kW oder mehr super Ladepfähle) und schnellen Ladefunktionen. Zum Beispiel kann die Spitzenleistung von Tesla V3 Super -Ladepfähle 250 kW erreichen, was die Ladezeit stark verkürzt.

Die Anwendung der Flüssigkühlungstechnologie ist eine wichtige Innovation im Bereich DC -Ladung. Die Verwendung von flüssiggekühlten Ladewaffenleitungen wie der 600-kW-Super-Lade-Lösung von Huawei kann den Temperaturanstieg während der Übertragung mit hoher Strom effektiv verringern und die Sicherheit und Stabilität des Ladevorgangs verbessern. Die Förderung dieser Technologie bietet eine starke Garantie für den zuverlässigen Betrieb von Hochleistungsladegeräten.

Die Anpassungsfähigkeit der ultrahohen Spannungsplattform ist auch eine wichtige Entwicklungsrichtung der DC-Ladetechnologie. Die Anpassung an 800-V-Hochspannungsbatteriemodelle wie den Porsche Taycan hat nach 5 Minuten Ladung ein erstaunliches Ergebnis von 200 Kilometern des Fahrbereichs erzielt. Dieser technologische Durchbruch unterstützt eine starke Unterstützung für die hohe Leistung und das schnelle Laden von Elektrofahrzeugen.

(Iii) drahtlose Ladung

Die drahtlose Ladetechnologie hat mit ihrem Bequemlichkeit und ihrem Gefühl für Technologie viel Aufmerksamkeit erregt. Das statische drahtlose Lading verwendet die elektromagnetische Induktion mit einer Effizienz von mehr als 90%, wie der vom BMW 530E verwendeten drahtlosen Ladetechnologie. Die Installation erfordert jedoch eine Genauigkeit der Bodenausrichtung von ± 7 cm, was hohen Anforderungen an den Installationsprozess enthält.

Dynamisches drahtloses Laden wird durch eingebettete Spulen in der Straße angetrieben. Seoul, Südkorea, hat einen Versuchsabschnitt von 1,2 km mit einer Effizienz von 85%durchgeführt, die Baukosten sind jedoch bis zu 4 Millionen US-Dollar/km. Dies begrenzt die groß angelegte kommerzielle Anwendung von dynamischem drahtlosen Ladung und Durchbrüche in der technologischen Optimierung und der Kostenkontrolle sind in Zukunft erforderlich.

In Bezug auf den Standardfortschritt geben die Regulierung von 11 kW -Leistungsniveaus von SAE J2954 und die Expansion des QI -Standards auf Elektrofahrzeuge Leitlinien für die standardisierte Entwicklung der technologischen Ladungstechnologie. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Standards wird erwartet, dass die drahtlose Ladetechnologie einen Platz im Bereich des Elektrofahrzeuglades einnimmt.

Einstufung	Technologieart	Spezifischer Inhalt
Ladetechnologie	Wechselstromladung	-Die Leistung beträgt in Europa im Allgemeinen weniger als 22 kW (7,4 kW für einphasige Einphasen, 22 kW für dreiphasige; 19,2 kW ist die Hauptkraft in Nordamerika), unterstützt das Elektrizitätspreismanagement von Zeitzeiten und eignet sich für Heim intelligente Gitter. - Smart Lading -Technologie: kombiniert mit dem Internet der Dinge, um Lastausgleich zu erzielen und eine Überlastung der Netze zu vermeiden. Unterstützt die Plug & Lad -Zertifizierung, um die Benutzererfahrung zu verbessern. - Standardunterschiede: China GB/T, Europa Typ 2, Nordamerika SAE J1772 Schnittstellenkompatibilitätsdesign.
	DC -Ladung	- Leistungsbereich: 60 kW-240 kW (schneller Ladehaufen), 250 kW und höher (Überladungsstapel, wie Tesla V3 Überladungsstapel mit einer Spitzenleistung von 250 kW). - Flüssigkühlungstechnologie: Verwenden Sie flüssiggekühlte Ladungswaffenlinien (wie die 600-kW-Aufladungslösung von Huawei), um die Temperaturanstieg während der Übertragung mit hoher Strom zu verringern und die Sicherheit zu verbessern. .
	Drahtloses Laden	- Statische drahtlose Ladung: Die Effizienz der elektromagnetischen Induktion beträgt über 90% (z. B. BMW 530E), und die Installation erfordert eine Genauigkeit der Bodenausrichtung von ± 7 cm. . .

Ii. Kommunikationstechnologie

(I) drahtlose Kommunikation

Die drahtlose Kommunikationstechnologie spielt eine wichtige Rolle auf dem Gebiet des Ladung von Elektrofahrzeugen. Die 4G/5G-Technologie wird für die Echtzeitüberwachung verwendet, um die Sicherheit und Kontrolle des Ladevorgangs zu gewährleisten. Die NB-IT-Technologie eignet sich für die Berichterstattung über den Status von Geräten mit geringer Leistung, wie z. B. die Übertragung von Messdaten. Die LORA -Technologie hat Vorteile bei der Bereitstellung privater Netzwerke im Park und kann eine stabile Datenübertragung erzielen.

Die Anwendung der Edge Computing -Technologie ermöglicht das Laden von Pfählen, Daten lokal zu verarbeiten, z. B. die Abrechnungsverschlüsselung, die Verringerung der Abhängigkeit von der Cloud und die Reaktionszeit beträgt weniger als 50 ms. Die Förderung dieser Technologie hat die Betriebseffizienz und die Datensicherheit des Ladesystems verbessert.

In Bezug auf Sicherheitsprotokolle verhindert die Implementierung von obligatorischen TLS 1.3-Verschlüsselung effektiv die Bedrohungen für Netzwerksicherheit wie Angriffe des Man-in-the-Middle-Angriffs und gewährleistet die Datensicherheit und die Privatsphäre der Benutzer während des Ladungsprozesses.

(Ii) kabelgebundene Kommunikation

Die kabelgebundene Kommunikationstechnologie ist auch im Bereich des Aufladens von Elektrofahrzeugen unverzichtbar. Das industrielle Protokoll Profinet/IP unterstützt die Übertragung von 1 Gbit/s und entspricht den Anforderungen der Echtzeitkontrolle. Der CAN -Bus wird für die Kommunikation zwischen dem BMS (Battery Management System) und dem Ladestapel nach dem ISO 15118 -Standard verwendet, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Datenübertragung sicherzustellen.

Die Anwendung von Glasfaser-Redundanztechnologie wie dem Dual-Ring-Netzwerk-Topologiedesign sorgt für eine Unterbrechung der Kommunikation auf Autobahn-Ladestationen. Die Förderung dieser Technologie verbessert die Stabilität und Zuverlässigkeit des Ladungsnetzes und bietet eine starke Garantie für Fernreisen von Elektrofahrzeugen.

Einstufung	Technologieart	Spezifischer Inhalt
Kommunikationstechnologie	Drahtlose Kommunikation	-Multi-Mode-Kommunikation: 4G/5G wird zur Echtzeitüberwachung verwendet, NB-IT wird für die Berichterstattung über Geräte mit geringer Leistung (z. B. Elektrizitätsmessgeräte) verwendet, und LORA wird für die Bereitstellung des privaten Netzwerks innerhalb des Parks verwendet. - Edge Computing: Verarbeiten Sie Daten lokal an der Ladestation (z. B. Abrechnungsverschlüsselung), reduzieren Sie die Abhängigkeit von der Wolke und die Reaktionszeit <50 ms. -Sicherheitsprotokoll: Obligatorische TLS 1.3-Verschlüsselung, um Angriffe des Menschen in den Mittelpunkten zu verhindern.
	Kabelverkennungskommunikation	- Industrieprotokoll: Profinet/IP unterstützt die Übertragung von 1 Gbit/s, um die Echtzeit-Kontrollanforderungen zu erfüllen. Der CAN -Bus wird für die Kommunikation zwischen BMS und Ladepfaden verwendet (ISO 15118 Standard). - Faser-Redundanz: Dual-Ring-Netzwerk-Topologiedesign (wie die Skalance von Siemens) sorgt für die Null-Unterbrechung der Kommunikation an Autobahn-Ladestationen.

III . Batteriemanagementtechnologie

(I) Batterie -Energiemanagement

Die Technologie zur Batterie -Energiemanagement ist von großer Bedeutung für die Verlängerung der Akkulaufzeit und die Verbesserung der Ladeeffizienz. Die AI -Vorhersage -Technologie wie den LSTM -Algorithmus kann den Batterie -SOC (Ladungszustand) mit einer Genauigkeit von ± 3%vorhersagen. Die Anwendung des digitalen Zwillingsmodells optimiert die Ladekurve weiter und verbessert die Ladeeffizienz.

Die Layer -Nutzungstechnologie verwendet pensionierte Leistungsbatterien für Energiespeicherpfähle wie Weilai -Batterie -Tauschstationen, die nach dem Zerfall der Kapazität noch 5 Jahre lang dienen können. Die Förderung dieser Technologie erkennt nicht nur das Recycling von Ressourcen, sondern bietet auch eine starke Unterstützung für die nachhaltige Entwicklung der Elektrofahrzeugindustrie.

(Ii) Thermalmanagement der Batterie

Die thermische Bewirtschaftungstechnologie der Batterie ist entscheidend, um die Sicherheit und Leistung von Batterien zu gewährleisten. Phasenwechselmaterialien (PCM) wie Verbundwerkstoffe auf Paraffinbasis können Wärme während des Batterielads und -abladung aufnehmen, und der Temperaturregelbereich kann -20 ℃ -50 ℃ erreichen. Die Anwendung dieser Technologie steuert die Temperatur der Batterie effektiv und verbessert die Lebensdauer und Sicherheit der Batterie.

Die thermoelektrische Kühltechnologie verwendet den peltierer Effekt, um die Temperatur aktiv zu kontrollieren, und die Effizienz ist 15% höher als die der herkömmlichen Flüssigkühlung. Diese technologische Innovation bietet eine effizientere und zuverlässigere Lösung für das Thermalmanagement der Batterie.

Einstufung	Technologieart	Spezifischer Inhalt
Batteriemanagementtechnologie	Batterieenergiemanagement	- AI -Vorhersage: Der LSTM -Algorithmus sagt die Batterie -SOC (Genauigkeit ± 3%) voraus, und das digitale Twin -Modell optimiert die Ladekurve. .
	Thermalmanagement der Batterie	-Phasenwechselmaterial (PCM): Verbundwerkstoffe auf Paraffinbasis absorbieren die Wärme von Batterieladungen und -abladungen mit einem Temperaturregelbereich von -20 ~ ~ 50 ℃. - Thermoelektrische Kühlung: Aktive Temperaturkontrolle unter Verwendung des Peltier -Effekts mit einem Effizienzanstieg von 15% gegenüber der herkömmlichen Flüssigkühlung.

Iv. Energiespeicher- und Managementtechnologie

(I) Photovoltaikspeicher und Ladungsintegration

Photovoltaic -Speicher- und Lade -Integrationstechnologie kombiniert organisch Photovoltaik-, Energiespeicher- und Ladeeinrichtungen, um eine mikrogridische Architektur zu bilden. Die Kombination aus Photovoltaik + Energiespeicher + Ladepfahl + Energiemanagementsystem (EMS) realisiert den Betrieb außerhalb des Grids, wie beispielsweise Tesla Shanghai Photovoltaic-Speicher und aufgeladene integrierte Station. Die Förderung dieser Technologie hat die Effizienz der Energienutzung verbessert und die Abhängigkeit von herkömmlichen Stromnetze verringert.

Die Anwendung von VPP -Technologien (Virtual Power Plant) ist verteilte Ladepfähle, um am Strommarkt teilzunehmen, und passt dynamisch Lade- und Entladungsstrategien an. Die Innovation dieser Technologie bietet neue Ideen und Methoden für das Energiemanagement von Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge.

(Ii) V2G -Technologie

Die V2G-Technologie (Fahrzeug-zu-Grid-Technologie) realisiert die wechselseitige Interaktion zwischen Fahrzeugen und Stromnetze. Bidirektionale Ladepfähle unterstützen die Combo -Standards von Chademo 2.0 (Japan) und CCS (Europa und den Vereinigten Staaten), und die Lade- und Entlassungseffizienz können 92%erreichen. Die Anwendung dieser Technologie verbessert die Energieeffizienz von Elektrofahrzeugen der Energienutzung und unterstützt den stabilen Betrieb des Stromnetzes.

In Bezug auf das Geschäftsmodell bietet Octopus Energy in Großbritannien V2G -Subventionen für Strompreise an, und Autobesitzer können bis zu 840 Pfund pro Jahr verdienen. Die Förderung dieses Geschäftsmodells hat die Begeisterung der Benutzer für die Teilnahme an der V2G-Technologie angeregt und die große Anwendung der V2G-Technologie stark unterstützt.

In Bezug auf die Netzkompatibilität muss die V2G-Technologie die IEEE 1547-2018-Zertifizierung bestehen, um sicherzustellen, dass die harmonische Verzerrungsrate weniger als 5%beträgt. Die Implementierung dieses Standards gewährleistet die Kompatibilität der V2G -Technologie mit dem Netz und bietet eine starke Garantie für die weit verbreitete Anwendung der V2G -Technologie.

Einstufung	Technologieart	Spezifischer Inhalt
Energiespeicher- und Managementtechnologie	Photovoltaikspeicher und Ladungsintegration	- Mikrogrid-Architektur: Photovoltaik + Energiespeicher + Ladepfahl + Energiemanagementsystem (EMS), um einen Off-Grid-Betrieb zu erreichen (wie Tesla Shanghai Photovoltaic-Speicher und integriertes Ladungsstation). .
	V2G -Technologie	- Bidirektionaler Ladestapel: Unterstützt Chademo 2.0 (Japan) und CCS Combo (Europa und die USA), mit einer Ladung und Entladungseffizienz von 92%. - Geschäftsmodell: Octopus Energy in Großbritannien bietet V2G -Subventionen für Strompreise, und Autobesitzer können bis zu 840 GBP pro Jahr verdienen. - Netzkompatibilität: Die Zertifizierung von IEEE 1547-2018 ist erforderlich, um sicherzustellen, dass die harmonische Verzerrungsrate <5%beträgt.

V. Sicherheit und Standardisierung

(I) Sicherheitszertifizierung

Die Sicherheitszertifizierung ist ein wichtiges Mittel, um den sicheren Betrieb von Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge zu gewährleisten. In Bezug auf die elektrische Sicherheit sorgen UL 2594 (Nordamerika) und IEC 61851 (internationale) Zertifizierungen sowie die Anforderungen für den Schutz über IP54 für die elektrische Sicherheitsleistung von Ladeeinrichtungen. In Bezug auf die funktionale Sicherheit sorgen ISO 26262 ASIL C -Niveau -Anforderungen und die Standardabdeckung der Fehlereinspritzung von mehr als 95% für die funktionale Sicherheitsleistung von Ladeeinrichtungen.

(Ii) Schnittstellenstandards

Die Vereinigung der Schnittstellenstandards ist von großer Bedeutung, um die Kompatibilität zwischen verschiedenen Ladeeinrichtungen zu erreichen. Zu den globalen Mainstream -Standards gehören CCS1 (Nordamerika), CCS2 (Europa), GB/T 20234 (China) und Chademo (Japan). Die Einrichtung der Super -Lading -Allianz, wie die Eröffnung der NACS -Schnittstelle von Tesla und die Teilnahme von Autoherstellern wie Ford und GM, haben die Vereinigung von Schnittstellenstandards und die Entwicklung der Kompatibilität gefördert.

Einstufung	Technologieart	Spezifischer Inhalt
Sicherheit und Standardisierung	Sicherheitszertifizierung	- Elektrische Sicherheit: UL 2594 (Nordamerika), IEC 61851 (international) Zertifizierung, IP54 oder über dem Schutz der Schutzstufe. - Funktionssicherheit: ISO 26262 ASIL C -Niveau -Anforderungen, Fehlerinjektionstestbedeckung> 95%.
	Schnittstellenstandards	- Globale Mainstream -Standards: CCS1 (Nordamerika), CCS2 (Europa), GB/T 20234 (China), Chademo (Japan). - Super-Lading-Allianz: Die NACS-Schnittstelle von Tesla ist offen, Ford, GM und andere Autohersteller haben sich beigetragen und mit Ladepfaden von Drittanbietern kompatibel.

Vi. Aufkommende Trends

(I) Modulares Design

Das modulare Design ist ein wichtiger Trend bei der Entwicklung von Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge. Die Stapelstapeltechnologie wie ein einzelnes Modul von 60 kW unterstützt die parallele Expansion auf 480 kW, wodurch die Flexibilität und Skalierbarkeit von Ladeeinrichtungen verbessert werden. Die Plug-and-Play-Ersatztechnologie ermöglicht die heiße Pluggierung fehlerhafter Module, und die Zwischenzeit für die Reparatur (MTTR) beträgt weniger als 15 Minuten, was die Zuverlässigkeits- und Wartungseffizienz von Ladeeinrichtungen verbessert.

(Ii) AI -optimiertes Netzwerk

Die AI -Technologie verfügt über breite Anwendungsaussichten bei der Optimierung von Networks für Elektrofahrzeuge. Das Lade -Stapel -Layout -Optimierungstechnologie basierend auf dem Lernen des Verstärkungswesens kann die Kosten für die Stromnetzumwandlung reduzieren, wie beispielsweise das Pilotprojekt von Google DeepMind, das die Kosten um 12%senkte. Die Benutzerverhaltensanalyse -Technologie prognostiziert die Spitzenzeiten durch Clustering -Algorithmen und passt die Servicegebühren dynamisch an, wodurch die betriebliche Effizienz und die Benutzererfahrung von Ladeeinrichtungen verbessert werden.

Einstufung	Technologieart	Spezifischer Inhalt
Aufkommende Trends	Modulares Design	- Power -Modul -Stapel: Einzelmodul 60 kW, Unterstützung paralleler Expansion auf 480 kW (wie ABB Terra HP). - Austausch von Stecker und Spiele: Hot-Swap-Fehlermodule, MTTR (mittlere Reparaturzeit) <15 Minuten.
	AI-optimierte Netzwerke	- Optimieren Sie das Layout von Ladepfählen basierend auf Verstärkungslernen, um die Kosten für die Stromnetzumwandlung zu senken (Google DeepMinds Pilotprojekt senkte die Kosten um 12%). - Benutzerverhaltensanalyse: Clustering-Algorithmen prognostizieren die Spitzenzeiten und die dynamischen Anpassungsgebühren (z.

Die Entwicklung der Ladungstechnologie von Elektrofahrzeugen ist von großer Bedeutung für die Förderung der Popularisierung und nachhaltigen Entwicklung der Elektrofahrzeugindustrie. Dieser Artikel zeigt den aktuellen Status, die Herausforderungen und die zukünftigen Trends der Ladungstechnologie von Elektrofahrzeugen durch eingehende Diskussionen über die Ladetechnologie, die Kommunikationstechnologie, die Batteriemanagementtechnologie, die Energiespeicherung und -managementtechnologie, die Sicherheit und die Standardisierung. Mit der kontinuierlichen Innovation der Technologie und der allmählichen Vereinigung der Standards wird in Zukunft Elektrofahrzeuge eine breitere Entwicklungsaussicht einleiten und mehr Beiträge zum globalen Umweltschutz und nachhaltiger Entwicklung leisten.