Visualizzazioni: 0 Autore: Editor del sito Publish Tempo: 2025-02-25 Origine: Sito
Poiché il mondo presta sempre più attenzione alla protezione ambientale e allo sviluppo sostenibile, la domanda di mercato di veicoli elettrici (EV) poiché un mezzo di energia pulita continua a salire. Tuttavia, la popolarità dei veicoli elettrici non solo dipende dal progresso tecnologico dei veicoli stessi, ma anche dallo sviluppo sincrono della tecnologia di ricarica. Questo articolo esplorerà in profondità diverse aree chiave della tecnologia di ricarica dei veicoli elettrici, tra cui la tecnologia di ricarica, la tecnologia di comunicazione, la tecnologia di gestione delle batterie, la tecnologia di stoccaggio e gestione dell'energia e sicurezza e standardizzazione.
I. Tecnologia di ricarica
(I) ricarica AC
La ricarica AC è una scelta ideale per la ricarica a casa e sul posto di lavoro con la sua potenza inferiore (di solito meno di 22kW). In Europa, i metodi di ricarica 22kW monofase e trifase sono più comuni, mentre il Nord America è dominato da 19,2 kW. Il vantaggio di questo metodo di ricarica è che può supportare la gestione dei prezzi dell'elettricità del tempo, consentendo agli utenti di scegliere il periodo di ricarica più economico in base alle fluttuazioni dei prezzi di elettricità, riducendo così i costi di ricarica. Inoltre, la compatibilità delle attrezzature di ricarica CA con griglie intelligenti domestiche offre agli utenti un'esperienza di ricarica più conveniente.
Lo sviluppo della tecnologia di ricarica intelligente ha ulteriormente migliorato l'efficienza e l'esperienza utente della ricarica AC. Attraverso la tecnologia Internet of Things, le attrezzature di ricarica possono ottenere un bilanciamento del carico ed evitare efficacemente il verificarsi di sovraccarico della griglia. Allo stesso tempo, l'introduzione della certificazione Plug & Charge semplifica il processo di ricarica, consentendo agli utenti di ottenere una ricarica rapida senza operazioni complicate.
Tuttavia, le differenze negli standard in diverse regioni rimangono una sfida per la ricarica AC. Il design della compatibilità di GB/T cinese, di tipo 2 in Europa e interfacce SAE J1772 del Nord America è di grande significato per il raggiungimento della ricarica cross-regionale. In futuro, con la graduale unificazione degli standard globali, la comodità e la popolarità della ricarica AC saranno ulteriormente migliorate.
(Ii) Carica DC
La ricarica DC è diventata la prima scelta per i viaggi a lunga distanza e gli scenari di rifornimento di energia rapida con la sua alta potenza (60kW - 240kW di ricarica rapida e 250kW o più pile di ricarica super) e capacità di ricarica rapida. Ad esempio, la potenza di picco delle pile di ricarica Super Tesla V3 può raggiungere 250kW, il che riduce notevolmente il tempo di ricarica.
L'applicazione della tecnologia di raffreddamento liquido è un'importante innovazione nel campo della ricarica DC. L'uso di linee di armi di ricarica raffreddate a liquido, come la soluzione di ricarica super 600kW di Huawei, può effettivamente ridurre l'aumento della temperatura durante la trasmissione ad alta corrente e migliorare la sicurezza e la stabilità del processo di ricarica. La promozione di questa tecnologia fornisce una forte garanzia per il funzionamento affidabile di attrezzature di ricarica ad alta potenza.
L'adattabilità della piattaforma di tensione altissima è anche un'importante direzione di sviluppo della tecnologia di ricarica DC. Adattarsi a modelli di batterie ad alta tensione da 800 V, come la Porsche Taycan, ha ottenuto un risultato straordinario di 200 chilometri di portata dopo 5 minuti di ricarica. Questa svolta tecnologica fornisce un forte supporto per le alte prestazioni e la ricarica rapida dei veicoli elettrici.
(Iii) Carica wireless
La tecnologia di ricarica wireless ha attirato molta attenzione con la sua comodità e senso della tecnologia. La ricarica wireless statica utilizza un'induzione elettromagnetica, con un'efficienza superiore al 90%, come la tecnologia di ricarica wireless utilizzata dalla BMW 530E. Tuttavia, la sua installazione richiede una precisione di allineamento a terra di ± 7 cm, che pone elevate richieste sul processo di installazione.
La ricarica wireless dinamica è alimentata da bobine incorporate sulla strada. Seoul, la Corea del Sud, ha gestito una sezione dimostrativa di 1,2 km con un'efficienza dell'85%, ma il costo di costruzione è alto fino a 4 milioni di dollari/km. Questo costo elevato limita l'applicazione commerciale su larga scala della ricarica wireless dinamica e le scoperte nell'ottimizzazione tecnologica e nel controllo dei costi sono necessari in futuro.
In termini di progresso standard, la regolamentazione di SAE J2954 dei livelli di potenza 11kW e l'espansione dello standard Qi ai veicoli elettrici forniscono una guida per lo sviluppo standardizzato della tecnologia di ricarica wireless. Con il continuo miglioramento degli standard, la tecnologia di ricarica wireless dovrebbe occupare un posto nel campo della ricarica di veicoli elettrici.
| Classificazione | Tipo di tecnologia | Contenuto specifico |
| Tecnologia di ricarica | Carica AC | -Il potere è generalmente inferiore a 22kW (7,4 kW per la singola fase in Europa, 22kW per la trifase; 19,2 kW è il potere principale in Nord America), supporta la gestione dei prezzi dell'elettricità nel tempo ed è adatto per le reti intelligenti domestiche. - Tecnologia di ricarica intelligente: combinato con Internet of Things per ottenere il bilanciamento del carico ed evitare il sovraccarico della griglia; Supporta la certificazione Plug & Charge per migliorare l'esperienza dell'utente. - Differenze standard: China GB/T, Europa Tipo 2, Nord America SAE J1772 Design di compatibilità dell'interfaccia. |
| Carica DC | - Range di potenza: 60kW-240kW (pila di ricarica rapida), 250kW e sopra (pila di sovralimentazione, come la pila di sovralimentazione Tesla V3 con una potenza di picco di 250kW). - Tecnologia di raffreddamento a liquido: utilizzare la linea di pistola di ricarica raffreddata a liquido (come la soluzione di sovralimentazione da 600 kW di Huawei) per ridurre l'aumento della temperatura durante la trasmissione ad alta corrente e migliorare la sicurezza. -Piattaforma di tensione ultra-alta: adatto a modelli di batterie ad alta tensione a 800 V (come Porsche Taycan), caricate per 5 minuti per ottenere un intervallo di 200 chilometri. | |
| Carica wireless | - Carica wireless statica: l'efficienza di induzione elettromagnetica è superiore al 90% (come la BMW 530E) e l'installazione richiede un'accuratezza dell'allineamento a terra di ± 7 cm. - Accusa wireless dinamica: alimentazione della bobina incorporata da strada, Seoul, operazione di prova della Corea del Sud della sezione dimostrativa di 1,2 km, efficienza dell'85% ma il costo di costruzione supera $ 4 milioni/km. - Progressi standard: SAE J2954 stabilisce il livello di potenza 11kW e lo standard Qi è esteso ai veicoli elettrici. |
Ii. Tecnologia di comunicazione
(I) comunicazione wireless
La tecnologia di comunicazione wireless svolge un ruolo importante nel campo della ricarica dei veicoli elettrici. La tecnologia 4G/5G viene utilizzata per il monitoraggio in tempo reale per garantire la sicurezza e la controllabilità del processo di ricarica. La tecnologia NB-IOT è adatta per segnalare lo stato dei dispositivi a bassa potenza, come la trasmissione dei dati del contatore. La tecnologia Lora presenta vantaggi nella distribuzione di reti private all'interno del parco e può ottenere una trasmissione di dati stabili.
L'applicazione della tecnologia di emissione di bordo consente di ricaricare pile per elaborare i dati a livello locale, come la crittografia della fatturazione, la riduzione della dipendenza dal cloud e il tempo di risposta è inferiore a 50 ms. La promozione di questa tecnologia ha migliorato l'efficienza operativa e la sicurezza dei dati del sistema di ricarica.
In termini di protocolli di sicurezza, l'implementazione della crittografia obbligatoria TLS 1.3 impedisce efficacemente le minacce alla sicurezza della rete come gli attacchi man-in-the-middle e garantisce la sicurezza dei dati e la privacy degli utenti durante il processo di ricarica.
(Ii) Comunicazione cablata
La tecnologia di comunicazione cablata è anche indispensabile nel campo della ricarica dei veicoli elettrici. Il protocollo industriale Profinet/IP supporta la trasmissione di 1 Gbps, soddisfacendo le esigenze del controllo in tempo reale. Il bus CAN viene utilizzato per la comunicazione tra il BMS (sistema di gestione della batteria) e la pila di ricarica, seguendo lo standard ISO 15118 per garantire l'accuratezza e l'affidabilità della trasmissione dei dati.
L'applicazione della tecnologia di ridondanza in fibra ottica, come la progettazione della topologia della rete a doppio anello, garantisce zero interruzione della comunicazione nelle stazioni di ricarica autostradale. La promozione di questa tecnologia migliora la stabilità e l'affidabilità della rete di ricarica e fornisce una forte garanzia per il viaggio a lunga distanza di veicoli elettrici.
| Classificazione | Tipo di tecnologia | Contenuto specifico |
| Tecnologia di comunicazione | Comunicazioni wireless | -Comunicazione in modalità multipla: 4G/5G viene utilizzato per il monitoraggio in tempo reale, NB-IOT viene utilizzato per il reporting sullo stato del dispositivo a bassa potenza (come i contatori di elettricità) e LORA viene utilizzato per la distribuzione della rete privata all'interno del parco. - EDGE CALCING: i dati di processo localmente presso la stazione di ricarica (come la crittografia della fatturazione), ridurre la dipendenza dal cloud e il tempo di risposta <50ms. -Protocollo di sicurezza: crittografia obbligatoria TLS 1.3 per prevenire attacchi man-in-the-middle. |
| Comunicazioni cablate | - Protocollo industriale: Profinet/IP supporta la trasmissione di 1 Gbps per soddisfare i requisiti di controllo in tempo reale; Il bus CAN viene utilizzato per la comunicazione tra BMS e pile di ricarica (standard ISO 15118). - Ridondanza in fibra: il design della topologia della rete a doppio anello (come Siemens Scalance) garantisce zero interruzione della comunicazione nelle stazioni di ricarica autostradale. |
Iii . Tecnologia di gestione delle batterie
(I) Gestione dell'energia della batteria
La tecnologia di gestione dell'energia della batteria ha un grande significato per l'estensione della durata della batteria e il miglioramento dell'efficienza di ricarica. La tecnologia di previsione dell'IA, come l'algoritmo LSTM, può prevedere la batteria SOC (stato di carica) con una precisione di ± 3%. L'applicazione del modello gemello digitale ottimizza ulteriormente la curva di ricarica e migliora l'efficienza di ricarica.
La tecnologia di utilizzo del livello utilizza batterie di energia in pensione per pile di accumulo di energia, come le stazioni di scambio di batterie Weilai, che possono ancora servire per 5 anni dopo che la capacità decade al 70%. La promozione di questa tecnologia non solo realizza il riciclaggio delle risorse, ma fornisce anche un forte supporto per lo sviluppo sostenibile dell'industria dei veicoli elettrici.
(Ii) Gestione termica della batteria
La tecnologia di gestione termica della batteria è fondamentale per garantire la sicurezza e le prestazioni delle batterie. I materiali di cambio di fase (PCM), come materiali compositi a base di paraffina, possono assorbire il calore durante la ricarica e lo scarico della batteria e l'intervallo di controllo della temperatura può raggiungere -20 ℃ -50 ℃. L'applicazione di questa tecnologia controlla efficacemente la temperatura della batteria e migliora la durata e la sicurezza della batteria.
La tecnologia di raffreddamento termoelettrico utilizza l'effetto Peltier per controllare attivamente la temperatura e l'efficienza è superiore del 15% a quella del tradizionale raffreddamento liquido. Questa innovazione tecnologica fornisce una soluzione più efficiente e affidabile per la gestione termica della batteria.
| Classificazione | Tipo di tecnologia | Contenuto specifico |
| Tecnologia di gestione delle batterie | Gestione dell'energia della batteria | - Previsione dell'IA: l'algoritmo LSTM prevede la batteria SOC (accuratezza ± 3%) e il modello gemello digitale ottimizza la curva di ricarica. - Utilizzo secondario: le batterie di potenza in pensione vengono utilizzate per le pile di accumulo di energia (come le stazioni di scambio della batteria Weilai) e possono ancora servire per 5 anni dopo che la capacità decade al 70%. |
| Gestione termica della batteria | -Materiale di cambio di fase (PCM): i materiali compositi a base di paraffina assorbono il calore della ricarica e dello scarico della batteria, con un intervallo di controllo della temperatura di -20 ℃ ~ 50 ℃. - Raffreddamento termoelettrico: controllo attivo della temperatura usando l'effetto Peltier, con un aumento dell'efficienza del 15% rispetto al tradizionale raffreddamento a liquido. |
IV. Tecnologia di stoccaggio e gestione dell'energia
(I) Integrazione di archiviazione e ricarica fotovoltaica
La tecnologia di integrazione fotovoltaica e di ricarica combina organicamente le strutture fotovoltaiche, di stoccaggio e ricarica di energia per formare un'architettura di microgrid. La combinazione di fotovoltaico + accumulo di energia + caricamento del sistema di gestione dell'energia (EMS) realizza il funzionamento off-grid, come la stazione integrata di Tesla Shanghai fotovoltaica e la stazione integrata di ricarica. La promozione di questa tecnologia ha migliorato l'efficienza dell'utilizzo energetico e una ridotta dipendenza dalle reti elettriche tradizionali.
L'applicazione degli aggregati tecnologici della centrale elettrica virtuale (VPP) ha distribuito pile di ricarica per partecipare al mercato dell'energia e regola dinamicamente le strategie di ricarica e scarica. L'innovazione di questa tecnologia fornisce nuove idee e metodi per la gestione dell'energia delle strutture di ricarica dei veicoli elettrici.
(Ii) tecnologia V2G
La tecnologia V2G (veicolo a griglia) realizza l'interazione a due vie tra veicoli e griglie elettriche. Le pile di ricarica bidirezionale supportano gli standard CHADEMO 2.0 (Giappone) e CCS Combo (Europa e Stati Uniti) e l'efficienza di ricarica e scarica può raggiungere il 92%. L'applicazione di questa tecnologia migliora l'efficienza di utilizzo energetico dei veicoli elettrici e fornisce supporto per il funzionamento stabile della rete elettrica.
In termini di modello di business, Octopus Energy nel Regno Unito fornisce sussidi per i prezzi di elettricità V2G e i proprietari di auto possono guadagnare fino a 840 sterline all'anno. La promozione di questo modello di business ha stimolato l'entusiasmo degli utenti per la partecipazione alla tecnologia V2G e ha fornito un forte supporto per l'applicazione su larga scala della tecnologia V2G.
In termini di compatibilità della griglia, la tecnologia V2G deve superare la certificazione IEEE 1547-2018 per garantire che il tasso di distorsione armonica sia inferiore al 5%. L'implementazione di questo standard garantisce la compatibilità della tecnologia V2G con la griglia, fornendo una forte garanzia per l'applicazione diffusa della tecnologia V2G.
| Classificazione | Tipo di tecnologia | Contenuto specifico |
| Tecnologia di stoccaggio e gestione dell'energia | Integrazione di archiviazione e ricarica fotovoltaica | - Architettura microgrid: fotovoltaico + accumulo di energia + caricamento del sistema di gestione dell'energia (EMS), per ottenere un funzionamento off-grid (come la stazione integrata di Tesla Shanghai fotovoltaica e la stazione integrata di ricarica). - Virtual Power Plant (VPP): pile di ricarica distribuite aggregate per partecipare al mercato del potere e regolare dinamicamente la strategia di ricarica e scarica. |
| Tecnologia V2G | - Picco di ricarica bidirezionale: supporta gli standard CHADEMO 2.0 (Giappone) e CCS Combo (Europa e Stati Uniti), con un'efficienza di ricarica e scarica del 92%. - Modello di business: Octopus Energy nel Regno Unito fornisce sussidi per i prezzi di elettricità V2G e i proprietari di auto possono guadagnare fino a £ 840 all'anno. - Compatibilità alla griglia: è necessaria la certificazione IEEE 1547-2018 per garantire che il tasso di distorsione armonica sia <5%. |
V. Sicurezza e standardizzazione
(I) Certificazione di sicurezza
La certificazione di sicurezza è un mezzo importante per garantire il funzionamento sicuro delle strutture di ricarica dei veicoli elettrici. In termini di sicurezza elettrica, UL 2594 (Nord America) e IEC 61851 (International), nonché i requisiti per i livelli di protezione al di sopra di IP54, garantiscono le prestazioni di sicurezza elettrica delle strutture di ricarica. In termini di sicurezza funzionale, i requisiti di livello ASIL C ISO 26262 e lo standard di copertura dei test di iniezione di guasti superiori al 95% garantiscono le prestazioni di sicurezza funzionali delle strutture di ricarica.
(Ii) Standard di interfaccia
L'unificazione degli standard di interfaccia è di grande significato per il raggiungimento della compatibilità tra le diverse strutture di ricarica. Gli standard mainstream globali includono CCS1 (Nord America), CCS2 (Europa), GB/T 20234 (Cina) e Chademo (Giappone). L'istituzione dell'alleanza di carico super, come l'apertura dell'interfaccia NACS di Tesla e la partecipazione di case automobilistiche come Ford e GM, hanno promosso l'unificazione degli standard di interfaccia e lo sviluppo della compatibilità.
| Classificazione | Tipo di tecnologia | Contenuto specifico |
| Sicurezza e standardizzazione | Certificazione di sicurezza | - Sicurezza elettrica: UL 2594 (Nord America), certificazione IEC 61851 (internazionale), IP54 o superiore a livello di protezione. - Sicurezza funzionale: requisiti di livello ASIL C ISO 26262, copertura del test di iniezione di guasti> 95%. |
| Standard di interfaccia | - Standard mainstream globali: CCS1 (Nord America), CCS2 (Europa), GB/T 20234 (Cina), Chademo (Giappone). - Super Charging Alliance: l'interfaccia NACS di Tesla è aperta, Ford, GM e altre case automobilistiche si sono unite ed è compatibile con pile di ricarica di terze parti. |
Vi. Tendenze emergenti
(I) design modulare
La progettazione modulare è una tendenza importante nello sviluppo di strutture di ricarica dei veicoli elettrici. La tecnologia di impilamento del modulo Power, come un singolo modulo di 60kW, supporta l'espansione parallela a 480kW, che migliora la flessibilità e la scalabilità delle strutture di ricarica. La tecnologia di sostituzione plug-and-play rende possibile il plug a caldo dei moduli difettosi e il tempo medio di riparazione (MTTR) è inferiore a 15 minuti, il che migliora l'affidabilità e l'efficienza di manutenzione delle strutture di ricarica.
(Ii) rete ottimizzata per AI
La tecnologia AI ha ampie prospettive di applicazioni nell'ottimizzazione delle reti di ricarica dei veicoli elettrici. La ricarica della tecnologia di ottimizzazione del layout della pila basata sull'apprendimento del rinforzo può ridurre il costo della trasformazione della rete elettrica, come il progetto pilota di Google DeepMind, che ha ridotto i costi del 12%. La tecnologia dell'analisi del comportamento dell'utente prevede le ore di punta attraverso algoritmi di clustering e regola dinamicamente le commissioni di servizio, migliorando l'efficienza operativa e l'esperienza utente delle strutture di ricarica.
| Classificazione | Tipo di tecnologia | Contenuto specifico |
| Tendenze emergenti | Design modulare | - IMPATTULE DEL MODULO DI POTENZA: modulo singolo 60KW, espansione parallela di supporto a 480KW (come ABB Terra HP). - Plug and Play Sostituzione: moduli difettosi a caldo, MTTR (tempo medio di riparazione) <15 minuti. |
| Reti ottimizzate ai | - Ottimizzare il layout di pile di ricarica in base all'apprendimento del rinforzo per ridurre il costo della trasformazione della rete elettrica (il progetto pilota di Google DeepMind ha ridotto i costi del 12%). - Analisi del comportamento dell'utente: gli algoritmi di clustering prevedono le ore di punta e regolano dinamicamente le commissioni di servizio (come un premio del 20% per la condivisione del tempo nell'area CBD di Pechino). |
Lo sviluppo della tecnologia di ricarica dei veicoli elettrici è di grande significato per promuovere la divulgazione e lo sviluppo sostenibile dell'industria dei veicoli elettrici. Questo articolo mostra lo stato attuale, le sfide e le tendenze future della tecnologia di ricarica dei veicoli elettrici attraverso discussioni approfondite su tecnologia di ricarica, tecnologia di comunicazione, tecnologia di gestione delle batterie, tecnologia di stoccaggio e gestione dell'energia, sicurezza e standardizzazione. In futuro, con la continua innovazione della tecnologia e la graduale unificazione degli standard, la tecnologia di ricarica dei veicoli elettrici inaugurerà una prospettiva di sviluppo più ampia e darà maggiori contributi alla protezione ambientale globale e allo sviluppo sostenibile.
