Wyświetlenia: 0 Autor: Edytor witryny Publikuj czas: 2025-02-25 Pochodzenie: Strona
Ponieważ świat coraz większa dbała o ochronę środowiska i zrównoważony rozwój, zapotrzebowanie rynkowe na pojazdy elektryczne (EV) jako środki transportu czystej energii stale rośnie. Jednak popularność pojazdów elektrycznych zależy nie tylko od postępu technologicznego samych pojazdów, ale także od synchronicznego rozwoju technologii ładowania. W tym artykule szczegółowo zbadano kilka kluczowych obszarów technologii ładowania pojazdów elektrycznych, w tym technologię ładowania, technologię komunikacji, technologię zarządzania akumulatorami, technologię magazynowania i zarządzania energią oraz bezpieczeństwo i standaryzacja.
I. Technologia ładowania
(I) ładowanie prądu przemiennego
Ładowanie prądu przemiennego jest idealnym wyborem do ładowania w domu i w miejscu pracy o niższej mocy (zwykle mniejszej niż 22 kW). W Europie metody ładowania jednofazowego i trójfazowego 22 kW są częściej powszechne, a Ameryka Północna jest zdominowana przez 19,2 kW. Zaletą tej metody ładowania jest to, że może ona obsługiwać czas zarządzania cenami energii elektrycznej, umożliwiając użytkownikom wybór najbardziej ekonomicznego okresu ładowania zgodnie z wahaniami cen energii elektrycznej, zmniejszając w ten sposób koszty ładowania. Ponadto kompatybilność urządzeń ładowania prądu przemiennego z domowymi inteligentnymi sieciami zapewnia użytkownikom wygodniejsze wrażenia z ładowania.
Opracowanie technologii inteligentnej ładowania dodatkowo poprawił wydajność i wrażenia użytkownika do ładowania prądu przemiennego. Za pośrednictwem technologii Internetu rzeczy ładowanie sprzętu do ładowania może osiągnąć równoważenie obciążenia i skutecznie unikać występowania przeciążenia siatki. Jednocześnie wprowadzenie certyfikacji plug & ładowania upraszcza proces ładowania, umożliwiając użytkownikom szybkie ładowanie bez skomplikowanych operacji.
Jednak różnice w standardach w różnych regionach pozostają wyzwaniem dla ładowania prądu przemiennego. Projekt kompatybilności chińskich interfejsów GB/T, typu 2 i Ameryki Północnej i Ameryki Północnej ma ogromne znaczenie dla osiągnięcia ładowania międzyregionalnego. W przyszłości, przy stopniowym zjednoczeniu globalnych standardów, wygoda i popularność ładowania prądu przemiennego zostaną dodatkowo poprawione.
(Ii) ładowanie DC
Ładowanie DC stało się pierwszym wyborem do scenariuszy podróży na duże odległości i szybkiego uzupełniania energii o wysokiej mocy (60 kW - 240 kW szybkich stosów ładowania i 250 kW lub więcej stosów do ładowania) oraz możliwości szybkiego ładowania. Na przykład szczytowa moc super ładowania Tesli V3 może osiągnąć 250 kW, co znacznie skraca czas ładowania.
Zastosowanie technologii chłodzenia płynnego jest ważną innowacją w dziedzinie ładowania DC. Zastosowanie chłodzonych cieczami linii broni ładowania, takich jak roztwór super ładowania 600 kW Huawei, może skutecznie zmniejszyć wzrost temperatury podczas transmisji o wysokiej prądu i poprawić bezpieczeństwo i stabilność procesu ładowania. Promocja tej technologii stanowi silną gwarancję niezawodnego działania sprzętu ładowania o dużej mocy.
Możliwość dostosowania platformy napięcia o wysokiej wysokości jest również ważnym kierunkiem rozwoju technologii ładowania DC. Dostosowanie się do modeli akumulatorów o wysokim napięciu 800 V, takie jak Porsche Taycan, osiągnął niesamowity wynik 200 kilometrów zasięgu jazdy po 5 minutach ładowania. Ten przełom technologiczny zapewnia silne wsparcie dla wysokiej wydajności i szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych.
(Iii) ładowanie bezprzewodowe
Technologia ładowania bezprzewodowego przyciągnęła wiele uwagi dzięki wygodie i poczuciu technologii. Ładowanie statyczne wykorzystuje indukcję elektromagnetyczną o wydajności ponad 90%, takiej jak technologia ładowania bezprzewodowego stosowana przez BMW 530E. Jednak jego instalacja wymaga dokładności wyrównania naziemnego ± 7 cm, co stawia wysokie wymagania dotyczące procesu instalacji.
Dynamiczne ładowanie bezprzewodowe jest zasilane wbudowanymi cewkami na drodze. Seul w Korei Południowej prowadzi próbną sekcję demonstracyjną 1,2 km o wydajności 85%, ale koszty budowy są tak wysokie jak 4 miliony USD/km. Ten wysoki koszt ogranicza komercyjne zastosowanie dynamicznego ładowania bezprzewodowego, a w przyszłości potrzebne są przełom w optymalizacji technologii i kontroli kosztów.
Jeśli chodzi o standardowe postępy, regulacja SAE J2954 na poziomie mocy 11 kW i rozszerzenie standardu QI do pojazdów elektrycznych zapewnia wytyczne dotyczące standardowego rozwoju technologii ładowania bezprzewodowego. Przy ciągłym doskonaleniu standardów, oczekuje się, że technologia ładowania bezprzewodowego zajmie miejsce w dziedzinie ładowania pojazdów elektrycznych.
| Klasyfikacja | Typ technologii | Konkretna treść |
| Technologia ładowania | Ładowanie prądu przemiennego | -Moc jest ogólnie mniejsza niż 22 kW (7,4 kW dla jednofazowej w Europie, 22 kW dla trzech fazy; 19,2 kW jest główną potęgą w Ameryce Północnej), obsługuje zarządzanie cenami energii elektrycznej i jest odpowiednia dla domowych inteligentnych sieci. - Inteligentna technologia ładowania: w połączeniu z Internetem przedmiotów, aby osiągnąć równoważenie obciążenia i uniknąć przeciążenia sieci; Obsługuje certyfikat plug & ładunek, aby poprawić wrażenia użytkownika. - Standardowe różnice: Chiny GB/T, Europa typu 2, Ameryka Północna SAE J1772 Projekt kompatybilności interfejsu. |
| Ładowanie DC | - Zakres mocy: 60 kW-240 kW (szybki stos ładowania), 250 kW i wyższy (stos doładowania, taki jak stos doładowania Tesla V3 o szczytowej mocy 250 kW). - Technologia chłodzenia cieczy: Zastosuj chłodzoną cieczą linię szarżowania (taką jak roztwór doładowania Huawei 600 kW), aby zmniejszyć wzrost temperatury podczas transmisji o wysokiej prądu i poprawić bezpieczeństwo. -Ultra-wysokie platforma napięcia: odpowiednia dla modeli akumulatorów wysokiego napięcia 800 V (takich jak Porsche Taycan), ładując przez 5 minut, aby osiągnąć zasięg 200 kilometrów. | |
| Ładowanie bezprzewodowe | - Ładowanie statyczne: Elektromagnetyczna wydajność indukcji wynosi ponad 90% (takich jak BMW 530E), a instalacja wymaga dokładności wyrównania gruntu ± 7 cm. - Dynamiczne ładowanie bezprzewodowe: zasilanie cewki wbudowanej na drogę, Seul, Korea Południowa operacja próbna 1,2 km sekcji demonstracyjnej, wydajność 85%, ale koszty budowy przekracza 4 mln USD/km. - Standardowy postęp: SAE J2954 stanowi poziom mocy 11 kW, a standard QI jest rozszerzany na pojazdy elektryczne. |
Ii. Technologia komunikacji
(I) Komunikacja bezprzewodowa
Technologia komunikacji bezprzewodowej odgrywa ważną rolę w dziedzinie ładowania pojazdów elektrycznych. Technologia 4G/5G jest wykorzystywana do monitorowania w czasie rzeczywistym w celu zapewnienia bezpieczeństwa i kontrolowania procesu ładowania. Technologia NB-IOT jest odpowiednia do zgłaszania statusu urządzeń o niskiej mocy, takich jak transmisja danych licznika. LORA Technology ma zalety we wdrażaniu prywatnych sieci w parku i może osiągnąć stabilną transmisję danych.
Zastosowanie technologii przetwarzania krawędzi umożliwia lokalne przetwarzanie danych do ładowania, takie jak szyfrowanie rozliczeniowe, zmniejszenie zależności od chmury, a czas reakcji jest mniejszy niż 50 ms. Promocja tej technologii poprawiła wydajność operacyjną i bezpieczeństwo danych systemu ładowania.
Jeśli chodzi o protokoły bezpieczeństwa, wdrożenie obowiązkowego szyfrowania TLS 1.3 skutecznie zapobiega zagrożeniom bezpieczeństwa sieciowym, takimi jak ataki man-in-the-middle oraz zapewnia bezpieczeństwo danych i prywatność użytkowników podczas procesu ładowania.
(Ii) komunikacja przewodowa
Technologia komunikacji przewodowej jest również niezbędna w dziedzinie ładowania pojazdów elektrycznych. Protokół przemysłowy Profinet/IP obsługuje transmisję 1 Gb/s, spełniając potrzeby kontroli w czasie rzeczywistym. Autobus CAN jest używany do komunikacji między BMS (system zarządzania akumulatorami) a stosem ładowania, zgodnie z standardem ISO 15118, aby zapewnić dokładność i niezawodność transmisji danych.
Zastosowanie technologii redundancji światłowodowej, takiej jak projekt topologii sieci podwójnej ring, zapewnia zerową przerwę komunikacji na stacjach ładowania autostrady. Promowanie tej technologii poprawia stabilność i niezawodność sieci ładowania oraz zapewnia silną gwarancję na długie odległość pojazdów elektrycznych.
| Klasyfikacja | Typ technologii | Konkretna treść |
| Technologia komunikacji | Komunikacja bezprzewodowa | -Komunikacja wielomodowa: 4G/5G jest używana do monitorowania w czasie rzeczywistym, NB-IOT jest używany do raportowania statusu urządzenia o niskiej mocy (takimi jak mierniki energii elektrycznej), a LORA jest wykorzystywana do wdrażania sieci prywatnej w parku. - Przetwarzanie krawędzi: Przetwarzaj dane lokalnie na stacji ładowania (takich jak szyfrowanie rozliczeniowe), zmniejsz zależność chmury i czas reakcji <50 ms. -Protokół bezpieczeństwa: Obowiązkowe szyfrowanie TLS 1.3, aby zapobiec atakom man-in-the-middle. |
| Komunikacja przewodowa | - Protokół przemysłowy: Profinet/IP obsługuje transmisję 1 Gb/s w celu spełnienia wymagań kontroli w czasie rzeczywistym; Bus puszek służy do komunikacji między BMS a stosami ładowania (standard ISO 15118). - Redundancja światłowodowa: Projekt topologii sieci podwójnej (taki jak SIEMENS Scalance) zapewnia zerową przerwę komunikacji na stacjach ładowania autostrady. |
Iii . Technologia zarządzania akumulatorami
(I) Zarządzanie energią baterii
Technologia zarządzania energią baterii ma ogromne znaczenie dla przedłużenia żywotności baterii i poprawy wydajności ładowania. Technologia prognozowania AI, taka jak algorytm LSTM, może przewidzieć baterię SOC (stan ładowania) z dokładnością ± 3%. Zastosowanie cyfrowego modelu bliźniaczego dodatkowo optymalizuje krzywą ładowania i poprawia wydajność ładowania.
Technologia wykorzystania warstwy wykorzystuje emerytowane baterie zasilania do stosów magazynowania energii, takich jak stacje wymiany baterii Weilai, które mogą nadal służyć przez 5 lat po ustępowaniu pojemności do 70%. Promowanie tej technologii nie tylko zdaje sobie sprawę z recyklingu zasobów, ale także zapewnia silne wsparcie dla zrównoważonego rozwoju przemysłu pojazdów elektrycznych.
(Ii) Zarządzanie termicznie akumulatorów
Technologia zarządzania termicznego akumulatora ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa i wydajności baterii. Materiały zmiany faz (PCM), takie jak materiały kompozytowe oparte na parafinie, mogą wchłaniać ciepło podczas ładowania i rozładowania akumulatora, a zakres kontroli temperatury może osiągnąć -20 ℃ -50 ℃. Zastosowanie tej technologii skutecznie kontroluje temperaturę baterii i poprawia żywotność usług i bezpieczeństwo baterii.
Technologia chłodzenia termoelektrycznego wykorzystuje efekt Peltiera do aktywnego kontrolowania temperatury, a wydajność jest o 15% wyższa niż w przypadku tradycyjnego chłodzenia cieczy. Ta innowacja technologiczna stanowi bardziej wydajne i niezawodne rozwiązanie do zarządzania termicznego akumulatora.
| Klasyfikacja | Typ technologii | Konkretna treść |
| Technologia zarządzania akumulatorami | Zarządzanie energią baterii | - Prognozowanie AI: Algorytm LSTM przewiduje baterię SOC (dokładność ± 3%), a cyfrowy model bliźniaczy optymalizuje krzywą ładowania. - Wtórne wykorzystanie: Emerytowane baterie zasilania są wykorzystywane do stosów magazynowania energii (takich jak stacje wymiany akumulatorów Weilai) i mogą nadal służyć przez 5 lat po rozstrzygnięciu pojemności do 70%. |
| Zarządzanie termicznie akumulatorów | -Materiał zmiany faz (PCM): Materiały kompozytowe oparte na parafinie pochłaniają ciepło ładowania i rozładowania akumulatora, z zakresem kontroli temperatury -20 ℃ ~ 50 ℃. - Chłodzenie termoelektryczne: aktywna kontrola temperatury za pomocą efektu Peltiera, ze wzrostem wydajności o 15% w stosunku do tradycyjnego chłodzenia cieczy. |
Iv. Technologia magazynowania energii i zarządzania
(I) Integracja przechowywania i ładowania fotowoltaicznego
Technologia przechowywania i integracji fotowoltaicznej i integracji ładowania ekologicznie łączy obiekty fotowoltaiczne, magazynowe i ładujące, aby utworzyć architekturę mikrosieci. Połączenie fotowoltaicznego magazynowania energii + stosu ładowania + system zarządzania energią (EMS) realizuje działanie poza siecią, taką jak magazynowanie fotowoltaiczne i ładowanie Tesla Shanghai. Promowanie tej technologii poprawiło wydajność wykorzystania energii i zmniejszoną zależność od tradycyjnych sieci energetycznych.
Zastosowanie technologii wirtualnej elektrowni (VPP) agreguje rozproszone stosy ładowania, aby uczestniczyć na rynku energii i dynamicznie dostosowuje strategie ładowania i rozładowywania. Innowacja tej technologii zapewnia nowe pomysły i metody zarządzania energią w urządzeniach ładowania pojazdów elektrycznych.
(Ii) Technologia V2G
Technologia V2G (pojazd do sieci) realizuje dwukierunkową interakcję między pojazdami i siatkami energetycznymi. Dwukierunkowe stosy ładowania obsługują standardy CHADAMO 2.0 (Japonia) i CCS (Europa i Stany Zjednoczone), a wydajność ładowania i rozładowania mogą osiągnąć 92%. Zastosowanie tej technologii poprawia efektywność wykorzystania energii pojazdów elektrycznych i zapewnia wsparcie dla stabilnego działania siatki mocy.
Jeśli chodzi o model biznesowy, Octopus Energy w Wielkiej Brytanii zapewnia dotacje cen energii elektrycznej V2G, a właściciele samochodów mogą zarobić do 840 funtów rocznie. Promocja tego modelu biznesowego stymulowała entuzjazm użytkowników do uczestnictwa w technologii V2G i zapewniła silne wsparcie dla technologii V2G na dużą skalę.
Jeśli chodzi o kompatybilność z sieci, technologia V2G musi przejść certyfikat IEEE 1547-2018, aby zapewnić, że wskaźnik zniekształceń harmonicznych jest mniejszy niż 5%. Wdrożenie tego standardu zapewnia kompatybilność technologii V2G z siecią, zapewniając silną gwarancję powszechnego zastosowania technologii V2G.
| Klasyfikacja | Typ technologii | Konkretna treść |
| Technologia magazynowania energii i zarządzania | Photowoltaic Storage and Ładowanie integracja | - Architektura mikrosieci: Photovoltaic + magazynowanie energii + Pila ładowania + system zarządzania energią (EMS), aby osiągnąć działanie poza siecią (taką jak Tesla Shanghai Photovoltaic Station i ładowanie zintegrowana stacja). - Wirtualna elektrownia (VPP): agregat rozproszony stosy ładowania, aby uczestniczyć na rynku energii i dynamicznie dostosować strategię ładowania i rozładowywania. |
| Technologia V2G | - Dwukierunkowy stos ładowania: Obsługuje standardy CHADAMO 2.0 (Japonia) i CCS (Europa i Stany Zjednoczone), z wydajnością ładowania i rozładowania 92%. - Model biznesowy: Octopus Energy w Wielkiej Brytanii zapewnia dotacje cen energii elektrycznej V2G, a właściciele samochodów mogą zarobić do 840 GBP rocznie. - Kompatybilność siatki: wymagana jest certyfikacja IEEE 1547-2018, aby zapewnić, że wskaźnik zniekształceń harmonicznych wynosi <5%. |
V. Bezpieczeństwo i standaryzacja
(I) Certyfikacja bezpieczeństwa
Certyfikacja bezpieczeństwa jest ważnym sposobem zapewnienia bezpiecznego działania urządzeń ładowania pojazdów elektrycznych. Pod względem bezpieczeństwa elektrycznego, UL 2594 (Ameryka Północna) i IEC 61851 (międzynarodowa) certyfikaty, a także wymagania dotyczące poziomów ochrony powyżej IP54, zapewniają wydajność bezpieczeństwa elektrycznego obiektów ładowania. Pod względem bezpieczeństwa funkcjonalnego wymagania poziomu ISO 26262 ASIL C i standard pokrycia testu wtrysku uskokowego większe niż 95% zapewniają funkcjonalną wydajność bezpieczeństwa obiektów ładowania.
(Ii) Standardy interfejsu
Zjednoczenie standardów interfejsu ma ogromne znaczenie dla osiągnięcia kompatybilności między różnymi obiektami ładowania. Globalne standardy głównego nurtu obejmują CCS1 (Ameryka Północna), CCS2 (Europa), GB/T 20234 (Chiny) i Chademo (Japonia). Ustanowienie sojuszu super ładowania, takiego jak otwarcie interfejsu NACS Tesli oraz udział producentów samochodów, takich jak Ford i GM, promowały zjednoczenie standardów interfejsu i rozwój kompatybilności.
| Klasyfikacja | Typ technologii | Konkretna treść |
| Bezpieczeństwo i standaryzacja | Certyfikacja bezpieczeństwa | - Bezpieczeństwo elektryczne: UL 2594 (Ameryka Północna), IEC 61851 (International) Certification, IP54 lub wyższy poziom ochrony. - Bezpieczeństwo funkcjonalne: ISO 26262 Wymagania poziomu ASIL C, pokrycie testu wtrysku usterki> 95%. |
| Standardy interfejsu | - Globalne standardy głównego nurtu: CCS1 (Ameryka Północna), CCS2 (Europa), GB/T 20234 (Chiny), Chademo (Japonia). - Super Charging Alliance: Interfejs NACS Tesli jest otwarty, Ford, GM i inni producenci samochodów dołączyli i jest kompatybilny z stosami ładowania innych firm. |
Vi. Pojawiające się trendy
(I) Projekt modułowy
Projekt modułowy jest ważnym trendem w opracowywaniu urządzeń ładowania pojazdów elektrycznych. Technologia układania modułu zasilania, taka jak pojedynczy moduł o wymiarach 60 kW, obsługuje rozszerzenie równoległe do 480 kW, co poprawia elastyczność i skalowalność urządzeń ładowania. Technologia wymiany plug-and-play umożliwia wkładanie wadliwych modułów na gorąco, a średni czas naprawy (MTTR) wynosi mniej niż 15 minut, co poprawia niezawodność i wydajność konserwacji urządzeń ładowania.
(Ii) Sieć zoptymalizowana AI
Technologia AI ma szerokie perspektywy zastosowania w optymalizacji sieci ładowania pojazdów elektrycznych. Technologia optymalizacji układu pali opartej na uczeniu się wzmocnienia może zmniejszyć koszty transformacji sieci energetycznej, takich jak projekt pilotażowy Google Deepmind, który obniżył koszty o 12%. Technologia analizy zachowań użytkowników przewiduje godziny szczytu poprzez algorytmy grupowania i dynamicznie dostosowuje opłaty za usługi, poprawiając wydajność operacyjną i wrażenia użytkownika w zakresie ładowania.
| Klasyfikacja | Typ technologii | Konkretna treść |
| Pojawiające się trendy | Projekt modułowy | - Układanie modułu zasilania: pojedynczy moduł 60 kW, Obsługuj rozszerzenie równoległe do 480 kW (takie jak ABB Terra HP). - Wymiana wtyczni i odtwarzania: wadliwe moduły z gorącą liczbą, MTTR (średni czas naprawy) <15 minut. |
| Sieci zoptymalizowane przez AD | - Zoptymalizuj układ stosów ładowania w oparciu o uczenie się wzmocnienia, aby obniżyć koszty transformacji sieci mocy (projekt pilotażowy Google Deepmind obniżył koszty o 12%). - Analiza zachowania użytkownika: Algorytmy grupowania przewidują godziny szczytu i dynamicznie dostosowują opłaty serwisowe (takie jak 20% premii do podziału czasu w obszarze CBD w Pekinie). |
Opracowanie technologii ładowania pojazdów elektrycznych ma ogromne znaczenie dla promowania popularyzacji i zrównoważonego rozwoju przemysłu pojazdów elektrycznych. Ten artykuł pokazuje obecny status, wyzwania i przyszłe trendy technologii ładowania pojazdów elektrycznych poprzez dogłębne dyskusje na temat technologii ładowania, technologii komunikacji, technologii zarządzania akumulatorami, technologii magazynowania i zarządzania energią, bezpieczeństwem i standaryzacją. W przyszłości, wraz z ciągłą innowacją technologii i stopniowym zjednoczeniem standardów, technologia ładowania pojazdów elektrycznych wprowadzi szerszą perspektywę rozwoju i wniesie większy wkład w globalną ochronę środowiska i zrównoważony rozwój.
