Перегляди: 0 Автор: Редактор сайтів Опублікувати Час: 2025-02-25 Початковий: Ділянка
Оскільки світ приділяє все більше уваги захисту навколишнього середовища та сталого розвитку, попит на ринок на електромобілі (EVS) як чистий енергетичний засіб транспорту продовжує зростати. Однак популярність електромобілів залежить не лише від технологічного прогресу самих транспортних засобів, а й від синхронної розробки технології зарядки. У цій статті глибоко вивчить декілька ключових областей технології зарядки електромобілів, включаючи технологію зарядки, технології комунікації, технології управління акумуляторами, технології зберігання енергії та управління та стандартизацію безпеки та стандартизації.
I. Технологія зарядки
(I) зарядка змінного струму
Зарядка змінного струму - це ідеальний вибір для зарядки вдома та на робочому місці з його меншою потужністю (як правило, менше 22 кВт). У Європі однофазні 7,4 кВт та трифазні методи зарядки 22 кВт є більш поширеними, тоді як у Північній Америці переважає 19,2 кВт. Перевага цього методу зарядки полягає в тому, що він може підтримувати час використання цін на електроенергію, що дозволяє користувачам вибирати найбільш економічний період зарядки відповідно до коливань цін на електроенергію, тим самим зменшуючи витрати на зарядку. Крім того, сумісність обладнання для зарядки змінного струму з домашніми розумними сітками надає користувачам більш зручний досвід зарядки.
Розробка технологій розумної зарядки ще більше підвищила ефективність та досвід користувачів зарядки змінного струму. Через технологію Internet of Things, зарядне обладнання може досягти балансування навантаження та ефективно уникати виникнення перевантаження сітки. У той же час, введення сертифікації Plug & Charge спрощує процес зарядки, що дозволяє користувачам досягати швидкої зарядки без складних операцій.
Однак відмінності в стандартах у різних регіонах залишаються викликом для зарядки змінного струму. Дизайн сумісності Китаю GB/T, Європи типу 2 та інтерфейсів SAE J1772 Північної Америки має велике значення для досягнення перехресної зарядки. Надалі, з поступовим об'єднанням глобальних стандартів, зручність та популярність зарядки змінного струму будуть ще більше покращені.
(Ii) зарядка постійного струму
Зарядка постійного струму стала першим вибором для подорожей на далекі відстані та сценарії поповнення швидкого енергії з його великою потужністю (60 кВт - 240 кВт, палі швидкої зарядки та більше супер зарядних палі) та можливості швидкої зарядки. Наприклад, пікова потужність Tesla V3 Super Charge Poos може досягти 250 кВт, що значно скорочує час зарядки.
Застосування технології рідкого охолодження є важливою інновацією в галузі зарядки постійного струму. Використання ліній, що охоплюють рідкі охолодження, такі як супер заряджання Huawei 600 кВт, може ефективно знизити підвищення температури під час передачі високої струму та покращити безпеку та стабільність процесу зарядки. Просування цієї технології забезпечує сильну гарантію надійної роботи обладнання для зарядки високої потужності.
Пристосованість платформи надвисокої напруги також є важливим напрямком розробки технології зарядки постійного струму. Адаптація до моделей акумуляторів високої напруги 800 В, таких як Porsche Taycan, досягла дивовижного результату 200 кілометрів дальності водіння через 5 хвилин зарядки. Цей технологічний прорив забезпечує сильну підтримку високої продуктивності та швидкої зарядки електромобілів.
(Iii) бездротова зарядка
Технологія бездротової зарядки привернула багато уваги своєю зручністю та почуттям технологій. Статична бездротова зарядка використовує електромагнітну індукцію з ефективністю понад 90%, наприклад, технологія бездротової зарядки, яка використовується BMW 530E. Однак його встановлення вимагає точність вирівнювання наземного вирівнювання ± 7 см, що ставить високі вимоги до процесу встановлення.
Динамічна бездротова зарядка працює від вбудованих котушок у дорозі. Сеул, Південна Корея проводила пробну демонстраційну секцію на 1,2 км з ефективністю 85%, але вартість будівництва становить до 4 мільйонів доларів США/км. Ця висока вартість обмежує масштабне комерційне застосування динамічної бездротової зарядки та прориви в оптимізації технологій та контролю витрат у майбутньому.
З точки зору стандартного прогресу, регулювання потужності SAE J2954 на рівні потужності 11 кВт та розширення стандарту QI на електромобілі забезпечують рекомендації щодо стандартизованої розробки технології бездротової зарядки. З постійним вдосконаленням стандартів очікується, що технологія бездротової зарядки займе місце в галузі зарядки електромобілів.
| Класифікація | Тип технології | Конкретний вміст |
| Технологія зарядки | Зарядка змінного струму | -Потужність, як правило, менше 22 кВт (7,4 кВт для однофазної в Європі, 22 кВт для трифазної; 19,2 кВт-головна сила в Північній Америці), підтримує управління цінами на електроенергію в часі та підходить для домашніх розумних сітків. - Розумна технологія зарядки: у поєднанні з Інтернетом речей для досягнення балансування навантаження та уникнення перевантаження в мережі; Підтримує сертифікацію Plug & зарядки для покращення досвіду користувачів. - Стандартні відмінності: Китай GB/T, Європа типу 2, Північна Америка SAE J1772 Дизайн сумісності інтерфейсу. |
| Зарядка постійного струму | - Діапазон потужності: 60 кВт-240 кВт (швидка заряджальна купа), 250 кВт і вище (купа для наддархівки, як-от Tesla v3 Supercharing Poep з піковою потужністю 250 кВт). - Технологія рідкого охолодження: Використовуйте лінію з зарядки з рідким охолодженням (наприклад, переробка переробки 600 кВт Huawei) для зменшення підвищення температури під час високої трансмісії струму та підвищення безпеки. -Платформа надвисокої напруги: підходить для моделей акумуляторів високої напруги 800 В (наприклад, Porsche Taycan), заряджаючи протягом 5 хвилин, щоб досягти діапазону 200 кілометрів. | |
| Бездротова зарядка | - Статична бездротова зарядка: Електромагнітна індукційна ефективність становить понад 90% (наприклад, BMW 530E), а встановлення вимагає точності вирівнювання землі ± 7 см. - Динамічна бездротова зарядка: вбудована дорожня живлення котушки, Сеул, Південна Корея пробна операція 1,2 км, демонстраційна секція, ефективність 85%, але вартість будівництва перевищує 4 мільйони доларів/км. - Стандартний прогрес: SAE J2954 передбачає рівень потужності 11 кВт, а стандарт QI поширюється на електромобілі. |
Ii. Комунікаційна технологія
(I) Бездротове спілкування
Технологія бездротового зв'язку відіграє важливу роль у галузі зарядки електромобілів. Технологія 4G/5G використовується для моніторингу в режимі реального часу для забезпечення безпеки та керованості процесу зарядки. Технологія NB-IOT підходить для звітування про стан пристроїв малої потужності, таких як передача даних лічильника. Lora Technology має переваги щодо розгортання приватних мереж у парку та може досягти стабільної передачі даних.
Застосування технології Edge Computing дозволяє зарядженню палі обробляти дані локально, наприклад, шифрування рахунків, зменшення залежності від хмари, а час відповіді менше 50 мс. Просування цієї технології покращило ефективність роботи та безпеку даних системи зарядки.
З точки зору протоколів безпеки, реалізація обов'язкового шифрування TLS 1.3 фактично запобігає загрозам безпеки мережі, таких як атаки в середній середній та забезпечує безпеку даних та конфіденційність користувачів під час процесу зарядки.
(Ii) провідне спілкування
Технологія провідної комунікації також незамінна в галузі зарядки електромобілів. Промисловий протокол Profinet/IP підтримує передачу 1 Гбіт/с, задовольняючи потреби контролю в режимі реального часу. Шина CAN використовується для зв'язку між BMS (система управління акумуляторами) та купою зарядки, дотримуючись стандарту ISO 15118, щоб забезпечити точність та надійність передачі даних.
Застосування волоконно-оптичної технології надмірності, таких як дизайн топології мережі з подвійною кільцевою кількістю, забезпечує нульове переривання зв'язку на станціях зарядки автомобільних доріг. Просування цієї технології підвищує стабільність та надійність мережі зарядки та забезпечує сильну гарантію для подорожі електромобілів на великі відстані.
| Класифікація | Тип технології | Конкретний вміст |
| Комунікаційні технології | Бездротові комунікації | -Багатомодна комунікація: 4G/5G використовується для моніторингу в режимі реального часу, NB-IOT використовується для звітності про стан пристроїв з низькою потужністю (наприклад, лічильники електроенергії), а LORA використовується для приватного розгортання мережі в парку. - Обчислення Edge: Дані обробки локально на станції зарядки (наприклад, шифрування виставлення рахунків), зменшення залежності хмари та час відгуку <50 мс. -Протокол безпеки: Обов’язкове TLS 1.3 Шифрування для запобігання атаки людини в середній середній час. |
| Провідні комунікації | - Промисловий протокол: Profinet/IP підтримує передачу 1 Гбіт/с для задоволення вимог контролю в режимі реального часу; CAN AUS використовується для зв'язку між BMS та заряджаючими палиами (стандарт ISO 15118). - Надлишок волокон: дизайн топології з подвійною кільцевою кількістю (наприклад, Siemens Scalance) забезпечує нульове переривання зв'язку на станціях зарядки автомобільних доріг. |
Iii . Технологія управління акумуляторами
(I) управління енергією акумулятора
Технологія управління енергією акумулятора має велике значення для продовження терміну експлуатації акумулятора та підвищення ефективності зарядки. Технологія прогнозування AI, така як алгоритм LSTM, може передбачити акумулятор (стан заряду) з точністю ± 3%. Застосування цифрової моделі Twin додатково оптимізує криву зарядки та підвищує ефективність зарядки.
Технологія використання шару використовує відставні живлення акумуляторів для палі зберігання енергії, таких як станції заміни акумуляторів Weilai, які все ще можуть служити протягом 5 років після того, як потужність розпадається до 70%. Просування цієї технології не тільки реалізує переробку ресурсів, але й забезпечує сильну підтримку сталого розвитку промисловості електромобілів.
(Ii) Термальне управління акумулятором
Технологія термічного управління акумулятором має вирішальне значення для забезпечення безпеки та продуктивності акумуляторів. Матеріали зміни фаз (PCM), такі як композитні матеріали на основі парафіну, можуть поглинати тепло під час зарядки та розряду акумулятора, а діапазон контролю температури може досягати -20 ℃ -50 ℃. Застосування цієї технології ефективно контролює температуру акумулятора та покращує термін служби та безпеку акумулятора.
Технологія термоелектричного охолодження використовує ефект Peltier для активного контролю температури, а ефективність на 15% вище, ніж у традиційному рідкому охолодженні. Ця технологічна інновація забезпечує більш ефективне та надійне рішення для термічного управління акумуляторами.
| Класифікація | Тип технології | Конкретний вміст |
| Технологія управління акумуляторами | Управління енергією акумулятора | - Прогноз AI: Алгоритм LSTM прогнозує акумулятор SOC (точність ± 3%), а цифрова модель Twin оптимізує криву зарядки. - Вторинне використання: живлення живлення пенсіонерів використовуються для палі зберігання енергії (наприклад, станції обміну акумуляторами Weilai) і все ще можуть служити протягом 5 років після того, як потужність розпадається до 70%. |
| Термічне управління акумулятором | -Матеріал фазової зміни (PCM): композитні матеріали на основі парафіну поглинають тепло зарядки та розряду акумулятора з діапазоном контролю температури -20 ℃ ~ 50 ℃. - Термоелектричне охолодження: активне контроль температури за допомогою ефекту Пельтьє, підвищення ефективності на 15% порівняно з традиційним рідким охолодженням. |
Iv. Технологія зберігання та управління енергією
(I) фотоелектричне зберігання та зарядка інтеграції
Технологія фотоелектрики для зберігання та зарядки органічно поєднує фотоелектричні, зберігання енергії та зарядки для формування архітектури мікросетки. Поєднання фотоелектричного + зберігання енергії + зарядна купа + система управління енергією (EMS) реалізує роботу поза мережею, наприклад, інтегровану станцію зберігання та заряджання Tesla Shanghai. Просування цієї технології покращило ефективність використання енергії та знизила залежність від традиційних енергетичних сітків.
Застосування технології віртуальної електростанції (VPP) агрегує розподілене заряджене палі для участі у ринку електроенергії та динамічно коригує стратегії зарядки та скидання. Інновація цієї технології забезпечує нові ідеї та методи управління енергоносіями електроенергії.
(Ii) технологія V2G
Технологія V2G (транспортний засіб до GRID) реалізує двосторонню взаємодію між транспортними засобами та силовими сітками. Палички з зарядами підтримують Chademo 2.0 (Японія) та CCS Combo (Європа та США) стандарти, а ефективність зарядки та звільнення може досягти 92%. Застосування цієї технології покращує ефективність використання енергії електромобілів та забезпечує підтримку стабільної роботи потужної мережі.
Що стосується бізнес -моделі, Octopus Energy у Великобританії забезпечує субсидії на електроенергію V2G, а власники автомобілів можуть заробляти до 840 фунтів на рік. Просування цієї бізнес-моделі стимулює ентузіазм користувачів до участі в технології V2G та надала велику підтримку масштабного застосування технології V2G.
З точки зору сумісності сітки, технологія V2G повинна пройти сертифікацію IEEE 1547-2018, щоб переконатися, що швидкість гармонічного спотворення становить менше 5%. Реалізація цього стандарту забезпечує сумісність технології V2G з сіткою, що забезпечує сильну гарантію широкому застосуванню технології V2G.
| Класифікація | Тип технології | Конкретний вміст |
| Технологія зберігання та управління енергією | Інтеграція зберігання та зарядки фотоелектрики та зарядки | - Архітектура мікросетки: фотоелектричне + зберігання енергії + зарядна купа + система управління енергією (EMS), щоб досягти операції поза мережею (наприклад, Tesla Shanghai Photovoltaic Integrated Station). - Віртуальна електростанція (VPP): сукупність розподілених зарядних палі для участі на ринку електроенергії та динамічно коригування стратегії зарядки та розряду. |
| Технологія V2G | - Порівняна купа зарядки: підтримує стандарти Chademo 2.0 (Японія) та CCS (Європа та Сполучені Штати), з ефективністю зарядки та звільнення 92%. - Бізнес -модель: Octopus Energy у Великобританії забезпечує субсидії цін на електроенергію V2G, а власники автомобілів можуть заробляти до 840 фунтів на рік. - Сумісність сітки: IEEE 1547-2018 Потрібна сертифікація для того, щоб швидкість спотворення гармонійних становила <5%. |
V. Безпека та стандартизація
(I) Сертифікація безпеки
Сертифікація безпеки є важливим засобом для забезпечення безпечної експлуатації зарядних засобів електромобілів. Що стосується електричної безпеки, UL 2594 (Північна Америка) та IEC 61851 (міжнародні) сертифікати, а також вимоги до рівня захисту вище IP54 забезпечують ефективність безпеки електричної безпеки. З точки зору функціональної безпеки, ISO 26262 ASIL CEVER CEVEL та стандарту покриття тесту на введення несправностей більше 95% забезпечують функціональну ефективність безпеки зарядних споруд.
(Ii) Стандарти інтерфейсу
Об'єднання стандартів інтерфейсу має велике значення для досягнення сумісності між різними зарядними установами. Глобальні основні стандарти включають CCS1 (Північна Америка), CCS2 (Європа), GB/T 20234 (Китай) та Чадемо (Японія). Створення Супер заряджаючого альянсу, наприклад, відкриття інтерфейсу NACS Tesla та участь автовиробників, таких як Ford та GM, сприяли об'єднанню стандартів інтерфейсу та розробки сумісності.
| Класифікація | Тип технології | Конкретний вміст |
| Безпека та стандартизація | Сертифікація безпеки | - Електрична безпека: UL 2594 (Північна Америка), IEC 61851 (міжнародна) сертифікація, IP54 або вище рівня захисту. - Функціональна безпека: ISO 26262 Вимоги до рівня ASIL C, покриття тесту на впорскування несправностей> 95%. |
| Стандарти інтерфейсу | - Глобальні основні стандарти: CCS1 (Північна Америка), CCS2 (Європа), GB/T 20234 (Китай), Чадемо (Японія). - Супер заряджається альянсом: Інтерфейс NACS Tesla відкритий, Ford, GM та інші автовиробники приєдналися, і він сумісний із сторонніми палі зарядки. |
Vi. Нові тенденції
(I) Модульний дизайн
Модульна конструкція є важливою тенденцією в розробці зарядних засобів електромобілів. Технологія укладання модуля потужності, наприклад, єдиний модуль 60 кВт, підтримує паралельне розширення до 480 кВт, що покращує гнучкість та масштабованість зарядних засобів. Технологія заміни підключення та гри робить можливим гаряче переробку несправних модулів, а середній час для ремонту (MTTR) становить менше 15 хвилин, що підвищує надійність та ефективність обслуговування зарядних споруд.
(Ii) Оптимізована мережа AI
Технологія AI має широкі перспективи застосування в оптимізації мереж зарядки електромобілів. Заряджання технології оптимізації купу на основі підсилення може зменшити витрати на трансформацію енергетичної мережі, наприклад, пілотний проект Google Deepmind, який зменшив витрати на 12%. Технологія аналізу поведінки користувачів прогнозує пікові години за допомогою алгоритмів кластеризації та динамічно коригує плату за послуги, підвищуючи ефективність роботи та досвід роботи користувачів.
| Класифікація | Тип технології | Конкретний вміст |
| Нові тенденції | Модульна конструкція | - Складання модуля живлення: єдиний модуль 60 кВт, підтримуйте паралельне розширення до 480 кВт (наприклад, ABB Terra HP). - Заміна підключення та відтворення: несправні модулі з гарячою мережею, MTTR (середній час для ремонту) <15 хвилин. |
| AI-оптимізовані мережі | - Оптимізуйте макет зарядних паль на основі підкріплення навчання для зменшення витрат на трансформацію енергетичної мережі (пілотний проект Google Deepmind зменшив витрати на 12%). - Аналіз поведінки користувачів: Алгоритми кластеризації прогнозують пікові години та динамічно коригують плату за обслуговування (наприклад, 20% премії за частку часу в області КБР Пекіна). |
Розвиток технології зарядки електромобілів має велике значення для сприяння популяризації та сталому розвитку промисловості електромобілів. Ця стаття показує сучасний стан, виклики та майбутні тенденції технології зарядки електромобілів за допомогою поглиблених дискусій щодо технології зарядки, технології комунікації, технології управління акумуляторами, технології зберігання енергії та управління безпекою та стандартизації. Надалі, з постійним інноваціям технологій та поступовим об'єднанням стандартів, технологія зарядки електромобілів спричинить більш широку перспективу розвитку та зробить більший внесок у глобальний захист навколишнього середовища та сталий розвиток.
