1. A legfontosabb technológia a fájdalompont megoldására - szuper töltés
1.1 Autótöltés: Az energiaforrás
Erősen teljesített az új energetikai járművek piaca. Jelenleg az új energetikai járművek növekedési üteme jelentősen felgyorsult.
A villamosítás felgyorsulása: Hatalmas töltési igényt teremtett. Nyilvánvaló a globális villamosítási trend, ami minden bizonnyal hatalmas töltési igényt generál.
Fedélzeti töltés: az energiaforrás új energiával rendelkező járművek számára. Az üzemanyaggal működő járművektől eltérően az elektromos járművek főként a fedélzeti akkumulátorra támaszkodnak az energiaellátásban. Az elektromos járművek menet közben folyamatosan áramot fogyasztanak. Amikor az áram kimerült, az akkumulátor energiáját pótolni kell. Energia-kiegészítő formája a hálózat vagy más energiatároló eszközök energiájának átalakítása az akkumulátor energiájává, ezt a folyamatot töltésnek nevezzük. Ugyanakkor a töltési folyamat kulcsfontosságú elemévé vált az OBC (on-board charger), amely főként az akkumulátor töltéséért felelős a hálózat feszültségének töltőhalmon vagy váltóáramú interfészen keresztül történő csatlakoztatása révén.
Töltés besorolása: AC lassú töltés: vagyis a hagyományos akkumulátortöltési módszer, más néven hagyományos töltés. A váltakozó áramú töltőberendezések nem rendelkeznek teljesítmény-átalakítóval, és közvetlenül adják ki a váltakozó áramot, és csatlakoztatják az autóhoz. A beépített töltő a váltakozó áramot egyenárammá alakítja a töltéshez. Ezért az AC lassú töltési megoldást a járműhöz mellékelt hordozható töltőn keresztül egy háztartási tápegységhez vagy egy erre a célra szolgáló töltőhalomhoz csatlakoztatva töltheti.
Az AC töltés teljesítménye a beépített töltő teljesítményétől függ. Jelenleg a mainstream modellek fedélzeti töltői 2Kw-os, 3.3Kw-os, 6.6Kw-os és egyéb típusokra oszlanak. A váltakozó áramú töltés árama általában 16-32A körül van, és az áram lehet DC vagy kétfázisú és háromfázisú váltóáram. Jelenleg a hibrid járművek váltóáramú lassútöltésének teljes feltöltése 4-8 órát vesz igénybe, az AC töltés töltési sebessége pedig alapvetően 0,5C alatt van.
A váltóáramú lassú töltés előnye, hogy alacsony a töltési költsége, és a töltés töltőhalmok vagy megosztott töltőhálózatok igénybevétele nélkül is elvégezhető. Azonban a hagyományos töltés hiányosságai is nagyon szembetűnőek. A legnagyobb probléma az, hogy hosszú a töltési idő. Jelenleg a legtöbb villamos hatótávolsága meghaladja a 400 km-t, a hagyományos töltésnek megfelelő töltési idő pedig körülbelül 8 óra. Azok az autótulajdonosok, akiknek hosszú távú vezetésre van szükségük, a töltési szorongás az úton sokkal nagyobb, mint más tényezők. Másodszor, a hagyományos töltés töltési módja az alacsonyáramú töltés, a töltési módja pedig a lineáris töltés, amely nem tudja jól kihasználni a lítium akkumulátorok jellemzőit.
Egyenáramú gyorstöltés: Az elektromos járművek lassú váltóáramú töltéssel történő töltésének problémája mindig is komoly fájdalommal járt. Az új energetikai járművek nagyobb hatékonyságú töltési megoldásai iránti kereslet növekedésével a gyorstöltési megoldások is megjelentek, ahogy az idők megkívánják. A gyorstöltés gyorstöltés vagy földi töltés. Az egyenáramú töltőhalom beépített teljesítmény-átalakító modullal rendelkezik, amely a hálózat vagy az energiatároló berendezés váltakozó áramát egyenárammá tudja alakítani, és közvetlenül az autó akkumulátorába tölti anélkül, hogy a beépített töltőn át kellene alakítani. Az egyenáramú töltés teljesítménye az akkumulátorvezérlő rendszertől és a töltőhalom kimeneti teljesítményétől függ, és a kettő közül a kisebbik értéket veszik bemenő teljesítménynek.
A gyorstöltési mód képviselője a Tesla szuper töltőállomás. A gyorstöltési mód árama és feszültsége általában 150-400A és 200-750V, a töltési teljesítmény pedig meghaladja az 50kW-ot. Ez a módszer többnyire egyenáramú tápellátási módszer. A töltő földi teljesítménye nagy, a kimeneti áram- és feszültségtartomány pedig széles. Jelenleg a piacon elérhető Tesla gyorstöltési teljesítménye eléri a 120Kw-ot, ami fél óra alatt képes az áram 80%-át feltölteni, a töltési sebesség pedig megközelíti a 2C-ot. A BAIC EV200 elérheti a 37 kW-ot, és a töltési sebesség körülbelül 1,3 C.
Vezérlőrendszer: A BMS töltőberendezések átalakítási folyamatának együtt kell működnie az elektromos jármű akkumulátorának BMS (Battery Management System) vezérlőrendszerével is. A BMS legnagyobb előnye, hogy a töltési folyamat során megváltoztatja az akkumulátor töltési sémáját az akkumulátor valós idejű állapotának megfelelően, nemlineáris töltési módja gyors töltést valósít meg a biztonság és az akkumulátor élettartamának két előfeltétele mellett. .
A BMS funkciói elsősorban a következő kategóriákat foglalják magukban:
Tápellátási állapot figyelése: A legalapvetőbb energiaállapot-felügyeleti tartalom az akkumulátor töltöttségi állapotának (SOC) figyelése. Az SOC a maradék akkumulátorteljesítmény és akkumulátorkapacitás százalékos arányára utal, és ez a fő paraméter az autótulajdonosok számára az elektromos járművek hatótávolságának értékeléséhez. A BMS valós időben figyeli az akkumulátor paraméter információit (feszültség, áram, hőmérséklet stb.) az akkumulátorcsomagon található több nagy pontosságú érzékelő adatainak lehívásával, felügyeleti pontossága pedig elérheti az 1mV-ot. A pontos információfigyelés és a kiváló algoritmus-feldolgozás biztosítja az akkumulátor maradékteljesítményének pontosságát. A napi vezetés során az autótulajdonosok beállíthatják az SOC célértékét a jármű energiafogyasztásának dinamikus optimalizálása érdekében.
Az akkumulátor hőmérsékletének figyelése: A lítium akkumulátorok nagyon érzékenyek a hőmérsékletre. Akár túl magas, akár túl alacsony a hőmérséklet, az közvetlenül befolyásolja az akkumulátorcella teljesítményét, szélsőséges esetekben pedig visszafordíthatatlan károsodást okoz az akkumulátor teljesítményében. A BMS érzékelőkkel felügyelhető, hogy biztonságos környezetet biztosítson az akkumulátoros működéshez. Télen, amikor a hőmérséklet alacsony, a BMS felhívja a fűtési rendszert, hogy felmelegítse az akkumulátorcellákat, hogy elérjék a megfelelő töltési hőmérsékletet, hogy elkerüljék az akkumulátor töltési hatékonyságának csökkenését; míg nyáron, amikor a hőmérséklet magas vagy az akkumulátor hőmérséklete túl magas, a BMS azonnal átengedi a hűtést A rendszer csökkenti az akkumulátor hőmérsékletét a vezetés biztonsága érdekében.
Akkumulátor energiagazdálkodás: A gyártási folyamat hibái vagy az akkumulátorok valós idejű hőmérsékletének inkonzisztenciája miatt a feszültségük változni fog. Ezért a töltési folyamat során előfordulhat, hogy az akkumulátor egyes cellái teljesen feltöltődtek, míg a cellák másik része nincs teljesen feltöltve. A BMS rendszer valós időben figyeli az akkumulátorcellák feszültségkülönbségét, beállítja és csökkenti az egyes akkumulátorcellák közötti feszültségkülönbséget, biztosítja az egyes akkumulátorcellák töltési egyensúlyát, javítja a töltés hatékonyságát és csökkenti az energiafogyasztást.
Az 1,2 4C várhatóan iparági trendté válik
A töltési probléma fájdalmas ponttá vált a fogyasztók számára. Az elektromos járművek használata során mindig is a töltési sebességet használták. Az elektromos járművek jelenlegi gyors elterjedése és terjeszkedése a világban tovább erősítette a töltési sebesség hatását az autótulajdonosok vezetési hatékonyságára és a felhasználói élményre. Pszichológiai lehorgonyzás: A hagyományos üzemanyaggal működő járművek energia-utánpótlása nagyon gyors. Általánosságban elmondható, hogy az üzemanyagot használó járművek tankolása a benzinkútra való behajtástól a benzinkút elhagyásáig legfeljebb 10 percet vesz igénybe. Minden autópálya megálló. Példaként egy 400 KMH-s hagyományos elektromos járművet veszünk, az elektromos járművek töltési sebessége általában 30 perc felett van, a töltőhalmok szűk száma pedig meghosszabbítja az előtöltési várakozási időt. A jelenlegi töltési technológiának nincs előnye az üzemanyaggal működő járművek tankolási módjával szemben. Az üzemanyaggal működő járművek 10 perces pszichológiai rögzítési ideje mindig az első szabvány az ügyfelek számára az elektromos járművek töltési sebességének mérésére.
Megszületett a Supercharging szabvány. C definíciója: Általában a C-t használjuk az akkumulátor töltési és kisütési sebességének kifejezésére. Kisütésnél a 4C kisütés azt az áramerősséget jelöli, amelynél az akkumulátor 4 óra alatt teljesen lemerül. A töltésnél a 4C azt jelenti, hogy adott áramerősség mellett 1 óra alatt tölti fel teljesen az akkumulátort a kapacitásának 400%-ára, vagyis adott áramerősség mellett 15 perc alatt tölthető fel teljesen. Mi a 4C: A 4C nem egy új jelző, hanem a hagyományos töltési és kisütési jelzők, például az 1C és 2C kiterjesztése. Az emelés marginális hatása gyengébb. Ha az akkumulátor töltési sebessége meghaladja a 4C-ot, a technikai nehézségek fokozódnak és az akkumulátorra nehezedő áramnyomás is megnő, de a műszaki fejlesztés által kiváltott pozitív hatás csökken. Ezért úgy gondoljuk, hogy a 4C jelenleg az optimális megoldás, amely egyesíti a teljesítmény javítását és az akkumulátortechnológia megfizethetőségét.
Az akkumulátor töltési ütemének iteratív folyamata: A kezdeti időkben, az akkori technológiai szinttől behatárolva, sem a töltési technológia, sem az akkumulátor technológia nem tette lehetővé az akkumulátor nagyobb ütemben történő feltöltését. Az arány mindössze 0,1 C, és a töltési sebesség növekedése nagy hatással lesz az akkumulátor élettartamára. A lítium akkumulátor technológia folyamatos áttörésével és a BMS folyamatos fejlesztésével az akkumulátor töltési és kisütési sebessége jelentősen javult. A legkorábbi AC lassú töltési séma töltési sebessége 0,5 C alatt van. Az elektromos járműveknek az elmúlt években világszerte történő felgyorsult elterjedésével az akkumulátorok töltési technológiája nagy áttörést ért el, és az 1C-ből származó elektromos járművek gyorsan 2C-ossá fejlődtek. 2022-ben megjelennek a piacra a 3C akkumulátorral felszerelt hazai autók. 2022. június 23-án a CATL kiadott egy új Kirin akkumulátort, és közölte, hogy a 4C töltés várhatóan jövőre érkezik.
A szupertöltés lesz az egyetlen módja a töltési technológia frissítésének. Az új energetikai járművekhez hasonlóan a mobiltelefonok esetében is nagy az igény a töltési sebességre, és a töltési technológia is folyamatosan fejlődik a mobiltelefonok fejlesztése során: 1983-tól a Motorola DynaTAC8000X 10 órás töltést és 20 perces beszélgetést ért el, 2014-ben pedig , OPPO Find 7 promóciós töltés 5 percig 2 órán keresztül beszél, most sok modell képes 15 perc alatt teljesen feltölteni a 4500 mAh-s akkumulátort. Az okostelefonok töltési protokollját is frissítették a 2010-es USC BC 1.2 5V 1,5A-ról 2021-re USB PD 3.1-re, a maximális feszültség pedig 48V-ot támogathat. Hiszünk abban, hogy akár okostelefonról, akár új energetikai járműről van szó, a gyorstöltés megvalósítása nagymértékben javítja a termékélményt, és ez az egyetlen módja a technológia frissítésének. A jövőben az elektromos járművek 4C töltése is iparági trendté válik.
1.3 A szupertöltés több vállalaton belüli bevezetése
Jelenleg sok vállalat kiadta saját gyorstöltési elrendezési tervét, és a kapcsolódó modelleket 2021 óta adják ki: a Porsche piacra dobta az első 800 V-os gyorstöltő platformú elektromos autót; Megjelent a BYD e platform 3.0, amely megfelel az ocean-X koncepciómodellnek; A Geely Jikrypton 001 800 V-os gyorstöltő platformmal van felszerelve. Ezzel egy időben a Huawei kiadta AI vakutöltő full-stack nagyfeszültségű platformját, amely 2025-re várhatóan 5 perces gyorstöltést ér el.
1.3.1 Huawei: A mesterséges intelligencia vaku töltése, a nagyfeszültségű platform 5 perces gyorstöltést valósít meg
A "nagyáramú" és a "nagyfeszültségű" utak együtt léteznek, és az utóbbi költséghatékonyabb. A gyorstöltés céljának eléréséhez szükséges nagyobb töltési teljesítmény elérése érdekében az áramerősség vagy a feszültség növelése szükséges. Jelenleg több olyan vállalat van a piacon, amely több „nagyfeszültségű” technológiai utat alkalmaz, mint „nagyáram”. A Huawei azt mondta: A "nagyfeszültségű" technológiai útvonal használatakor a jármű BMS-ének és akkumulátormoduljainak költsége megegyezik a "nagyáramú" úttal, de mivel nem kell figyelembe venni a nagy áramerősség hatását, az a nagyfeszültségű kábelköteg és a hőkezelési rendszer viszonylag alacsony. A 800V válhat a főárammá. A mai mainstream modellek még mindig 200V ~ 400V feszültség architektúrát használnak. A gyorstöltési követelmények teljesítéséhez szükséges nagyobb teljesítmény elérése érdekében az áram megduplázódhat, ami hatással lesz a jármű hőelvezetésére és teljesítményére. Napjainkra az olyan alkatrészek, mint például a szilícium-karbonát, a nagyfeszültségű csatlakozók és a nagyfeszültségű töltőpisztolyok kiforrottak. Jobb választás nagyobb feszültséget választani, miközben gondoskodik arról, hogy az áram viszonylag biztonságos tartományban legyen.
angol
