1. Avainteknologia kipupisteen ratkaisemiseen - superlataus
1.1 Auton lataus: energianlähde
Uusien energiaajoneuvojen markkinat menestyivät vahvasti. Tällä hetkellä uusien energiaajoneuvojen kasvuvauhti on kiihtynyt merkittävästi.
Sähköistyksen kiihtyminen: Se on luonut valtavan kysynnän lataukselle. Maailmanlaajuinen sähköistymistrendi on ilmeinen, mikä luo väistämättä valtavan kysynnän latauksille.
Sisäinen lataus: uusien energiaajoneuvojen energialähde. Polttoaineajoneuvoista poiketen sähköajoneuvot luottavat energian tuottamiseen pääasiassa ajoneuvon akusta. Sähköajoneuvot kuluttavat sähköä jatkuvasti ajon aikana. Kun sähkö loppuu, akun energiaa on lisättävä. Sen energialisämuoto on muuntaa verkon tai muiden energian varastointilaitteiden energia akun energiaksi, ja tätä prosessia kutsutaan lataukseksi. Samalla OBC:stä (on-board charger) on tullut avainkomponentti latausprosessissa, joka vastaa pääosin akun lataamisesta verkkojännitteen kytkemisen kautta latauspaan tai AC-rajapinnan kautta.
Latausluokitus: AC hidas lataus: eli perinteinen akun latausmenetelmä, joka tunnetaan myös nimellä perinteinen lataus. AC-latauslaitteissa ei ole tehonmuuntajaa, ja se tuottaa suoraan vaihtovirtaa ja kytkee sen autoon. Sisäänrakennettu laturi muuntaa vaihtovirran tasavirraksi latausta varten. Siksi AC-hidaslatausratkaisu voidaan ladata kytkemällä se kotitalouden virtalähteeseen tai erilliseen latauspinoon ajoneuvon mukana tulevan kannettavan laturin kautta.
AC-latauksen teho riippuu sisäisen laturin tehosta. Tällä hetkellä yleisten mallien sisäiset laturit on jaettu 2Kw, 3.3Kw, 6.6Kw ja muihin malleihin. Vaihtovirtalatauksen virta on yleensä noin 16-32A, ja virta voi olla tasavirtaa tai kaksivaiheista vaihtovirtaa ja kolmivaiheista vaihtovirtaa. Tällä hetkellä hybridiajoneuvojen AC-hidaslatauksen latautuminen täyteen kestää 4-8 tuntia, ja AC-latauksen latausnopeus on käytännössä alle 0,5 C.
AC-hitaan latauksen etuna on, että sen latauskustannukset ovat alhaiset ja lataus voidaan suorittaa loppuun ilman latauspaaluja tai yhteisiä latausverkkoja. Perinteisen latauksen puutteet ovat kuitenkin myös hyvin ilmeisiä. Suurin ongelma on, että latausaika on pitkä. Tällä hetkellä useimpien raitiovaunujen matkamatka ylittää 400 kilometriä ja tavanomaista latausta vastaava latausaika on noin 8 tuntia. Autonomistajille, jotka tarvitsevat pitkän matkan ajoa, latausahdistus tiellä on paljon suurempi kuin muut tekijät. Toiseksi perinteisen latauksen lataustapa on pienvirtalataus ja sen lataustapa on lineaarilataus, joka ei pysty hyödyntämään litiumakkujen ominaisuuksia.
DC-pikalataus: Sähköajoneuvojen lataaminen hitaalla vaihtovirtalatauksella on aina ollut suuri ongelma. Uusien energiaajoneuvojen tehokkaampien latausratkaisujen kysynnän kasvaessa nopeat latausratkaisut ovat tulleet ajankohtaiseksi. Pikalataus on pikalatausta tai maalatausta. Tasavirtalatauspinossa on sisäänrakennettu tehonmuuntomoduuli, joka voi muuntaa verkon tai energian varastointilaitteiston vaihtovirtasähkön tasavirtaan ja syöttää sen suoraan auton akkuun ilman, että se joutuu muuntamaan sisäänrakennetun laturin läpi. Tasavirtalatauksen teho riippuu akun hallintajärjestelmästä ja latauspakan lähtötehosta, ja syöttötehoksi otetaan molemmista pienempi arvo.
Pikalataustilan edustaja on Teslan superlatausasema. Pikalataustilan virta ja jännite ovat yleensä 150-400A ja 200-750V ja latausteho on yli 50kW. Tämä menetelmä on enimmäkseen tasavirtalähdemenetelmä. Maassa olevan laturin teho on suuri, ja lähtövirta- ja jännitealueet ovat laajat. Tällä hetkellä Teslan pikalatausteho markkinoilla on 120Kw, joka pystyy lataamaan 80% sähköstä puolessa tunnissa ja latausnopeus on lähellä 2C. BAIC EV200 voi saavuttaa 37 kW, ja latausnopeus on noin 1,3 C.
Ohjausjärjestelmä: BMS-latauslaitteiden muunnosprosessin on myös toimittava yhteistyössä sähköajoneuvon tehoakun hallintajärjestelmän BMS (Battery Management System) kanssa. BMS:n suurin etu on, että latausprosessin aikana se muuttaa akun lataustapaa akun reaaliaikaisen tilan mukaan, sen epälineaarinen lataustila toteuttaa nopean latauksen turvallisuuden ja akun käyttöiän kahdella edellytyksellä. .
BMS:n toiminnot sisältävät pääasiassa seuraavat luokat:
Virtatilan valvonta: Perustehotilan valvontasisältö on akun varaustilan (SOC) valvonta. SOC viittaa jäljellä olevan akun tehon ja akun kapasiteetin prosenttiosuuteen, ja se on tärkein parametri, jolla auton omistajat voivat arvioida sähköajoneuvojen matkamatkaa. BMS valvoo akun parametritietoja (jännite, virta, lämpötila jne.) reaaliajassa kutsumalla useiden akkupakkauksen erittäin tarkkojen antureiden tietoja, ja sen tarkkailutarkkuus voi olla jopa 1 mV. Tarkka tiedonseuranta ja erinomainen algoritmikäsittely takaavat akun jäljellä olevan tehon arvioinnin tarkkuuden. Päivittäisen ajon aikana auton omistajat voivat asettaa SOC:n tavoitearvon saavuttaakseen ajoneuvon energiankulutuksen dynaamisen optimoinnin.
Akun lämpötilan valvonta: Litiumakut ovat erittäin herkkiä lämpötilalle. Olipa lämpötila liian korkea tai liian alhainen, se vaikuttaa suoraan akkukennon suorituskykyyn, ja äärimmäisissä tapauksissa se aiheuttaa peruuttamattomia vaurioita akun suorituskykyyn. BMS:ää voidaan valvoa antureilla turvallisen ympäristön varmistamiseksi akkukäytölle. Talvella, kun lämpötila on alhainen, BMS kutsuu lämmitysjärjestelmää lämmittääkseen akkukennoja sopivan latauslämpötilan saavuttamiseksi, jotta akun lataustehokkuus ei heikkene. kun taas kesällä, kun lämpötila on korkea tai akun lämpötila on liian korkea, BMS ohittaa välittömästi jäähdytyksen. Järjestelmä laskee akun lämpötilaa ajoturvallisuuden varmistamiseksi.
Akkujen energianhallinta: Valmistusprosessin virheet tai epäjohdonmukaisuudet akkujen reaaliaikaisissa lämpötiloissa aiheuttavat niiden jännitteiden vaihtelua. Tästä syystä jotkin akun kennot ovat saattaneet olla latautuneet täyteen latausprosessin aikana, kun taas toista kennojen osaa ei ole ladattu täyteen. BMS-järjestelmä valvoo akkukennojen jännite-eroa reaaliajassa, säätää ja pienentää kunkin yksittäisen akkukennon välistä jännite-eroa, varmistaa jokaisen akkukennon latauksen tasapainon, parantaa lataustehokkuutta ja vähentää energiankulutusta.
1,2 4C:n odotetaan muodostuvan alan trendiksi
Latausongelmasta on tullut kuluttajien tuska. Latausnopeutta on aina käytetty sähköajoneuvojen käytön ajan. Sähköajoneuvojen nykyinen nopea yleistyminen ja laajeneminen maailmassa on entisestään voimistanut latausnopeuden vaikutusta autonomistajien ajotehokkuuteen ja käyttökokemukseen. Psykologinen ankkurointi: Perinteisten polttoaineiden ajoneuvojen energian uusiutuminen on erittäin nopeaa. Yleisissä skenaarioissa polttoaineajoneuvojen tankkaus kestää enintään 10 minuuttia huoltoasemalle saapumisesta huoltoasemalta ulos ajoon. Jokainen moottoritien pysäkki. Esimerkkinä 400 kmh:n perinteisestä sähköautosta sähköajoneuvojen latausnopeus on yleensä yli 30 minuuttia ja latauspaalujen tiukka määrä pidentää esilatauksen odotusaikaa. Nykyisellä lataustekniikalla ei ole etua polttoaineajoneuvojen tankkausmenetelmään verrattuna. Polttoaineajoneuvojen 10 minuutin psykologinen ankkurointiaika on aina ensimmäinen standardi asiakkaille sähköautojen latausnopeuden mittauksessa.
Supercharging-standardi on suunniteltu. C:n määritelmä: Yleensä käytämme C:tä ilmaisemaan akun lataus- ja purkausnopeutta. Purkauksessa 4C-purkaus edustaa virran voimakkuutta, jolla akku tyhjenee täysin 4 tunnissa. Lataukselle 4C tarkoittaa, että tietyllä virranvoimakkuudella akun lataaminen täyteen 400 prosenttiin kestää 1 tunnin, eli tietyllä virranvoimakkuudella akku voidaan ladata täyteen 15 minuutissa. Mikä on 4C: 4C ei ole uusi ilmaisin, vaan perinteisten lataus- ja purkausilmaisimien, kuten 1C ja 2C, laajennus. Lisäyksen marginaalinen vaikutus on heikompi. Kun akun latausnopeus ylittää 4C, tekninen vaikeus kasvaa ja akkuun kohdistuva virranpaine kasvaa, mutta teknisen parannuksen tuoma positiivinen vaikutus pienenee. Siksi uskomme, että 4C on tällä hetkellä optimaalinen ratkaisu, jossa yhdistyvät suorituskyvyn parantaminen ja akkuteknologian kohtuuhintaisuus.
Akun latausnopeuden iteratiivinen prosessi: Alkuaikoina, silloisen teknisen tason rajoittamana, lataustekniikka tai akkutekniikka eivät sallineet akun lataamista nopeammin. Nopeus on vain 0,1 C, ja latausnopeuden nousulla on suuri vaikutus akun käyttöikään. Litium-akkuteknologian jatkuvan läpimurron ja BMS:n jatkuvan parantamisen ansiosta akun lataus- ja purkunopeus on parantunut merkittävästi. Varhaisimman AC-hitaan latausjärjestelmän latausnopeus on alle 0,5 C. Sähköajoneuvojen nopeutetun levinneisyyden myötä ympäri maailmaa viime vuosina tehoakkujen lataustekniikka on tehnyt suuria läpimurtoja, ja 1C:n sähköajoneuvot ovat kehittyneet nopeasti 2C:ksi. Vuonna 2022 markkinoille tulee kotimaisia 3C-akuilla varustettuja autoja. 23. kesäkuuta 2022 CATL julkaisi uuden Kirin-akun ja sanoi, että 4C-latauksen odotetaan saapuvan ensi vuonna.
Superlatauksesta tulee ainoa tapa päivittää lataustekniikkaa. Kuten uusilla energiaajoneuvoilla, myös matkapuhelimilla on kova kysyntä latausnopeudelle, ja myös lataustekniikka kehittyy jatkuvasti matkapuhelinkehitysprosessissa: vuodesta 1983 lähtien Motorola DynaTAC8000X saavutti 10 tunnin latauksen ja 20 minuutin puheen, ja vuonna 2014 , OPPO Find 7 mainostettu lataus Puhu 5 minuuttia 2 tunnin ajan, nyt monet mallit voivat ladata 4500 mAh:n akun täyteen 15 minuutissa. Älypuhelimien latausprotokolla on myös päivitetty USC BC 1.2:n 5V 1.5A:sta vuonna 2010 USB PD 3.1:een vuonna 2021, ja maksimijännite voi tukea 48V:ta. Uskomme, että olipa kyseessä sitten älypuhelin tai uusi energiaajoneuvo, pikalatauksen toteutuminen parantaa huomattavasti tuotekokemusta ja on myös ainoa tapa päivittää teknologiaa. Tulevaisuudessa sähköautojen 4C-latauksesta tulee myös alan trendi.
1.3 Superchargingin käyttöönotto useissa yrityksissä
Tällä hetkellä monet yritykset ovat julkaisseet omat pikalataussuunnitelmansa, ja niihin liittyviä malleja on julkaistu vuodesta 2021 lähtien: Porsche lanseerasi ensimmäisen 800 V:n pikalatausalustalla toimivan sähköauton; BYD e Platform 3.0 julkaistiin, joka vastaa konseptimallia ocean-X; Geely Jikrypton 001 on varustettu 800 V:n pikalatausalustalla. Samaan aikaan Huawei julkaisi AI-salamalatauksen täyden pinon suurjännitealustan, jonka odotetaan saavuttavan 5 minuutin pikalatauksen vuoteen 2025 mennessä.
1.3.1 Huawei: Täyspinon suurjännitealusta AI-salamalataus mahdollistaa 5 minuutin pikalatauksen
"Suurivirta" ja "korkea jännite" kulkevat rinnakkain, ja jälkimmäinen on kustannustehokkaampi. Suuremman lataustehon saavuttamiseksi nopean latauksen tarkoituksen saavuttamiseksi on tarpeen lisätä virtaa tai jännitettä. Tällä hetkellä markkinoilla on enemmän yrityksiä, jotka käyttävät enemmän "korkeajännite"-tekniikkaa kuin "korkeavirta". Huawei sanoi: Kun käytetään "korkeajännite"-teknologiapolkua, ajoneuvon BMS- ja akkumoduulien hinta on sama kuin "suuren virran" polku, mutta koska sen ei tarvitse ottaa huomioon suuren virran vaikutusta, sen korkeajännitejohtosarja ja lämmönhallintajärjestelmä on suhteellisen alhainen. 800 V voi tulla valtavirtaa. Nykypäivän valtavirtamalleissa käytetään edelleen 200V ~ 400V jännitearkkitehtuuria. Suuremman tehon saavuttamiseksi nopean latausvaatimusten täyttämiseksi virta voi kaksinkertaistua, mikä vaikuttaa ajoneuvon lämmönpoistoon ja suorituskykyyn. Nykyään komponentit, mukaan lukien teholaitteet, kuten piikarbidi, suurjänniteliittimet ja suurjännitelatauspistoolit, ovat kypsyneet. On parempi valita korkeampi jännite ja samalla varmistaa, että virta on suhteellisen turvallisella alueella.
Englanti
