Las ventas de vehículos eléctricos aumentan año tras año, como era de esperar, aunque aún están lejos de cumplir los objetivos climáticos. Sin embargo, podemos confiar en esta predicción de datos: para 2030, se espera que el número de vehículos eléctricos en todo el mundo supere los 125 millones. El informe reveló que, de las empresas encuestadas a nivel mundial que aún no consideran el uso de vehículos eléctricos de batería, el 33 % mencionó la cantidad de puntos de carga públicos como un obstáculo importante para lograr este objetivo. La carga de vehículos eléctricos siempre es una preocupación importante.
La carga de vehículos eléctricos ha evolucionado desde la tecnología súper ineficienteCargadores de NIVEL 1 haciaCargadores de NIVEL 2Ahora es común en los hogares, lo que nos da más libertad y confianza al conducir. Las personas empiezan a tener mayores expectativas sobre la carga de vehículos eléctricos: mayor corriente, mayor potencia y una carga más rápida y estable. En este artículo, exploraremos juntos el desarrollo y los avances de la carga rápida de vehículos eléctricos.
¿Dónde están los límites?
En primer lugar, debemos comprender que la implementación de la carga rápida no depende únicamente del cargador. Es necesario considerar el diseño de ingeniería del vehículo, y la capacidad y la densidad energética de la batería son igualmente importantes. Por lo tanto, la tecnología de carga también depende del desarrollo de la tecnología de baterías, incluyendo la tecnología de equilibrado de baterías, y del problema de superar la atenuación de la galvanoplastia de las baterías de litio causada por la carga rápida. Esto puede requerir avances innovadores en todo el sistema de suministro de energía de los vehículos eléctricos, el diseño de las baterías, sus celdas e incluso sus materiales moleculares.
En segundo lugar, el sistema BMS del vehículo y el sistema de carga del cargador deben cooperar para supervisar y controlar constantemente la temperatura de la batería y el cargador, el voltaje y la corriente de carga, y el estado de carga (SOC) del vehículo. Garantizar que la alta corriente pueda ingresarse a la batería de forma segura, estable y eficiente, para que el equipo funcione de forma segura y fiable sin pérdidas de calor excesivas.
Se puede observar que el desarrollo de la carga rápida no solo requiere el desarrollo de infraestructura de carga, sino también avances innovadores en tecnología de baterías y el apoyo de la tecnología de transmisión y distribución de la red eléctrica. Además, plantea un gran desafío para la tecnología de disipación de calor.
Más potencia, más corriente:Gran red de carga rápida de CC
La carga rápida pública de CC actual utiliza alto voltaje y alta corriente, y los mercados europeo y estadounidense están acelerando el despliegue de redes de carga de 350 kW. Esto representa una gran oportunidad y un gran desafío para los fabricantes de equipos de carga de todo el mundo. Requiere que los equipos de carga disipen el calor a la vez que transmiten energía y garanticen que la pila de carga funcione de forma segura y fiable. Como todos sabemos, existe una relación exponencial positiva entre la transmisión de corriente y la generación de calor, por lo que esta es una gran prueba para las reservas técnicas y la capacidad de innovación del fabricante.
La red de carga rápida de CC debe proporcionar múltiples mecanismos de protección de seguridad, que puedan administrar de forma inteligente las baterías y los cargadores del automóvil durante el proceso de carga para garantizar la seguridad de la batería y el equipo.
Además, debido al escenario de uso de los cargadores públicos, los enchufes de carga deben ser impermeables, a prueba de polvo y altamente resistentes a la intemperie.
Como fabricante internacional de equipos de carga con más de 16 años de experiencia en I+D y producción, Workersbee lleva muchos años explorando las tendencias de desarrollo y los avances tecnológicos en la tecnología de carga de vehículos eléctricos con socios líderes del sector. Nuestra amplia experiencia en producción y nuestro sólido equipo de I+D nos han permitido lanzar este año una nueva generación de conectores de carga CCS2 con refrigeración líquida.
Adopta un diseño de estructura integrada, y el medio de refrigeración líquida puede ser aceite o agua. La bomba electrónica impulsa el refrigerante hacia el conector de carga y absorbe el calor generado por el efecto térmico de la corriente, permitiendo que los cables de sección transversal pequeña puedan transportar grandes corrientes y controlar eficazmente el aumento de temperatura. Desde su lanzamiento, el producto ha recibido excelentes comentarios del mercado y ha sido elogiado unánimemente por reconocidos fabricantes de equipos de carga. Seguimos recopilando activamente las opiniones de nuestros clientes, optimizando constantemente el rendimiento del producto y esforzándonos por impulsar el mercado.
Actualmente, los Supercargadores de Tesla tienen la última palabra en la red de carga rápida de CC en el mercado de carga de vehículos eléctricos. La nueva generación de Supercargadores V4 está limitada actualmente a 250 kW, pero alcanzará velocidades de arranque más altas al aumentar la potencia a 350 kW, capaces de recorrer 185 km en tan solo cinco minutos.
Los datos de informes publicados por los departamentos de transporte de muchos países muestran que las emisiones de gases de efecto invernadero del sector del transporte representan aproximadamente una cuarta parte de las emisiones totales de gases de efecto invernadero del país. Esto incluye no solo los turismos, sino también los camiones pesados. Descarbonizar el sector del transporte por carretera es aún más importante y desafiante para la mejora del clima. Para la carga de camiones pesados eléctricos, la industria ha propuesto un sistema de carga de megavatios. Kempower ha anunciado el lanzamiento de un equipo de carga de CC ultrarrápida de hasta 1,2 MW y planea ponerlo en funcionamiento en el Reino Unido en el primer trimestre de 2024.
El Departamento de Energía de EE. UU. propuso previamente el estándar XFC para la carga ultrarrápida, considerándolo un desafío clave que debe superarse para lograr la adopción generalizada de vehículos eléctricos. Se trata de un conjunto completo de tecnologías sistemáticas que incluye baterías, vehículos y equipos de carga. La carga puede completarse en 15 minutos o menos, lo que le permite competir con el tiempo de repostaje de un motor de combustión interna.
Intercambio，Cargado：Estación de intercambio de energía
Además de acelerar la construcción de estaciones de carga, las estaciones de intercambio de energía "swap and go" también han recibido mucha atención en el sistema de reposición rápida de energía. Al fin y al cabo, solo se necesitan unos minutos para completar el intercambio de batería, funcionar con la batería llena y recargarse más rápido que un vehículo de combustión. Esto es muy emocionante y, naturalmente, atraerá la inversión de muchas empresas.
El servicio NIO Power Swap，El sistema de reemplazo de batería lanzado por el fabricante NIO puede reemplazar automáticamente una batería completamente cargada en 3 minutos. Cada reemplazo revisará automáticamente la batería y el sistema de alimentación para mantener el vehículo y la batería en óptimas condiciones.
Esto suena bastante tentador, y parece que ya podemos vislumbrar la transición fluida entre baterías bajas y baterías completamente cargadas en el futuro. Pero lo cierto es que existen demasiados fabricantes de vehículos eléctricos en el mercado, y la mayoría de ellos tienen diferentes especificaciones y rendimiento de batería. Debido a factores como la competencia en el mercado y las barreras técnicas, resulta difícil unificar las baterías de todas o incluso la mayoría de las marcas de vehículos eléctricos para que sus tamaños, especificaciones, rendimiento, etc., sean completamente consistentes y puedan intercambiarse entre sí. Esto también se ha convertido en la mayor limitación para la economización de las estaciones de intercambio de energía.
En la carretera: carga inalámbrica
Al igual que la tecnología de carga de teléfonos móviles, la carga inalámbrica también es una tendencia en el desarrollo de los vehículos eléctricos. Utiliza principalmente inducción electromagnética y resonancia magnética para transmitir energía, convertirla en un campo magnético y luego recibirla y almacenarla a través del dispositivo receptor del vehículo. Su velocidad de carga no es muy rápida, pero permite cargar mientras se conduce, lo que reduce la ansiedad por autonomía.
Electreon inauguró oficialmente recientemente carreteras electrificadas en Michigan, EE. UU., y se someterá a pruebas exhaustivas a principios de 2024. Esta tecnología permite que los coches eléctricos, circulando o estacionados en carreteras, carguen sus baterías sin necesidad de enchufarlos. Inicialmente, su longitud será de 400 metros y se ampliará a 1,6 kilómetros. El desarrollo de esta tecnología también ha impulsado significativamente el ecosistema móvil, pero requiere una gran cantidad de infraestructura y un gran volumen de trabajo de ingeniería.
Más desafíos
Cuando llegan más vehículos eléctricos，Se están estableciendo más redes de carga y se necesita generar más corriente, lo que implica una mayor presión de carga en la red eléctrica. Ya sea en energía, generación o transmisión y distribución de energía, nos enfrentaremos a grandes desafíos.
En primer lugar, desde una perspectiva macroeconómica global, el desarrollo del almacenamiento de energía sigue siendo una tendencia importante. Al mismo tiempo, es necesario acelerar la implementación técnica y el diseño de la V2X para que la energía pueda circular eficientemente en todos los eslabones.
En segundo lugar, utilizar la inteligencia artificial y la tecnología de big data para establecer redes inteligentes y mejorar su fiabilidad. Analizar y gestionar eficazmente la demanda de carga de los vehículos eléctricos y orientar la carga por periodos. Esto no solo reduce el riesgo de impacto en la red, sino que también reduce las facturas de electricidad de los conductores.
En tercer lugar, si bien la presión política funciona en teoría, su implementación es más importante. La Casa Blanca había declarado previamente invertir 7.500 millones de dólares en la construcción de estaciones de carga, pero el progreso ha sido prácticamente nulo. Esto se debe a la dificultad de adecuar los requisitos de subvención de la política al rendimiento de las instalaciones, y el afán de lucro del contratista está lejos de activarse.
Finalmente, los principales fabricantes de automóviles están trabajando en la carga ultrarrápida de alto voltaje. Por un lado, utilizarán tecnología de alto voltaje de 800 V y, por otro, mejorarán significativamente la tecnología de baterías y refrigeración para lograr una carga ultrarrápida de 10 a 15 minutos. Toda la industria se enfrentará a enormes desafíos.
Las diferentes tecnologías de carga rápida son adecuadas para diferentes ocasiones y necesidades, y cada método de carga también presenta deficiencias obvias. Cargadores trifásicos para carga rápida en casa, carga rápida de CC para rutas de alta velocidad, carga inalámbrica para conducción y estaciones de intercambio de energía para cambiar rápidamente las baterías. A medida que la tecnología de vehículos eléctricos continúa desarrollándose, la tecnología de carga rápida seguirá mejorando y avanzando. Cuando la plataforma de 800 V se popularice, abundarán los equipos de carga de más de 400 kW, y nuestra preocupación por la autonomía de los vehículos eléctricos se disipará gradualmente gracias a estos dispositivos confiables. Workersbee está dispuesto a colaborar con todos los socios de la industria para construir un futuro verde.
Hora de publicación: 19 de diciembre de 2023