Ce factori afectează viteza de încărcare a unui încărcător de vehicule electrice?

Contradicția de bază a vitezei de încărcare este în esență provocarea finală a eficienței transmisiei energetice. Când utilizatorul introduce arma de încărcare în vehicul, curentul și tensiunea de la grămada de încărcare trebuie să se potrivească cu exactitate cu „apetitul” bateriei vehiculului. De exemplu, o mașină electrică echipată cu o platformă de înaltă tensiune de 800V poate, teoretic, să reînnoiască 80% din puterea sa în 15 minute printr-o grămadă de supraalimentare de 350kW, dar dacă o grămadă de încărcare veche care acceptă doar o arhitectură de 400V, puterea poate scădea brusc până la 150kW. Acest „efect de butoi” depinde nu numai de capacitățile hardware ale pilei de încărcare, ci și de reglarea în timp real a sistemului de gestionare a bateriilor de la bord (BMS). BMS este ca un „majordom inteligent” pentru baterie, monitorizând continuu temperatura celulei, echilibrul de tensiune și starea de încărcare (SOC) în timpul procesului de încărcare. Când se detectează că temperatura unei celule depășește 45 ° C, sistemul va reduce imediat puterea de încărcare pentru a preveni fuga termică-aceasta înseamnă că, chiar dacă aceeași grămadă de supraalimentare este utilizată în vara caldă, viteza de încărcare a vehiculului poate fi cu mai mult de 30% mai lentă decât iarna.

Încărcătoare de vehicule electrice

Proprietățile fizice ale bateriei în sine au stabilit un „plafon” insurmontabil pentru viteza de încărcare. Atunci când bateriile cu ioni de litiu sunt aproape de încărcarea completă, riscul de precipitații de metale cu litiu la anod crește brusc, astfel încât toate vehiculele electrice sunt obligate să intre în modul „Încărcare de timp” după ce bateria ajunge la 80%. Acest mecanism de protecție face ca timpul de încărcare din ultimii 20% să fie comparabil cu primii 80%. Mai subtil, bateriile diferitelor sisteme chimice au toleranțe complet diferite la încărcarea rapidă: deși bateriile de fosfat de fier de litiu (LFP) sunt costuri scăzute, rata lor de difuzie a litiului este lentă, iar viteza de încărcare la temperaturi scăzute este adesea cu 40% mai mică decât cea a bateriilor ternariene (NCM/NCA); Și bateriile noi cu electrozi negativi dopați de siliciu pot crește densitatea energetică, dar pot limita numărul de cicluri de încărcare rapidă din cauza problemelor de expansiune a particulelor de siliciu. Aceste contradicții îi obligă pe producătorii auto să găsească un echilibru între „viteza de încărcare”, „durata de viață a bateriei” și „controlul costurilor”.

Capacitatea de coordonare a infrastructurii este o altă „cătușă invizibilă” care este adesea trecută cu vederea. Puterea reală de ieșire a unei grămezi de încărcare rapidă DC cu o putere nominală de 150kW poate fi supusă capacității de alimentare instantanee a rețelei electrice. Când mai multe grămezi de încărcare funcționează în același timp în orele de vârf, încărcarea transformatorului se apropie de valoarea critică, iar stația de încărcare trebuie să reducă ieșirea fiecărei mormane prin alocarea dinamică a puterii. Acest fenomen este deosebit de evident în zonele urbane vechi - în conformitate cu datele unui operator de încărcare european, puterea de încărcare efectivă în perioada de vârf de seară este cu 22% mai mică decât valoarea nominală în medie. Fragmentarea standardelor de interfață de încărcare agravează în continuare pierderea eficienței. Dacă un model care utilizează interfața NACS Tesla folosește o grămadă de încărcare cu standardul CCS, trebuie să convertească protocolul printr-un adaptor, care poate provoca întârzierea comunicării 5% -10% și pierderea de energie. Deși tehnologia de încărcare wireless poate scăpa de limitările interfețelor fizice, eficiența sa de transmisie energetică este în prezent doar 92%-94%, ceea ce este cu 6-8 puncte procentuale mai mici decât încărcarea cu fir. Acesta este încă un neajuns inacceptabil pentru scenariile de supraalimentare care urmăresc eficiență extremă.

Direcția viitoare viitoare poate consta în revoluția tehnologică a „optimizării colaborative cu legătură completă”. Tehnologia de preîncălzire a bateriei de 270kW dezvoltată în comun de Porsche și Audi poate încălzi bateria de la -20 ℃ la temperatura optimă de funcționare de 25 ℃ 5 minute înainte de încărcare, crescând viteza de încărcare în medii la temperaturi scăzute cu 50%. „Arhitectura super-încărcată cu totul lichid” lansată de Huawei nu numai că reduce dimensiunea grămezii de încărcare cu 40% prin încorporarea tuturor transformatoarelor, încărcarea modulelor și cablurilor în sistemul de circulație de răcire lichidă, dar, de asemenea, în mod continuu, produce un curent ridicat de 600A, fără a declanșa o protecție supraîncălzită. Ceea ce este mai de remarcat este faptul că schimbările tehnologice din partea rețelei electrice redau ecologia de încărcare: stația de încărcare „depozitarea fotovoltaică și încărcarea integrată” testată într -un laborator din California poate menține o putere de încărcare de 250kW până la 2 ore atunci când rețeaua electrică este fără putere prin cooperarea fotovoltaicilor de pe acoperiș și a bateriilor de stocare a energiei. Acest model de energie „descentralizat” poate rezolva complet limitarea încărcării rețelei electrice pe viteza de încărcare.