Aké faktory ovplyvňujú rýchlosť nabíjania elektrického nabíjačky vozidla?

Hlavným rozporom rýchlosti nabíjania je v podstate konečnou výzvou efektívnosti prenosu energie. Keď používateľ vloží nabíjaciu pištoľ do vozidla, výstup prúdu a napätia pomocou hromady nabíjania sa musí presne zhodovať s „chuťou“ batérie vozidla. Napríklad elektrické auto vybavené 800V vysokou napätej platformy môže teoreticky dopĺňať 80% svojho výkonu za 15 minút prostredníctvom hromady preplňovania 350 kW, ale ak sa použije stará hromada nabíjania, ktorá podporuje iba 400 V architektúru, sila môže prudko klesnúť pod 150 kW. Tento „valcový efekt“ závisí nielen od hardvérových schopností hromady nabíjania, ale aj od regulácie palubného systému správy batérií v reálnom čase (BMS). BMS je ako „inteligentný komor“ pre batériu, počas procesu nabíjania nepretržite monitoruje teplotu bunky, rovnováhu napätia a stav nabíjania (SOC). Ak sa zistí, že teplota bunky presahuje 45 ° C, systém okamžite zníži nabíjaciu energiu, aby sa zabránilo tepelnému úteku-to znamená, že aj keď sa rovnaká hromada preplňovania používa v horúcom lete, rýchlosť nabíjania vozidla môže byť viac ako o 30% pomalšia ako v zime.

Nabíjačky elektrického vozidla

Fyzikálne vlastnosti samotnej batérie nastavili neprekonateľný „strop“ pre rýchlosť nabíjania. Keď sú lítium-iónové batérie blízko k úplnému nabitiu, riziko zrážok lítium kovov v anóde sa výrazne zvyšuje, takže všetky elektrické vozidlá sú nútené vstúpiť do režimu „nabíjania splodenia“ po tom, čo batéria dosiahne 80%. Tento ochranný mechanizmus spôsobuje, že čas nabíjania posledných 20% bude porovnateľný s prvými 80%. Jemnejšie, batérie rôznych chemických systémov majú úplne odlišné tolerancie k rýchlemu nabíjaniu: hoci batérie fosforečnanu lítium železa (LFP) sú nízke náklady, ich rýchlosť difúzie lítium je pomalá a rýchlosť nabíjania pri nízkych teplotách je často o 40% nižšia ako v prípade ternárnych batohov na líti (NCM/NCA); A nové batérie s negatívnymi elektródami dopované kremíkom môžu zvýšiť hustotu energie, ale môžu obmedziť počet cyklov rýchleho nabíjania v dôsledku problémov s rozširovaním častíc kremíka. Tieto rozpory nútia výrobcov automobilov, aby našli rovnováhu medzi „rýchlosťou nabíjania“, „životnosťou batérie“ a „kontrolou nákladov“.

Koordinačná schopnosť infraštruktúry je ďalším „neviditeľným pripútaním“, ktorý sa často prehliada. Skutočný výstupný výkon hromady rýchleho nabíjania DC s nominálnym výkonom 150 kW môže byť vystavený okamžitej kapacite napájania napájacej mriežky. Keď v priebehu špičkových hodín beží viaceré hromady nabíjania v rovnakom čase, zaťaženie transformátora sa blíži kritickej hodnote a nabíjacia stanica musí znížiť výstup každej hromady prostredníctvom dynamického rozdelenia energie. Tento jav je obzvlášť zrejmý v starých mestských oblastiach - podľa údajov európskeho operátora nabíjania je skutočná nabíjacia sila počas obdobia večerného vrcholu o 22% nižšia ako v priemere nominálna hodnota. Fragmentácia štandardov nabíjacieho rozhrania ďalej zhoršuje stratu účinnosti. Ak model využívajúci rozhranie NACS spoločnosti TESLA používa hromadu nabíjania so štandardom CCS, musí previesť protokol prostredníctvom adaptéra, ktorý môže spôsobiť 5%-10% oneskorenie komunikácie a stratu energie. Aj keď technológia bezdrôtového nabíjania sa môže zbaviť obmedzení fyzických rozhraní, jeho účinnosť prenosu energie je v súčasnosti iba 92%-94%, čo je o 6-8 percentuálnych bodov nižšia ako káblové nabíjanie. Toto je stále neprijateľný nedostatok scenárov preplňovania, ktoré sledujú extrémnu efektívnosť.

Budúce prielomové smerovanie môže spočívať v technologickej revolúcii „optimalizácie spolupráce“. Technológia predbežného ohrievania batérie 270 kW, ktorá sa spoločne vyvinula spoločnosťou Porsche a Audi, môže batériu zahriať od -20 ° na optimálnu prevádzkovú teplotu 25 ℃ 5 minút pred nabíjaním, čím sa zvýši rýchlosť nabíjania v prostredí s nízkou teplotou o 50%. „Architektúra super-kvapaliny chladenia s kvapalinou“, ktorú spoločnosť Huawei spustila, nielen znižuje veľkosť hromady nabíjania o 40% začlenením všetkých transformátorov, nabíjacích modulov a káblov do systému cirkulácie chladenia kvapaliny, ale tiež nepretržite vyvoláva vysoký prúd 600A bez toho, aby vyvolala prehriatie ochrany. Je pozoruhodnejšie, že technologické zmeny na strane elektrickej siete pretvárajú ekológiu nabíjania: „Fottovoltaické skladovanie a integrované nabíjanie“ nabíjacej stanice testované v laboratóriu v Kalifornii môžu udržiavať nabíjaciu energiu 250 kW až 2 hodiny, keď je energická mriežka mimo energie prostredníctvom energie cez energiu prostredníctvom kooperácie strešnej fotovolty a energetického úložného priestoru. Tento „decentralizovaný“ energetický model môže úplne vyriešiť obmedzenie zaťaženia výkonovej mriežky pri rýchlosti nabíjania.