La corsia di sorpasso verso il futuro: esplorare gli sviluppi nella ricarica rapida dei veicoli elettrici

Le vendite di veicoli elettrici aumentano di anno in anno, come ci aspettavamo, anche se sono ancora lontane dal raggiungimento degli obiettivi climatici. Ma possiamo ancora credere con ottimismo a questa previsione dei dati: entro il 2030, il numero di veicoli elettrici in tutto il mondo dovrebbe superare i 125 milioni. Dal rapporto è emerso che tra le aziende intervistate a livello globale che non stanno ancora prendendo in considerazione l’utilizzo dei BEV, il 33% ha citato il numero di punti di ricarica pubblici come uno dei principali ostacoli al raggiungimento di questo obiettivo. La ricarica dei veicoli elettrici è sempre una delle principali preoccupazioni.

La ricarica dei veicoli elettrici si è evoluta da super inefficienteCaricabatterie LIVELLO 1 alCaricabatterie LIVELLO 2ormai comune nelle residenze, che ci dà più libertà e sicurezza durante la guida. Le persone stanno iniziando ad avere aspettative più elevate nei confronti della ricarica dei veicoli elettrici: corrente più elevata, maggiore potenza e ricarica più rapida e stabile. In questo articolo esploreremo insieme lo sviluppo e il progresso della ricarica rapida dei veicoli elettrici.

Dove sono i limiti?

Innanzitutto dobbiamo comprendere il fatto che la realizzazione della ricarica rapida non si basa solo sul caricabatterie. È necessario prendere in considerazione la progettazione tecnica del veicolo stesso e altrettanto importanti sono la capacità e la densità di energia della batteria. Pertanto, la tecnologia di ricarica è soggetta anche allo sviluppo della tecnologia delle batterie, compresa la tecnologia di bilanciamento del pacco batteria, e al problema di superare l'attenuazione galvanica delle batterie al litio causata dalla ricarica rapida. Ciò potrebbe richiedere progressi innovativi nell’intero sistema di alimentazione dei veicoli elettrici, nella progettazione delle batterie, nelle celle delle batterie e persino nei materiali molecolari delle batterie.

In secondo luogo, il sistema BMS del veicolo e il sistema di ricarica del caricabatterie devono collaborare per monitorare e controllare costantemente la temperatura della batteria e del caricabatterie, la tensione di carica, la corrente e il SOC dell'auto. Assicurarsi che la corrente elevata possa essere immessa nella batteria in modo sicuro, stabile ed efficiente in modo che l'apparecchiatura possa funzionare in modo sicuro e affidabile senza eccessiva perdita di calore.

Si può vedere che lo sviluppo della ricarica rapida non richiede solo lo sviluppo delle infrastrutture di ricarica, ma richiede anche progressi innovativi nella tecnologia delle batterie e il supporto della tecnologia di trasmissione e distribuzione della rete elettrica. Rappresenta anche una sfida enorme per la tecnologia di dissipazione del calore.

Più potenza, più corrente:Ampia rete di ricarica rapida CC

L'attuale ricarica rapida pubblica in corrente continua utilizza alta tensione e corrente elevata, e i mercati europeo e americano stanno accelerando l'implementazione di reti di ricarica da 350 kW. Si tratta di un’enorme opportunità e sfida per i produttori di apparecchiature di ricarica di tutto il mondo. Richiede che l'attrezzatura di ricarica sia in grado di dissipare il calore trasmettendo energia e di garantire che la pila di ricarica possa funzionare in modo sicuro e affidabile. Come tutti sappiamo, esiste una relazione esponenziale positiva tra trasmissione di corrente e generazione di calore, quindi questa è una grande prova delle riserve tecniche e delle capacità di innovazione del produttore.

La rete di ricarica rapida CC deve fornire molteplici meccanismi di protezione di sicurezza, in grado di gestire in modo intelligente le batterie e i caricabatterie dell'auto durante il processo di ricarica per garantire la sicurezza della batteria e delle apparecchiature.

Inoltre, a causa dello scenario di utilizzo dei caricabatterie pubblici, le spine di ricarica devono essere impermeabili, antipolvere e altamente resistenti agli agenti atmosferici.

In qualità di produttore internazionale di apparecchiature di ricarica con oltre 16 anni di esperienza nella ricerca e sviluppo e nella produzione, Workersbee esplora da molti anni le tendenze di sviluppo e le scoperte tecnologiche della tecnologia di ricarica dei veicoli elettrici con partner leader del settore. La nostra ricca esperienza di produzione e la forte forza in ricerca e sviluppo ci hanno permesso di lanciare quest'anno una nuova generazione di prese di ricarica con raffreddamento a liquido CCS2.

Adotta un design della struttura integrato e il mezzo di raffreddamento a liquido può essere il raffreddamento ad olio o il raffreddamento ad acqua. La pompa elettronica fa fluire il liquido refrigerante nella spina di ricarica e rimuove il calore generato dall'effetto termico della corrente in modo che i cavi di piccola sezione trasversale possano trasportare grandi correnti e controllare efficacemente l'aumento di temperatura. Dal momento del lancio del prodotto, il riscontro del mercato è stato eccellente ed è stato elogiato all'unanimità da noti produttori di apparecchiature di ricarica. Stiamo inoltre raccogliendo attivamente il feedback dei clienti, ottimizzando costantemente le prestazioni dei prodotti e sforzandoci di iniettare maggiore vitalità nel mercato.

Al momento, i Supercharger di Tesla hanno voce in capitolo nella rete di ricarica rapida DC nel mercato della ricarica dei veicoli elettrici. La nuova generazione di Supercharger V4 è attualmente limitata a 250 kW, ma dimostrerà velocità di burst più elevate man mano che la potenza verrà aumentata a 350 kW, in grado di aggiungere 115 miglia in soli cinque minuti.

I dati dei rapporti pubblicati dai dipartimenti dei trasporti di molti paesi mostrano che le emissioni di gas serra provenienti dal settore dei trasporti rappresentano circa 1/4 delle emissioni totali di gas serra del paese. Ciò include non solo le autovetture leggere ma anche gli autocarri pesanti. La decarbonizzazione del settore dei trasporti è ancora più importante e impegnativa per il miglioramento del clima. Per la ricarica dei camion elettrici pesanti, l’industria ha proposto un sistema di ricarica a livello di megawatt. Kempower ha annunciato il lancio di apparecchiature di ricarica CC ultraveloci fino a 1,2 MW e prevede di metterle in uso nel Regno Unito nel primo trimestre del 2024.

Il DOE statunitense ha già proposto lo standard XFC per la ricarica estremamente rapida, definendolo una sfida chiave da superare per ottenere un’adozione diffusa dei veicoli elettrici. Si tratta di un insieme completo di tecnologie sistematiche che comprendono batterie, veicoli e apparecchiature di ricarica. La ricarica può essere completata in 15 minuti o meno in modo da poter competere con il tempo di rifornimento di un ICE.

Scambio,Caricato:Stazione di scambio energetico

Oltre ad accelerare la costruzione delle stazioni di ricarica, anche le stazioni di scambio energetico “swap and go” hanno ricevuto molta attenzione nel sistema di rifornimento rapido dell’energia. Dopotutto, bastano pochi minuti per completare la sostituzione della batteria, funzionare con una batteria carica e ricaricarsi più velocemente di un veicolo a carburante. Questo è molto entusiasmante e attirerà naturalmente molte aziende in cui investire.

Il servizio NIO Power Swap,lanciato dalla casa automobilistica NIO può sostituire automaticamente una batteria completamente carica in 3 minuti. Ogni sostituzione controllerà automaticamente la batteria e il sistema di alimentazione per mantenere il veicolo e la batteria nelle migliori condizioni.

Questo sembra abbastanza allettante e sembra che in futuro possiamo già vedere la continuità tra batterie scariche e batterie completamente cariche. Ma il fatto è che ci sono troppi produttori di veicoli elettrici sul mercato e la maggior parte dei produttori ha specifiche e prestazioni delle batterie diverse. A causa di fattori quali la concorrenza sul mercato e le barriere tecniche, è difficile per noi unificare le batterie di tutte o anche della maggior parte delle marche di veicoli elettrici in modo che le loro dimensioni, specifiche, prestazioni, ecc. siano completamente coerenti e possano essere scambiate tra loro. Questo è diventato anche il più grande vincolo all’economicizzazione delle stazioni di scambio energetico.

In viaggio: ricarica wireless

Analogamente al percorso di sviluppo della tecnologia di ricarica dei telefoni cellulari, anche la ricarica wireless è una direzione di sviluppo dei veicoli elettrici. Utilizza principalmente l'induzione elettromagnetica e la risonanza magnetica per trasmettere energia, convertire l'energia in un campo magnetico, quindi ricevere e immagazzinare energia attraverso il dispositivo di ricezione del veicolo. La sua velocità di ricarica non sarà troppo elevata, ma può essere ricaricata durante la guida, il che può essere considerato un alleviamento dell'ansia da autonomia.

Electreon ha recentemente aperto ufficialmente strade elettrificate nel Michigan, negli Stati Uniti, e sarà ampiamente testato all'inizio del 2024. Consente alle auto elettriche che circolano o parcheggiano lungo le strade di caricare le batterie senza essere collegate alla presa di corrente, inizialmente per un quarto di miglio e sarà esteso a un miglio. Lo sviluppo di questa tecnologia ha attivato notevolmente anche l’ecosistema mobile, ma richiede una costruzione di infrastrutture estremamente elevata e un’enorme quantità di lavoro ingegneristico.

Altre sfide

Quando affluiscono più veicoli elettrici,verranno create più reti di ricarica e sarà necessaria più corrente in uscita, il che significa che ci sarà una maggiore pressione di carico sulla rete elettrica. Che si tratti di energia, produzione di energia o trasmissione e distribuzione di energia, dovremo affrontare grandi sfide.

In primo luogo, da una prospettiva macro globale, lo sviluppo dello stoccaggio energetico rappresenta ancora una tendenza importante. Allo stesso tempo, è anche necessario accelerare la realizzazione tecnica e il layout del V2X affinché l’energia possa circolare in modo efficiente in tutti i collegamenti.

In secondo luogo, utilizzare l’intelligenza artificiale e la tecnologia dei big data per creare reti intelligenti e migliorare l’affidabilità della rete. Analizza e gestisci in modo efficace la domanda di ricarica dei veicoli elettrici e guida alla ricarica in base ai periodi. Non solo può ridurre il rischio di impatto sulla rete, ma può anche ridurre le bollette elettriche dei proprietari di automobili.

In terzo luogo, sebbene la pressione politica funzioni in teoria, il modo in cui viene attuata è più importante. La Casa Bianca aveva precedentemente affermato di investire 7,5 miliardi di dollari nella costruzione di stazioni di ricarica, ma non ci sono stati quasi progressi. Il motivo è che è difficile far corrispondere i requisiti di sovvenzione previsti dalla politica con le prestazioni delle strutture, e la spinta al profitto dell'appaltatore è lungi dall'essere attivata.

Infine, le principali case automobilistiche stanno lavorando alla ricarica superveloce ad alta tensione. Da un lato, utilizzeranno la tecnologia ad alta tensione da 800 V e, dall’altro, aggiorneranno in modo significativo la tecnologia della batteria e la tecnologia di raffreddamento per ottenere una ricarica superveloce di 10-15 minuti. L’intero settore dovrà affrontare sfide enormi.

Diverse tecnologie di ricarica rapida sono adatte a diverse occasioni ed esigenze e ogni metodo di ricarica presenta anche evidenti carenze. Caricabatterie trifase per la ricarica rapida a casa, ricarica rapida CC per corridoi ad alta velocità, ricarica wireless per lo stato di guida e stazioni di scambio di energia per sostituire rapidamente le batterie. Poiché la tecnologia dei veicoli elettrici continua a svilupparsi, la tecnologia di ricarica rapida continuerà a migliorare e avanzare. Quando la piattaforma da 800 V diventerà popolare, le apparecchiature di ricarica superiori a 400 kW abbonderanno e la nostra ansia sull’autonomia dei veicoli elettrici verrà gradualmente eliminata da questi dispositivi affidabili. Workersbee è disposta a collaborare con tutti i partner del settore per creare un futuro verde!