Trendovi u mogućnostima punjenja električnih vozila

Rast tržišta električnih vozila može se činiti neizbježnim: fokus na smanjenju emisija CO2, trenutna politička klima, investicije vlade i automobilske industrije, te kontinuirana težnja ka potpuno električnom društvu, sve to ukazuje na blagodat električnih vozila. Međutim, do sada je široko rasprostranjeno usvajanje električnih vozila od strane potrošača bilo otežano dugim vremenima punjenja i nedostatkom infrastrukture za punjenje. Napredak u tehnologiji punjenja električnih vozila rješava ove izazove, omogućavajući sigurno i brzo punjenje kod kuće i na putu. Komponente i infrastruktura za punjenje rastu kako bi zadovoljile potrebe brzorastućeg tržišta električnih vozila, otvarajući put eksponencijalnom rastu električnog transporta.

POKRETAČKE SILE IZA TRŽIŠTA ELEKTRIČNIH VOZILA

Ulaganja u električna vozila rastu već nekoliko godina, ali nekoliko sektora društva naglašava sve veću pažnju i potražnju. Rastući fokus na klimatska rješenja istakao je važnost električnih vozila – sposobnost smanjenja emisija ugljika iz motora s unutrašnjim sagorijevanjem i ulaganja u transport čiste energije postala je široko rasprostranjeni cilj i za vladu i za industriju. Ovaj fokus na održivi rast i očuvanje prirodnih resursa također potiče tehnologiju da se kreće prema potpuno električnom društvu – svijetu s neograničenom energijom zasnovanom na obnovljivim resursima bez štetnih emisija.
Ovi ekološki i tehnološki pokretači ogledaju se u prioritetima federalne regulacije i investicija, posebno u svjetlu Zakona o ulaganjima u infrastrukturu i radnim mjestima iz 2021. godine, kojim je na federalnom nivou predviđeno 7,5 milijardi dolara za infrastrukturu za električna vozila, 2,5 milijardi dolara za grantove za infrastrukturu za punjenje i punjenje električnih vozila, te 5 milijardi dolara za Nacionalni program punjenja električnih vozila. Bidenova administracija također teži cilju izgradnje i instaliranja 500.000 DC stanica za punjenje širom zemlje.

Ovaj trend se može vidjeti i na nivou država. Države, uključujući Kaliforniju, Massachusetts i New Jersey, teže zakonodavstvu kojim bi se prihvatila potpuno električna vozila. Poreski krediti, pokret "Electrify America", podsticaji i mandati također utiču na potrošače i proizvođače da prihvate pokret električnih vozila.

Proizvođači automobila također se pridružuju prelasku na električna vozila. Vodeći proizvođači automobila, uključujući GM, Ford, Volkswagen, BMW i Audi, konstantno predstavljaju nove modele električnih vozila. Očekuje se da će do kraja 2022. godine na tržištu biti dostupno više od 80 modela električnih vozila i plug-in hibrida. Sve je veći broj novih proizvođača električnih vozila koji se pridružuju tržištu, uključujući Teslu, Lucid, Nikolu i Rivian.

Komunalna preduzeća se također pripremaju za potpuno električno društvo. Važno je da komunalna preduzeća ostanu ispred svih kada je u pitanju elektrifikacija kako bi se prilagodila rastućoj potražnji, a kritična infrastruktura, uključujući mikromreže, bit će potrebna duž međudržavnih autoputeva kako bi se smjestile stanice za punjenje električne energije. Komunikacija između vozila i mreže također dobija na zamahu duž autoputeva.

PREPREKE RASTA

Iako se zamah dobija na snazi ​​za široko usvajanje električnih vozila, očekuje se da će izazovi usporiti rast. Iako će podsticaji ohrabriti potrošače ili vozne parkove da pređu na električna vozila, oni mogu imati jednu zamku - mogao bi postojati pokret za električna vozila koja bi mogla komunicirati s infrastrukturom radi praćenja kilometraže, što bi zahtijevalo tehnološke inovacije i infrastrukturu za vanjsku komunikaciju.

Jedna od najvećih prepreka usvajanju električnih vozila na nivou potrošača je pouzdana i efikasna infrastruktura za punjenje. Procjenjuje se da će do 2030. godine biti potrebno 9,6 miliona priključaka za punjenje kako bi se prilagodilo predviđenom rastu tržišta električnih vozila. Gotovo 80% tih priključaka bit će kućni punjači, a oko 20% javni ili punjači na radnom mjestu. Trenutno, potrošači oklijevaju kupiti električno vozilo zbog straha od dometa – zabrinutosti da njihov automobil neće moći preći dugo putovanje bez potrebe za punjenjem i da stanice za punjenje neće biti dostupne ili efikasne kada je to potrebno.

Javni ili dijeljeni punjači posebno moraju biti u stanju da obezbijede gotovo konstantne mogućnosti punjenja velikom brzinom 24 sata dnevno. Vozaču koji se zaustavlja na stanici za punjenje duž autoputa vjerovatno je potrebno brzo punjenje velikom snagom – sistemi za punjenje velikom snagom moći će da napune bateriju vozila gotovo u potpunosti nakon samo nekoliko minuta punjenja.

Brzi punjači zahtijevaju specifične dizajnerske aspekte kako bi pouzdano radili. Mogućnosti tečnog hlađenja su neophodne kako bi se pinovi za punjenje održali na optimalnoj temperaturi i produžilo vrijeme punjenja vozila većim strujama. U područjima s velikom koncentracijom vozila, održavanje kontaktnih pinova hlađenim stvorit će efikasno i konzistentno pouzdano punjenje velikom snagom kako bi se zadovoljio stalan protok potražnje potrošača za punjenjem.

RAZMATRANJA DIZAJNA PUNJAČA VISOKOG SNAGE

Punjači za električna vozila se sve više grade s fokusom na optimizaciju robusnosti i mogućnosti punjenja velikom snagom kako bi se zadovoljile potrebe vozača električnih vozila i prevazišla zabrinutost zbog dometa. Punjač za električna vozila velike snage sa 500 ampera omogućen je sistemom tečnog hlađenja i praćenja – nosač kontakta u konektoru za punjenje ima toplotnu provodljivost i služi i kao hladnjak jer rashladna tečnost odvodi toplotu putem integrisanih kanala za hlađenje. Ovi punjači sadrže razne senzore, uključujući senzore curenja rashladne tečnosti i precizno praćenje temperature na svakom kontaktu za napajanje kako bi se osiguralo da igle ne prelaze 90 stepeni Celzijusa. Ako se dostigne taj prag, kontroler punjenja u stanici za punjenje smanjuje izlaznu snagu kako bi se održala prihvatljiva temperatura.

Punjači za električna vozila također moraju biti otporni na habanje i lako se održavati. Ručke za punjenje električnih vozila dizajnirane su za habanje, a grubo rukovanje tokom vremena koje utječe na kontaktnu površinu je neizbježno. Punjači se sve češće dizajniraju s modularnim komponentama, što omogućava jednostavnu zamjenu kontaktne površine.
Upravljanje kablovima u stanicama za punjenje također je važan faktor za dugotrajnost i pouzdanost. Kablovi za punjenje velike snage sadrže bakrene žice, vodove za tekuće hlađenje i kablove za aktivnosti, ali ipak moraju izdržati povlačenje ili pregaženje. Ostala razmatranja uključuju zaključavajuće brave, koje omogućavaju vozaču da ostavi svoje vozilo na punjenju na javnoj stanici bez brige da bi neko mogao odspojiti kabl.