Trendy v nabíjecích schopnostech elektromobilů

Růst trhu s elektromobily se může zdát nevyhnutelný: zaměření na snižování emisí CO2, současná politická situace, investice vlády a automobilového průmyslu a pokračující snaha o plně elektrickou společnost, to vše naznačuje přínos pro elektromobily. Doposud však široké přijetí elektromobilů spotřebiteli brzdily dlouhé doby nabíjení a nedostatek nabíjecí infrastruktury. Pokroky v technologii nabíjení elektromobilů tyto výzvy řeší a umožňují bezpečné a rychlé nabíjení doma i na silnicích. Nabíjecí komponenty a infrastruktura se rozvíjejí, aby splňovaly potřeby rychle rostoucího trhu s elektromobily, a připravují tak cestu pro exponenciální růst elektrické dopravy.

HNACÍ SÍLY TRHU ELEKTROMOBILY

Investice do elektromobilů rostou již několik let, ale několik sektorů společnosti jim věnuje zvýšenou pozornost a poptávku. Rostoucí zaměření na klimatická řešení zdůraznilo důležitost elektromobilů – schopnost snižovat emise uhlíku ze spalovacích motorů a investovat do dopravy založené na čisté energii se stala rozšířeným cílem pro vlády i průmysl. Toto zaměření na udržitelný růst a ochranu přírodních zdrojů také pohání technologie směrem k plně elektrické společnosti – světu s neomezenou energií založenou na obnovitelných zdrojích bez škodlivých emisí.
Tyto environmentální a technologické faktory se odrážejí v prioritách federální regulace a investic, zejména s ohledem na zákon o investicích do infrastruktury a pracovních místech z roku 2021, který vyčlenil 7,5 miliardy dolarů na infrastrukturu pro elektromobily na federální úrovni, 2,5 miliardy dolarů na granty na infrastrukturu pro nabíjení a doplňování paliva pro elektromobily a 5 miliard dolarů na Národní program nabíjení elektromobilů. Bidenova administrativa rovněž sleduje cíl vybudovat a instalovat 500 000 nabíjecích stanic stejnosměrného proudu po celé zemi.

Tento trend lze pozorovat i na úrovni jednotlivých států. Státy včetně Kalifornie, Massachusetts a New Jersey usilují o legislativu, která by přijala plně elektrická vozidla. Daňové úlevy, hnutí Electrify America, pobídky a nařízení také ovlivňují spotřebitele i výrobce, aby přijali hnutí elektromobilů.

K přechodu na elektromobily se připojují i ​​automobilky. Přední tradiční výrobci automobilů, včetně GM, Fordu, Volkswagenu, BMW a Audi, neustále uvádějí na trh nové modely elektromobilů. Do konce roku 2022 se očekává, že na trhu bude k dispozici více než 80 modelů elektromobilů a plug-in hybridů. Na trh se také připojuje stále více nových výrobců elektromobilů, včetně Tesly, Lucid, Nikoly a Rivianu.

Společnosti poskytující veřejné služby se také připravují na plně elektrickou společnost. Je důležité, aby si tyto společnosti udržely náskok v oblasti elektrifikace, aby mohly uspokojit rostoucí poptávku, a aby se do nich vešly nabíjecí stanice, bude podél mezistátních silnic zapotřebí kritická infrastruktura včetně mikrosítí. Komunikace mezi vozidly a sítí se také rozvíjí podél dálnic.

PŘEKÁŽKY RŮSTU

Přestože široké zavádění elektromobilů nabývá na obrátkách, očekává se, že růst zbrzdí určité výzvy. Pobídky sice povzbudí spotřebitele nebo vozové parky k přechodu na elektromobily, ale mohou mít jeden háček – může se objevit hnutí za to, aby elektromobily mohly komunikovat s infrastrukturou pro sledování najetých kilometrů, což bude vyžadovat technologické inovace a infrastrukturu pro venkovní komunikaci.

Jednou z největších překážek přijetí elektromobilů na spotřebitelské úrovni je spolehlivá a efektivní nabíjecí infrastruktura. Odhaduje se, že do roku 2030 bude zapotřebí 9,6 milionu nabíjecích portů, aby se uspokojil předpokládaný růst trhu s elektromobily. Téměř 80 % těchto portů budou domácí nabíječky a přibližně 20 % veřejné nebo nabíječky na pracovištích. V současné době spotřebitelé váhají s koupí elektromobilu kvůli obavám z dojezdu – obavám, že jejich auto nebude schopno ujet dlouhou cestu bez nutnosti dobíjení a že nabíjecí stanice nebudou k dispozici nebo efektivní, když to bude potřeba.

Zejména veřejné nebo sdílené nabíječky musí být schopny poskytovat téměř neustálé vysokorychlostní nabíjení 24 hodin denně. Řidič, který zastaví u nabíjecí stanice podél dálnice, pravděpodobně potřebuje rychlé a výkonné nabití – systémy nabíjení s vysokým výkonem budou schopny dodat vozidlům téměř plně nabitou baterii již po několika minutách nabíjení.

Vysokorychlostní nabíječky vyžadují pro spolehlivý provoz specifické konstrukční aspekty. Kapalinové chlazení je nezbytné pro udržení optimální teploty nabíjecích pinů a prodloužení doby nabíjení vozidla vyššími proudy. V oblastech s vysokou koncentrací vozidel zajistí chlazení kontaktních pinů efektivní a konzistentní spolehlivé nabíjení s vysokým výkonem, které uspokojí neustálý tok poptávky spotřebitelů po nabíjení.

ÚVAHY OHLEDNĚ KONSTRUKCE VYSOKOVÝKONNÉ NABÍJEČKY

Nabíječky pro elektromobily se stále častěji vyrábějí s důrazem na optimalizaci robustnosti a možností nabíjení s vysokým výkonem, aby splňovaly potřeby řidičů elektromobilů a překonaly obavy z dojezdu. Vysoce výkonná nabíječka pro elektromobily s 500 ampéry je umožněna díky systému chlazení a monitorování kapalinou – nosič kontaktů v nabíjecím konektoru má tepelnou vodivost a slouží také jako chladič, protože chladicí kapalina odvádí teplo integrovanými chladicími kanály. Tyto nabíječky obsahují řadu senzorů, včetně senzorů úniku chladicí kapaliny a přesného monitorování teploty u každého napájecího kontaktu, aby se zajistilo, že teplota pinů nepřekročí 90 stupňů Celsia. Pokud je této prahové hodnoty dosaženo, regulátor nabíjení v nabíjecí stanici sníží výstupní výkon, aby se udržela přijatelná teplota.

Nabíječky elektromobilů musí být také odolné proti opotřebení a snadno se udržovat. Rukojeti pro nabíjení elektromobilů jsou navrženy tak, aby odolaly opotřebení, takže hrubé zacházení v průběhu času, které ovlivňuje kontaktní plochu, je nevyhnutelné. Nabíječky jsou stále častěji navrhovány s modulárními komponenty, což umožňuje snadnou výměnu kontaktní plochy.
Správa kabelů v nabíjecích stanicích je také důležitým faktorem pro dlouhou životnost a spolehlivost. Vysoce výkonné nabíjecí kabely obsahují měděné dráty, kapalinové chladicí potrubí a aktivní kabely, ale přesto musí odolat tahání nebo přejíždění. Mezi další faktory patří uzamykatelné západky, které umožňují řidiči nechat své vozidlo nabíjet na veřejné stanici (modularitní plocha s ilustrací toku chladicí kapaliny), aniž by se musel obávat, že by někdo mohl kabel odpojit.