Tendenser inden for opladningsmuligheder for elbiler

Væksten på markedet for elbiler kan føles uundgåelig: fokus på at reducere CO2-udledning, det nuværende politiske klima, investeringer fra regeringen og bilindustrien samt den fortsatte stræben efter et fuldt elektrisk samfund peger alle på en velsignelse for elbiler. Indtil nu har den udbredte anvendelse af elbiler blandt forbrugerne dog været hæmmet af lange opladningstider og mangel på opladningsinfrastruktur. Fremskridt inden for opladningsteknologi til elbiler imødekommer disse udfordringer og muliggør sikker og hurtig opladning derhjemme og på vejen. Opladningskomponenter og -infrastruktur er i fremgang for at imødekomme behovene på det hurtigt voksende marked for elbiler og baner vejen for en eksponentiel vækst inden for elektrisk transport.

DRIVKRÆFTER BAG MARKEDET FOR EVBILER

Investeringer i elbiler er steget i flere år, men øget opmærksomhed og efterspørgsel er blevet fremhævet af flere samfundssektorer. Det voksende fokus på klimaløsninger har fremhævet vigtigheden af ​​elbiler – evnen til både at reducere CO2-udledning fra forbrændingsmotorer og investere i ren energitransport er blevet et udbredt mål for både regeringer og industri. Dette fokus på bæredygtig vækst og bevarelse af naturressourcer driver også teknologien i retning af et fuldt elektrisk samfund – en verden med ubegrænset energi baseret på vedvarende ressourcer uden skadelige emissioner.
Disse miljømæssige og teknologiske drivkræfter afspejles i prioriteterne for føderal regulering og investering, især i lyset af 2021 Infrastructure Investment and Jobs Act, som øremærkede 7,5 milliarder dollars til elbilinfrastruktur på føderalt niveau, 2,5 milliarder dollars til tilskud til infrastruktur til opladning og tankning af elbiler og 5 milliarder dollars til det nationale program for opladning af elbiler. Biden-administrationen forfølger også et mål om at bygge og installere 500.000 DC-ladestationer over hele landet.

Denne tendens kan også ses på statsniveau. Stater som Californien, Massachusetts og New Jersey arbejder på lovgivning, der skal omfatte fuldt elektriske køretøjer. Skattefradrag, Electrify America-bevægelsen, incitamenter og påbud påvirker også både forbrugere og producenter til at omfavne elbilbevægelsen.

Bilproducenter er også med på udviklingen mod elbiler. Førende traditionelle bilproducenter, herunder GM, Ford, Volkswagen, BMW og Audi, introducerer konstant nye elbilmodeller. Ved udgangen af ​​2022 forventes der at være mere end 80 elbilmodeller og plug-in-hybrider tilgængelige på markedet. Der er også et stigende antal nye elbilproducenter, der kommer på markedet, herunder Tesla, Lucid, Nikola og Rivian.

Forsyningsselskaber forbereder sig også på et fuldt elektrisk samfund. Det er vigtigt, at forsyningsselskaber holder sig på forkant med udviklingen, når det kommer til elektrificering, for at imødekomme den stigende efterspørgsel, og kritisk infrastruktur, herunder mikronet, vil være nødvendig langs motorveje for at kunne rumme ladestandere. Køretøj-til-net-kommunikation vinder også frem langs motorveje.

VEJHINDRINGER FOR VÆKST

Selvom der er momentum for udbredt anvendelse af elbiler, forventes der udfordringer, der vil hæmme væksten. Selvom incitamenter vil tilskynde forbrugere eller flåder til at skifte til elbiler, kan de have en hage – der kan være en bevægelse for, at elbiler skal kunne kommunikere med infrastruktur for at spore kilometertal, hvilket kræver teknologiske innovationer og udendørs kommunikationsinfrastruktur.

En af de største hindringer for forbrugernes indførelse af elbiler er en pålidelig og effektiv ladeinfrastruktur. Det anslås, at der vil være behov for 9,6 millioner ladeporte inden 2030 for at imødekomme den forventede vækst på elbilmarkedet. Næsten 80 % af disse ladeporte vil være hjemmeladere, og omkring 20 % vil være offentlige ladere eller ladere på arbejdspladsen. I øjeblikket tøver forbrugerne med at købe et elbil på grund af rækkeviddeangst – bekymringen for, at deres bil ikke vil kunne køre en lang tur uden at skulle genoplades, og at ladestationer ikke vil være tilgængelige eller effektive, når der er behov for dem.

Især offentlige eller delte ladestationer skal kunne tilbyde næsten konstant højhastighedsopladning døgnet rundt. En bilist, der stopper ved en ladestation langs en motorvej, har sandsynligvis brug for en hurtig højtydende opladning – højtydende ladesystemer vil kunne give køretøjer et næsten fuldt opladet batteri efter blot et par minutters opladning.

Højhastighedsopladere kræver specifikke designhensyn for at fungere pålideligt. Væskekølingsfunktioner er nødvendige for at holde ladestifterne ved en optimal temperatur og forlænge den tid, et køretøj kan oplades med højere strømme. I områder med tætte køretøjer vil det at holde kontaktstifterne afkølede skabe effektiv og ensartet pålidelig højeffektopladning for at imødekomme den konstante strøm af forbrugernes opladningsbehov.

DESIGNHOVEDREVENS FOR HØJEFFEKTIG OPLADER

Elbilopladere bygges i stigende grad med fokus på at optimere robusthed og højtydende opladningskapacitet for at imødekomme elbilisters behov og overvinde rækkeviddeskræk. En højtydende elbiloplader med 500 ampere er muliggjort med væskekøle- og overvågningssystemet – kontaktbæreren i ladestikket har termisk ledningsevne og fungerer også som køleplade, da kølevæsken afgiver varmen via integrerede kølekanaler. Disse opladere indeholder en række sensorer, herunder kølevæskelækagesensorer og præcis temperaturovervågning ved hver strømkontakt for at sikre, at benene ikke overstiger 90 grader Celsius. Hvis denne tærskel nås, reducerer ladestyringen i ladestationen effekten for at opretholde en acceptabel temperatur.

Elbilopladere skal også kunne modstå slid og let kunne vedligeholdes. Håndtag til elbilopladere er designet til slid, og hårdhændet håndtering over tid, der påvirker kontaktfladen, er uundgåelig. I stigende grad designes ladere med modulære komponenter, hvilket muliggør nem udskiftning af kontaktfladen.
Kabelhåndtering i ladestationer er også en vigtig faktor for levetid og pålidelighed. Kraftige ladekabler indeholder kobberledninger, væskekøleledninger og aktivitetskabler, men skal stadig kunne modstå at blive trukket i eller kørt over. Andre overvejelser omfatter låsbare låse, som gør det muligt for en fører at lade deres køretøj lade op ved en offentlig ladestation uden at bekymre sig om, at nogen kan afbryde kablet.