Τάσεις στις δυνατότητες φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων

Η ανάπτυξη της αγοράς ηλεκτρικών οχημάτων μπορεί να φαίνεται αναπόφευκτη: η εστίαση στη μείωση των εκπομπών CO2, το τρέχον πολιτικό κλίμα, οι επενδύσεις από την κυβέρνηση και την αυτοκινητοβιομηχανία, καθώς και η συνεχιζόμενη επιδίωξη της πλήρως ηλεκτρικής κοινωνίας, όλα δείχνουν μια ώθηση στα ηλεκτρικά οχήματα. Μέχρι τώρα, ωστόσο, η ευρεία υιοθέτηση των ηλεκτρικών οχημάτων από τους καταναλωτές παρεμποδιζόταν από τους μεγάλους χρόνους φόρτισης και την έλλειψη υποδομών φόρτισης. Οι εξελίξεις στην τεχνολογία φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων αντιμετωπίζουν αυτές τις προκλήσεις, επιτρέποντας την ασφαλή και γρήγορη φόρτιση στο σπίτι και στο δρόμο. Τα εξαρτήματα και οι υποδομές φόρτισης αυξάνονται για να καλύψουν τις ανάγκες της ταχέως αναπτυσσόμενης αγοράς ηλεκτρικών οχημάτων, ανοίγοντας το δρόμο για μια εκθετική ανάπτυξη στις ηλεκτρικές μεταφορές.

ΚΙΝΗΤΗΡΙΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΠΙΣΩ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΓΟΡΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΟΧΗΜΑΤΩΝ

Οι επενδύσεις σε ηλεκτρικά οχήματα αυξάνονται εδώ και αρκετά χρόνια, αλλά η αυξημένη προσοχή και ζήτηση έχει τονιστεί από διάφορους τομείς της κοινωνίας. Η αυξανόμενη εστίαση στις κλιματικές λύσεις έχει αναδείξει τη σημασία των ηλεκτρικών οχημάτων - η δυνατότητα τόσο μείωσης των εκπομπών άνθρακα από κινητήρες εσωτερικής καύσης όσο και επένδυσης σε μεταφορές καθαρής ενέργειας έχει γίνει ένας διαδεδομένος στόχος τόσο για την κυβέρνηση όσο και για τη βιομηχανία. Αυτή η εστίαση στη βιώσιμη ανάπτυξη και τη διατήρηση των φυσικών πόρων οδηγεί επίσης την τεχνολογία σε μια πλήρως ηλεκτρική κοινωνία - έναν κόσμο με απεριόριστη ενέργεια που βασίζεται σε ανανεώσιμους πόρους χωρίς επιβλαβείς εκπομπές.
Αυτοί οι περιβαλλοντικοί και τεχνολογικοί παράγοντες αντικατοπτρίζονται στις προτεραιότητες της ομοσπονδιακής ρύθμισης και των επενδύσεων, ιδίως υπό το πρίσμα του Νόμου για τις Επενδύσεις σε Υποδομές και την Απασχόληση του 2021, ο οποίος προέβλεψε 7,5 δισεκατομμύρια δολάρια για υποδομές ηλεκτρικών οχημάτων σε ομοσπονδιακό επίπεδο, 2,5 δισεκατομμύρια δολάρια για επιχορηγήσεις υποδομών φόρτισης και ανεφοδιασμού ηλεκτρικών οχημάτων και 5 δισεκατομμύρια δολάρια για το Εθνικό Πρόγραμμα Φόρτισης Ηλεκτρικών Οχημάτων. Η κυβέρνηση Μπάιντεν επιδιώκει επίσης τον στόχο της κατασκευής και εγκατάστασης 500.000 σταθμών φόρτισης συνεχούς ρεύματος σε όλη τη χώρα.

Αυτή η τάση μπορεί επίσης να παρατηρηθεί σε επίπεδο πολιτείας. Πολιτείες όπως η Καλιφόρνια, η Μασαχουσέτη και το Νιου Τζέρσεϊ επιδιώκουν τη θέσπιση νομοθεσίας για την υιοθέτηση πλήρως ηλεκτρικών οχημάτων. Οι φορολογικές ελαφρύνσεις, το κίνημα Electrify America, τα κίνητρα και οι εντολές επηρεάζουν επίσης τους καταναλωτές και τους κατασκευαστές να υιοθετήσουν το κίνημα των ηλεκτρικών οχημάτων.

Οι αυτοκινητοβιομηχανίες συμμετέχουν επίσης στην τάση προς τα ηλεκτρικά οχήματα. Κορυφαίες παλαιές αυτοκινητοβιομηχανίες, όπως οι GM, Ford, Volkswagen, BMW και Audi, λανσάρουν συνεχώς νέα μοντέλα ηλεκτρικών οχημάτων. Μέχρι το τέλος του 2022, αναμένεται να υπάρχουν περισσότερα από 80 μοντέλα ηλεκτρικών οχημάτων και plug-in υβριδικά διαθέσιμα στην αγορά. Υπάρχει επίσης ένας αυξανόμενος αριθμός νέων κατασκευαστών ηλεκτρικών οχημάτων που εισέρχονται στην αγορά, συμπεριλαμβανομένων των Tesla, Lucid, Nikola και Rivian.

Οι εταιρείες κοινής ωφέλειας προετοιμάζονται επίσης για μια κοινωνία που βασίζεται αποκλειστικά στην ηλεκτρική ενέργεια. Είναι σημαντικό οι εταιρείες κοινής ωφέλειας να παραμένουν ένα βήμα μπροστά όσον αφορά την ηλεκτροδότηση, προκειμένου να ανταποκριθούν στην αυξανόμενη ζήτηση, και θα χρειαστούν κρίσιμες υποδομές, συμπεριλαμβανομένων των μικροδικτύων, κατά μήκος των διαπολιτειακών οδών, προκειμένου να φιλοξενηθούν σταθμοί φόρτισης ενέργειας. Η επικοινωνία οχήματος προς δίκτυο κερδίζει επίσης έδαφος κατά μήκος των αυτοκινητοδρόμων.

ΕΜΠΟΔΙΑ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ

Ενώ η ευρεία υιοθέτηση των ηλεκτρικών οχημάτων κερδίζει έδαφος, αναμένεται να δημιουργηθούν προβλήματα που θα εμποδίσουν την ανάπτυξη. Ενώ τα κίνητρα θα ενθαρρύνουν τους καταναλωτές ή τους στόλους οχημάτων να στραφούν σε ηλεκτρικά οχήματα, ενδέχεται να έχουν ένα πρόβλημα - μπορεί να υπάρξει μια τάση για την επικοινωνία των ηλεκτρικών οχημάτων με υποδομές για την παρακολούθηση των διανυθέντων χιλιομέτρων, κάτι που απαιτεί τεχνολογικές καινοτομίες και υποδομές εξωτερικών επικοινωνιών.

Ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια στην υιοθέτηση των ηλεκτρικών οχημάτων σε επίπεδο καταναλωτών είναι η αξιόπιστη και αποτελεσματική υποδομή φόρτισης. Υπολογίζεται ότι έως το 2030 θα χρειαστούν 9,6 εκατομμύρια θύρες φόρτισης για να καλυφθεί η προβλεπόμενη ανάπτυξη της αγοράς ηλεκτρικών οχημάτων. Σχεδόν το 80% αυτών των θυρών θα είναι οικιακοί φορτιστές και περίπου το 20% θα είναι δημόσιοι ή επαγγελματικοί φορτιστές. Επί του παρόντος, οι καταναλωτές διστάζουν να αγοράσουν ένα ηλεκτρικό όχημα λόγω του άγχους της αυτονομίας - της ανησυχίας ότι το αυτοκίνητό τους δεν θα μπορεί να κάνει ένα μακρύ ταξίδι χωρίς να χρειάζεται να επαναφορτιστεί και ότι οι σταθμοί φόρτισης δεν θα είναι διαθέσιμοι ή αποτελεσματικοί όταν χρειάζονται.

Οι δημόσιοι ή κοινόχρηστοι φορτιστές ειδικότερα πρέπει να είναι σε θέση να παρέχουν σχεδόν σταθερές δυνατότητες φόρτισης υψηλής ταχύτητας όλο το εικοσιτετράωρο. Ένας οδηγός που σταματά σε έναν σταθμό φόρτισης κατά μήκος ενός αυτοκινητόδρομου πιθανότατα χρειάζεται μια γρήγορη φόρτιση υψηλής ισχύος - τα συστήματα φόρτισης υψηλής ισχύος θα είναι σε θέση να παρέχουν στα οχήματα μια σχεδόν πλήρως φορτισμένη μπαταρία μετά από λίγα μόνο λεπτά φόρτισης.

Οι φορτιστές υψηλής ταχύτητας απαιτούν συγκεκριμένες σχεδιαστικές παραμέτρους για να λειτουργούν αξιόπιστα. Οι δυνατότητες υγρής ψύξης είναι απαραίτητες για να διατηρούνται οι ακροδέκτες φόρτισης σε βέλτιστη θερμοκρασία και να παρατείνεται ο χρόνος που ένα όχημα μπορεί να φορτιστεί με υψηλότερα ρεύματα. Σε περιοχές φόρτισης με πυκνή κυκλοφορία οχημάτων, η διατήρηση των ακροδεκτών επαφής σε ψύξη θα δημιουργήσει αποτελεσματική και συνεπή αξιόπιστη φόρτιση υψηλής ισχύος για την κάλυψη της σταθερής ροής της ζήτησης φόρτισης των καταναλωτών.

ΣΚΕΨΕΙΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΦΟΡΤΙΣΤΗ ΥΨΗΛΗΣ ΙΣΧΥΟΣ

Οι φορτιστές ηλεκτρικών οχημάτων κατασκευάζονται ολοένα και περισσότερο με έμφαση στη βελτιστοποίηση της ανθεκτικότητας και των δυνατοτήτων φόρτισης υψηλής ισχύος, ώστε να καλύπτουν τις ανάγκες των οδηγών ηλεκτρικών οχημάτων και να ξεπερνούν το άγχος της αυτονομίας. Ένας φορτιστής ηλεκτρικού οχήματος υψηλής ισχύος με 500 αμπέρ καθίσταται εφικτός χάρη στο σύστημα ψύξης και παρακολούθησης υγρού - ο φορέας επαφής στην υποδοχή φόρτισης διαθέτει θερμική αγωγιμότητα και χρησιμεύει επίσης ως ψύκτρα καθώς το ψυκτικό μέσο διαχέει τη θερμότητα μέσω ενσωματωμένων αγωγών ψύξης. Αυτοί οι φορτιστές περιέχουν μια ποικιλία αισθητήρων, συμπεριλαμβανομένων αισθητήρων διαρροής ψυκτικού και ακριβούς παρακολούθησης θερμοκρασίας σε κάθε επαφή τροφοδοσίας, για να διασφαλίζεται ότι οι ακίδες δεν υπερβαίνουν τους 90 βαθμούς Κελσίου. Εάν επιτευχθεί αυτό το όριο, ο ελεγκτής φόρτισης στον σταθμό φόρτισης μειώνει την ισχύ εξόδου για να διατηρήσει μια αποδεκτή θερμοκρασία.

Οι φορτιστές ηλεκτρικών οχημάτων (EV) πρέπει επίσης να είναι ανθεκτικοί στη φθορά και να υποβάλλονται εύκολα σε συντήρηση. Οι λαβές φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων (EV) έχουν σχεδιαστεί για φθορά, επομένως ο τραχύς χειρισμός με την πάροδο του χρόνου που επηρεάζει την επιφάνεια σύνδεσης είναι αναπόφευκτος. Όλο και περισσότερο, οι φορτιστές σχεδιάζονται με αρθρωτά εξαρτήματα, επιτρέποντας την εύκολη αντικατάσταση της επιφάνειας σύνδεσης.
Η διαχείριση των καλωδίων στους σταθμούς φόρτισης είναι επίσης μια σημαντική παράμετρος για τη μακροζωία και την αξιοπιστία. Τα καλώδια φόρτισης υψηλής ισχύος περιέχουν χάλκινα σύρματα, γραμμές υγρής ψύξης και καλώδια δραστηριότητας, αλλά εξακολουθούν να πρέπει να αντέχουν στο τράβηγμα ή την οδήγηση. Άλλες παράμετροι περιλαμβάνουν τα κλειδώσιμα μάνταλα, τα οποία επιτρέπουν στον οδηγό να εγκαταλείψει (Διαμόρφωση της επιφάνειας σύνδεσης μαζί με μια απεικόνιση της ροής ψυκτικού υγρού) το όχημά του που φορτίζει σε έναν δημόσιο σταθμό χωρίς να ανησυχεί ότι κάποιος μπορεί να αποσυνδέσει το καλώδιο.