Energia-ibilgailuen kargatzeko modulu berrien industriaren garapen-aukera joera

1. Kargatzeko moduluen industriaren garapenaren ikuspegi orokorra

Kargatzeko moduluak dira energia berriko ibilgailuentzako DC kargatzeko pilen muina. Txinan energia berriko ibilgailuen sartze-tasa eta jabetza handitzen jarraitzen duen heinean, kargatzeko pilen eskaria handitzen ari da. Energia berriko ibilgailuen karga AC karga motelean eta DC karga azkarrean banatzen da. DC karga azkarrak tentsio handiko, potentzia handiko eta karga azkarraren ezaugarriak ditu. Merkatuak kargatzeko eraginkortasuna bilatzen duen heinean, DC kargatzeko pilen eta kargatzeko moduluen merkatu-eskala zabaltzen jarraitzen du.

2. Ibilgailu elektrikoen kargatzeko moduluen industriaren maila teknikoa eta ezaugarriak

Energia-ibilgailuen kargatzeko moduluen industria berriaren ezaugarri teknikoak hauek dira: modulu bakarreko potentzia handia, maiztasun handia, miniaturizazioa, bihurketa-eraginkortasun handia eta tentsio-tarte zabala.

Modulu bakarreko potentziari dagokionez, energia kargatzeko pila berrien kargatzeko moduluen industriak 7,5 kW-ko produktu nagusien garapena izan du 2014an, 20A eta 15 kW-ko korronte konstantea 2015ean, eta 25A eta 15 kW-ko potentzia konstantea 2016an. Gaur egungo aplikazio nagusiko kargatzeko moduluak 20 kW eta 30 kW dira. Modulu bakarreko irtenbideak eta 40 kW-ko energia kargatzeko pila berrien potentzia-hornidurarako bihurketa modulu bakarreko irtenbideetara. Potentzia handiko kargatzeko moduluak etorkizuneko merkatu-garapen joera bihurtu dira.

Irteerako tentsioari dagokionez, State Grid-ek 2017ko "Ibilgailu Elektrikoak Kargatzeko Ekipamenduen Hornitzaileen Kalifikazio eta Gaitasun Egiaztapen Arauak" argitaratu zituen, eta bertan adierazi zuen DC kargagailuen irteerako tentsio-tartea 200-750V dela, eta potentzia-tentsio konstanteak gutxienez 400-500V eta 600-750V tarteak hartzen dituela. Hori dela eta, modulu-fabrikatzaile guztiek, oro har, 200-750V-rako moduluak diseinatzen dituzte eta potentzia konstanteko eskakizunak betetzen dituzte. Ibilgailu elektrikoen autonomia handitzearekin eta energia berriko ibilgailuen erabiltzaileek kargatzeko denbora murrizteko eskaerarekin, industriak 800V-ko kargatze-arkitektura super azkarra proposatu du, eta enpresa batzuek DC kargatzeko pila-kargatzeko moduluak hornitzea lortu dute, 200-1000V-ko irteerako tentsio-tarte zabalarekin.

Karga-moduluen maiztasun handiko eta miniaturizazioari dagokionez, energia-karga-pila elikatze-iturri berrien makina bakarreko moduluen potentzia handitu egin da, baina ezin da bere bolumena proportzionalki handitu. Beraz, kommutazio-maiztasuna handitzea eta osagai magnetikoak integratzea potentzia-dentsitatea handitzeko bide garrantzitsu bihurtu dira.

Kargatzeko moduluen eraginkortasunari dagokionez, energia kargatzeko pila berrien kargatzeko moduluen industriako enpresa handiek, oro har, % 95-96ko eraginkortasun maximoa izaten dute. Etorkizunean, hirugarren belaunaldiko potentzia-gailuak bezalako osagai elektronikoen garapenarekin eta 800 V edo gehiagoko ibilgailu elektrikoak ezagutaraztearekin, tentsio handiko plataforma batekin, industriak % 98tik gorako eraginkortasun maximoa duten produktuak ekarriko dituela espero da.

Kargatzeko moduluen potentzia-dentsitatea handitzen den heinean, beroa xahutzeko arazo handiagoak ere sortzen dira. Kargatzeko moduluen beroa xahutzeari dagokionez, industrian gaur egun beroa xahutzeko metodo nagusia aire behartuaren bidezko hoztea da, eta badira aire hotzeko hodi itxiak eta uraren hoztea bezalako metodoak ere. Aire-hozteak kostu txikiaren eta egitura sinplearen abantailak ditu. Hala ere, beroa xahutzeko presioa areagotzen den heinean, aire-hoztearen beroa xahutzeko gaitasun mugatuaren eta zarata handiaren desabantailak are gehiago agerian geratuko dira. Kargatzeko modulua eta pistola-lerroa hozte likidoarekin hornitzea irtenbide nagusi bihurtu da. norabide teknikoa.

3. Aurrerapen teknologikoak energia-industria berrien sartzearen garapen-aukerak bizkortzen ditu

Azken urteotan, energia-industria berriaren teknologiak aurrerapenak eta aurrerapenak egiten jarraitu du, eta sartze-tasaren igoerak kargatzeko moduluen industriaren garapen jarraitua sustatu du. Baterien energia-dentsitatearen igoera nabarmenak energia berriko ibilgailuen autonomia eskasaren arazoa konpondu du, eta potentzia handiko kargatzeko moduluen aplikazioak kargatzeko denbora asko laburtu du, eta horrela energia berriko ibilgailuen sartzea eta euskarri-kargatzeko pilen eraikuntza bizkortu ditu. Etorkizunean, biltegiratze optikoaren eta kargatzeko integrazioaren eta V2G ibilgailuen sarearen integrazioaren moduko teknologien integrazioak eta aplikazio sakontzeak energia-industria berrien sartzea eta kontsumoaren ezagutaraztea are gehiago bizkortuko dituela espero da.

4. Industriaren lehiaren paisaia: Kargatzeko moduluen industria guztiz lehiakorra da eta produktuen merkatu-eremua handia da.

Kargatzeko modulua korronte zuzeneko kargatzeko pilen osagai nagusia da. Mundu osoan energia berriko ibilgailuen sartze-tasa handitzen ari den heinean, kontsumitzaileak gero eta kezkatuago daude kargatzeko autonomia eta kargatzeko erosotasunaz. Korronte zuzeneko kargatzeko pilen merkatu-eskaria lehertu egin da, eta etxeko kargatzeko pilen funtzionamendu-merkatua hazi egin da. Hasieran, State Grid izan zen garapen dibertsifikatuaren indar nagusia. Kargatzeko pilen ekipamenduen fabrikazio- eta funtzionamendu-gaitasunak zituzten hainbat kapital sozialeko operadore azkar sortu ziren. Bertako kargatzeko moduluen fabrikatzaileek beren ekoizpen- eta salmenta-eskala zabaltzen jarraitu zuten euskarri-kargak eraikitzeko, eta haien lehiakortasun orokorra indartzen jarraitu zuen.

Gaur egun, produktuen iterazio eta kargatzeko moduluen garapen urteen ondoren, industriaren lehia nahikoa da. Produktu nagusiak tentsio handiko eta potentzia-dentsitate handiko norabidean garatzen ari dira, eta produktuen merkatu-espazioa zabala da. Industriako enpresek merkatu-kuota eta irabazi-maila handiagoak lortzen dituzte batez ere produktuen topologia, kontrol-algoritmoak, hardwarea eta ekoizpen-sistemak optimizatuz, etab. etengabe hobetuz.

5. Ibilgailu elektrikoen kargatzeko moduluen garapen-joerak

Kargatzeko moduluek merkatuaren eskaria izugarria dakarren heinean, teknologiak potentzia-dentsitate handirantz, tentsio-tarte zabalerantz eta bihurketa-eraginkortasun handirantz garatzen jarraitzen du.

1) Politika bidezko eskariaren bidezko aldaketa

Energia berriko ibilgailuen garapena sustatzeko eta babesteko, kargatzeko pilen eraikuntza gobernuak zuzendu zuen batez ere hasierako fasean, eta pixkanaka industriaren garapena gidatzeko eredu endogeno baterantz gidatu zuen politika-laguntzaren bidez. 2021az geroztik, energia berriko ibilgailuen garapen azkarrak eskari handiak ezarri ditu laguntza-instalazioen eta kargatzeko pilen eraikuntzan. Kargatzeko pilen industria politikak bultzatutakotik eskaerak bultzatutakora eraldatzen ari da.

Energia berriko ibilgailuen kopurua gero eta handiagoa denez, kargatzeko pilen diseinuaren dentsitatea handitzeaz gain, kargatzeko denbora gehiago laburtu behar da. DC kargatzeko pilek kargatzeko abiadura handiagoak eta kargatzeko denbora laburragoak dituzte, eta horiek egokiagoak dira ibilgailu elektrikoen erabiltzaileen aldi baterako eta larrialdiko kargatzeko beharretarako, eta ibilgailu elektrikoen autonomiaren antsietatearen eta kargatzeko antsietatearen arazoak modu eraginkorrean konpondu ditzakete. Hori dela eta, azken urteotan, DC kargatze azkarraren merkatu-eskala eraiki berri diren kargatzeko piletan, batez ere kargatzeko pil publikoetan, azkar hazi da eta joera nagusi bihurtu da Txinako hiriburu askotan.

Laburbilduz, alde batetik, energia berriko ibilgailuen kopurua hazten jarraitzen duen heinean, kargatzeko pilen euskarri-eraikuntza etengabe hobetu behar da. Bestetik, ibilgailu elektrikoen erabiltzaileek, oro har, korronte zuzeneko karga azkarra bilatzen dute. Korronte zuzeneko kargatzeko pilak joera nagusi bihurtu dira, eta kargatzeko moduluak ere eskaeran sartu dira. Garapen-etapa bat non trakzioa den eragile nagusia.

(2) Potentzia-dentsitate handia, tentsio-tarte zabala, bihurketa-eraginkortasun handia

Karga azkarra deritzonak kargatzeko potentzia handia esan nahi du. Beraz, kargatzeko eskaera gero eta handiagoa denez, kargatzeko moduluak potentzia handiaren norabidean garatzen jarraitzen dute. Kargatzeko pilaren potentzia handia bi modutan lortzen da. Bata, hainbat kargatzeko modulu paraleloan konektatzea da potentziaren gainjartzea lortzeko; bestea, kargatzeko moduluaren potentzia bakarra handitzea. Potentzia-dentsitatea handitzeko, espazioa murrizteko eta arkitektura elektrikoaren konplexutasuna murrizteko behar teknikoetan oinarrituta, kargatzeko modulu bakar baten potentzia handitzea epe luzerako garapen-joera da. Nire herrialdeko kargatzeko moduluak hiru belaunaldiko garapena izan dute, lehen belaunaldiko 7,5 kW-tik bigarren belaunaldiko 15/20 kW-ra, eta orain bigarren belaunalditik hirugarren belaunaldiko 30/40 kW-ra igarotzen ari dira. Potentzia handiko kargatzeko moduluak merkatuaren nagusi bihurtu dira. Aldi berean, miniaturizazioaren diseinu-printzipioan oinarrituta, kargatzeko moduluen potentzia-dentsitatea ere handitu egin da potentzia-mailaren igoerarekin batera.

Bi bide daude potentzia-maila altuagoa duen DC kargatze azkarra lortzeko: tentsioa handitzea eta korrontea handitzea. Teslak erabili zuen lehen aldiz korronte handiko kargatze-soluzioa. Abantaila da osagaien optimizazioaren kostua txikiagoa dela, baina korronte altuak bero-galera handiagoa eta beroa xahutzeko eskakizun handiak ekarriko ditu, eta kable lodiagoek erosotasuna murrizten dute eta neurri txikiagoan sustatuko dute. Tentsio handiko irtenbidea kargatze-moduluaren funtzionamendu-tentsio maximoa handitzea da. Gaur egun, autoen fabrikatzaileek erabili ohi duten eredua da. Energia-kontsumoa murriztea, bateriaren iraupena hobetzea, pisua murriztea eta espazioa aurreztea kontuan har ditzake. Tentsio handiko irtenbideak ibilgailu elektrikoak tentsio handiko plataforma batekin hornitzea eskatzen du kargatze-aplikazio azkarrak onartzeko. Gaur egun, autoenpresek erabili ohi duten kargatze-soluzio azkarra 400V-ko tentsio handiko plataforma da. 800V-ko tentsio-plataformaren ikerketa eta aplikazioarekin, kargatze-moduluaren tentsio-maila are gehiago hobetuko da.

Bihurketa-eraginkortasunaren hobekuntza kargatzeko moduluek beti bilatzen duten adierazle teknikoa da. Bihurketa-eraginkortasunaren hobekuntzak kargatzeko eraginkortasun handiagoa eta galera txikiagoak esan nahi du. Gaur egun, kargatzeko moduluen gailurreko eraginkortasun maximoa, oro har, % 95 ~ % 96koa da. Etorkizunean, hirugarren belaunaldiko potentzia-gailuak bezalako osagai elektronikoen garapenarekin eta kargatzeko moduluen irteerako tentsioa 800V edo 1000V-ra ere hurbiltzen den heinean, bihurketa-eraginkortasuna are gehiago hobetuko da.

(3) Ibilgailu elektrikoen kargatzeko moduluen balioa handitzen da

Kargatzeko modulua korronte zuzeneko kargatzeko pilaren osagai nagusia da, kargatzeko pilaren hardware kostuaren % 50 inguru suposatzen duena. Etorkizunean kargatzeko eraginkortasunaren hobekuntza batez ere kargatzeko moduluen errendimenduaren hobekuntzaren araberakoa da. Alde batetik, paraleloan konektatutako kargatzeko modulu gehiagok zuzenean handituko dute kargatzeko moduluaren balioa; bestetik, kargatzeko modulu bakar baten potentzia mailaren eta potentzia dentsitatearen hobekuntza hardware zirkuituen eta kontrol softwarearen diseinu optimizatuaren eta osagai nagusien teknologiaren araberakoa da. Aurrerapen hauek kargatzeko pilaren potentzia hobetzeko funtsezko teknologiak dira, eta horrek kargatzeko moduluaren balioa are gehiago handituko du.

6. Ibilgailu elektrikoen kargatzeko moduluen industriako oztopo teknikoak

Elikatze-iturri teknologia diziplina anitzeko gaia da, zirkuitu-topologia teknologia, teknologia digitala, teknologia magnetikoa, osagaien teknologia, erdieroaleen teknologia eta diseinu termikoaren teknologia integratzen dituena. Teknologia-intentsiboko industria da. DC kargatzeko pilaren bihotza izanik, kargatzeko moduluak zuzenean zehazten du kargatzeko eraginkortasuna, funtzionamendu-egonkortasuna, segurtasuna eta kargatzeko pilaren fidagarritasuna, eta bere garrantzia eta balioa nabarmenak dira. Produktu batek baliabide eta profesionalen inbertsio handia behar du, teknologiaren ikerketa eta garapenetik hasi eta terminalen aplikazioraino. Osagai elektronikoak eta diseinua nola hautatu, softwarearen algoritmoen eguneratzea eta iterazioak, aplikazio-eszenarioen ulermen zehatza eta kalitate-kontroleko eta probatzeko plataforma helduen gaitasunak eragina izango dute produktuaren kalitatean eta egonkortasunean. Zaila da industriara sartzen diren berrientzat hainbat teknologia, langile eta aplikazio-eszenarioen datuak denbora gutxian metatzea, eta oztopo tekniko handiak dituzte.