Tendencias nas capacidades de carga de vehículos eléctricos

O crecemento do mercado de vehículos eléctricos pode parecer inevitable: o enfoque na redución das emisións de CO2, o clima político actual, o investimento do goberno e da industria automobilística e a busca continua dunha sociedade totalmente eléctrica apuntan a un auxe para os vehículos eléctricos. Ata o de agora, con todo, a adopción xeneralizada de vehículos eléctricos por parte dos consumidores viuse obstaculizada por longos tempos de carga e a falta de infraestrutura de carga. Os avances na tecnoloxía de carga de vehículos eléctricos están a abordar estes desafíos, permitindo unha carga segura e rápida na casa e na estrada. Os compoñentes e a infraestrutura de carga están a medrar para satisfacer as necesidades do mercado de vehículos eléctricos en rápido crecemento, allanando o camiño para un crecemento exponencial do transporte eléctrico.

FORZAS IMPULSORAS DO MERCADO DE VEHICULOS ELÉCTRICOS

O investimento en vehículos eléctricos leva varios anos crecendo, pero varios sectores da sociedade puxeron énfase nunha maior atención e demanda. O crecente enfoque nas solucións climáticas puxo de manifesto a importancia dos vehículos eléctricos: a capacidade de reducir as emisións de carbono dos motores de combustión interna e investir no transporte de enerxía limpa converteuse nun obxectivo xeneralizado tanto para o goberno como para a industria. Este enfoque no crecemento sostible e a conservación dos recursos naturais tamén impulsa a tecnoloxía a tenderse cara a unha sociedade totalmente eléctrica, un mundo con enerxía ilimitada baseada en recursos renovables sen emisións nocivas.
Estes impulsores ambientais e tecnolóxicos reflíctense nas prioridades da regulación e o investimento federais, especialmente á luz da Lei de Investimento e Emprego en Infraestruturas de 2021, que destinou 7.500 millóns de dólares á infraestrutura de vehículos eléctricos a nivel federal, 2.500 millóns de dólares a subvencións para infraestruturas de carga e reabastecemento de vehículos eléctricos e 5.000 millóns de dólares ao Programa Nacional de Carga de Vehículos Eléctricos. O goberno de Biden tamén persegue o obxectivo de construír e instalar 500.000 estacións de carga de CC en todo o país.

Esta tendencia tamén se pode observar a nivel estatal. Estados como California, Massachusetts e Nova Jersey están a tramitar leis para adoptar os vehículos totalmente eléctricos. As deducións fiscais, o movemento Electrify America, os incentivos e os mandatos tamén inflúen tanto nos consumidores como nos fabricantes para que adopten o movemento dos vehículos eléctricos.

Os fabricantes de automóbiles tamén se están a unir á tendencia cara aos vehículos eléctricos. Os principais fabricantes de automóbiles tradicionais, como GM, Ford, Volkswagen, BMW e Audi, están a introducir constantemente novos modelos de vehículos eléctricos. Espérase que para finais de 2022 haxa máis de 80 modelos de vehículos eléctricos e híbridos enchufables dispoñibles no mercado. Tamén hai un número crecente de novos fabricantes de vehículos eléctricos que se están a unir ao mercado, como Tesla, Lucid, Nikola e Rivian.

As empresas de servizos públicos tamén se están a preparar para unha sociedade totalmente eléctrica. É importante que as empresas de servizos públicos se manteñan á vangarda da electrificación para poder atender a crecente demanda, e necesitaranse infraestruturas críticas, incluídas as microrredes, ao longo das autoestradas interestatais para poder instalar estacións de carga eléctrica. A comunicación entre vehículos e rede eléctrica tamén está a gañar forza nas autoestradas.

OBSTÁCULOS PARA O CRECEMENTO

Aínda que está a gañar impulso para a adopción xeneralizada dos vehículos eléctricos, espérase que os desafíos obstaculicen o crecemento. Aínda que os incentivos animarán aos consumidores ou ás frotas a cambiar a vehículos eléctricos, poden ter un inconveniente: pode haber un movemento para que os vehículos eléctricos poidan comunicarse coa infraestrutura para rastrexar a quilometraxe, o que require innovacións tecnolóxicas e infraestruturas de comunicacións ao aire libre.

Un dos maiores obstáculos para a adopción de vehículos eléctricos a nivel de consumidor é unha infraestrutura de carga fiable e eficiente. Estímase que se necesitarán 9,6 millóns de puntos de carga para 2030 para dar cabida ao crecemento previsto do mercado de vehículos eléctricos. Case o 80 % deses puntos serán cargadores domésticos e arredor do 20 % serán cargadores públicos ou no lugar de traballo. Actualmente, os consumidores dubidan en mercar un vehículo eléctrico debido á ansiedade pola autonomía: a preocupación de que o seu coche non poida facer unha longa viaxe sen ter que recargalo e de que as estacións de carga non estean dispoñibles ou sexan eficientes cando sexa necesario.

Os cargadores públicos ou compartidos, en particular, deben ser capaces de proporcionar capacidades de carga de alta velocidade case constantes as 24 horas do día. Un condutor que se detén nunha estación de carga ao longo dunha autoestrada probablemente precise unha carga rápida e de alta potencia: os sistemas de carga de alta potencia poderán proporcionar aos vehículos unha batería case completamente recargada despois de só uns minutos de carga.

Os cargadores de alta velocidade requiren consideracións de deseño específicas para funcionar de forma fiable. As capacidades de refrixeración líquida son necesarias para manter os pines de carga a unha temperatura óptima e prolongar o tempo que se pode cargar un vehículo con correntes máis altas. En zonas de carga con moita densidade de vehículos, manter os pines de contacto arrefriados creará unha carga de alta potencia eficiente, consistente e fiable para satisfacer o fluxo constante da demanda de carga dos consumidores.

CONSIDERACIÓNS DE DESEÑO DE CARGADORES DE ALTA POTENCIA

Os cargadores de vehículos eléctricos constrúense cada vez máis centrándose na optimización da robustez e as capacidades de carga de alta potencia para satisfacer as necesidades dos condutores de vehículos eléctricos e superar a ansiedade pola autonomía. O sistema de refrixeración e monitorización líquida faise posible cun cargador de vehículos eléctricos de alta potencia con 500 amperios: o portacontactos no conector de carga presenta condutividade térmica e tamén serve como disipador de calor, xa que o refrixerante disipa a calor a través dos condutos de refrixeración integrados. Estes cargadores conteñen unha variedade de sensores, incluídos sensores de fugas de refrixerante e monitorización precisa da temperatura en cada contacto de alimentación para garantir que os pines non superen os 90 graos Celsius. Se se alcanza ese limiar, o controlador de carga da estación de carga reduce a potencia de saída para manter unha temperatura aceptable.

Os cargadores de vehículos eléctricos tamén deben ser capaces de soportar o desgaste e someterse a mantemento con facilidade. As asas de carga de vehículos eléctricos están deseñadas para o desgaste, polo que é inevitable unha manipulación brusca co paso do tempo que afecta á cara de acoplamento. Cada vez máis, os cargadores deseñanse con compoñentes modulares, o que permite unha fácil substitución da cara de acoplamento.
A xestión dos cables nas estacións de carga tamén é unha consideración importante para a lonxevidade e a fiabilidade. Os cables de carga de alta potencia conteñen fíos de cobre, liñas de refrixeración líquida e cables de actividade, pero aínda así deben soportar ser tirados ou pasados ​​por riba. Outras consideracións inclúen os peches con peche, o que permite a un condutor deixar (Modularidade da cara de acoplamento xunto cunha ilustración do fluxo de refrixerante) o seu vehículo cargando nunha estación pública sen preocuparse de que alguén poida desconectar o cable.