Trendek az elektromos járművek töltési képességeiben

Az elektromos járművek piacának növekedése elkerülhetetlennek tűnhet: a CO2-kibocsátás csökkentésére való összpontosítás, a jelenlegi politikai légkör, a kormányzati és autóipari beruházások, valamint a teljesen elektromos társadalomra irányuló folyamatos törekvés mind az elektromos járművek fellendülésére utalnak. Eddig azonban az elektromos járművek széles körű fogyasztói elterjedését a hosszú töltési idők és a töltőinfrastruktúra hiánya akadályozta. Az elektromos járművek töltési technológiájának fejlődése megoldást kínál ezekre a kihívásokra, lehetővé téve a biztonságos és gyors töltést otthon és útközben. A töltőalkatrészek és az infrastruktúra egyre fejlődik, hogy megfeleljen a gyorsan növekvő elektromos járműpiac igényeinek, megnyitva az utat az elektromos közlekedés exponenciális növekedése előtt.

AZ ELEKTROMOS AUTÓPÁLYA PIAC MÖGÖTT ÁLLÓ ERŐK

Az elektromos járművekbe történő beruházások már évek óta növekednek, de a társadalom számos szektora hangsúlyozta a fokozott figyelmet és a keresletet. Az éghajlatváltozással kapcsolatos megoldásokra irányuló növekvő hangsúly rávilágított az elektromos járművek fontosságára – a belső égésű motorok szén-dioxid-kibocsátásának csökkentése és a tiszta energiájú közlekedésbe való befektetés széles körben elterjedt céllá vált mind a kormányzat, mind az ipar számára. Ez a fenntartható növekedésre és a természeti erőforrások megőrzésére való összpontosítás a technológiát is a teljesen elektromos társadalom felé tereli – egy olyan világ felé, ahol korlátlan energia áll rendelkezésre megújuló erőforrások alapján, káros kibocsátások nélkül.
Ezek a környezeti és technológiai mozgatórugók tükröződnek a szövetségi szabályozás és beruházások prioritásaiban, különösen a 2021-es Infrastruktúra-befektetési és Munkahelyteremtési Törvény fényében, amely 7,5 milliárd dollárt különített el szövetségi szintű elektromos járművek infrastruktúrájára, 2,5 milliárd dollárt az elektromos járművek töltési és üzemanyagtöltő infrastruktúrájának támogatására, valamint 5 milliárd dollárt a Nemzeti Elektromos Jármű Töltési Programra. A Biden-kormányzat azt a célt is kitűzi, hogy 500 000 egyenáramú töltőállomást építsen és telepítsen országszerte.

Ez a tendencia állami szinten is megfigyelhető. Több állam, köztük Kalifornia, Massachusetts és New Jersey is törvényeket hoz a teljesen elektromos járművek bevezetésére. Az adójóváírások, az Electrify America mozgalom, az ösztönzők és a kötelező előírások szintén arra ösztönzik a fogyasztókat és a gyártókat, hogy támogassák az elektromos jármű mozgalmat.

Az autógyártók is csatlakoznak az elektromos járművek felé való elmozduláshoz. A vezető hagyományos autógyártók, mint például a GM, a Ford, a Volkswagen, a BMW és az Audi, folyamatosan új elektromos járműmodelleket vezetnek be. 2022 végére várhatóan több mint 80 elektromos járműmodell és plug-in hibrid lesz elérhető a piacon. Egyre több új elektromos járműgyártó is csatlakozik a piachoz, köztük a Tesla, a Lucid, a Nikola és a Rivian.

A közműszolgáltatók is felkészülnek egy teljesen elektromos társadalomra. Fontos, hogy a közművek a villamosítás terén is lépést tartsanak a fejlődéssel, hogy kielégíthessék a növekvő igényeket, és az autópályák mentén kritikus infrastruktúrára, beleértve a mikrohálózatokat is, lesz szükség az elektromos töltőállomások elhelyezéséhez. A járművek közötti kommunikáció az autópályák mentén is egyre népszerűbb.

A NÖVEKEDÉS AKADÁLYAI

Miközben az elektromos járművek széles körű elterjedése egyre nagyobb lendületet vesz, a kihívások várhatóan akadályozni fogják a növekedést. Bár az ösztönzők arra ösztönzik a fogyasztókat vagy a flottákat, hogy elektromos járművekre váltsanak, lehetnek egy hátulütőik – elindulhat egy mozgalom az elektromos járművek iránt, amelyek képesek lesznek kommunikálni az infrastruktúrával a futásteljesítmény nyomon követése érdekében, ami technológiai innovációkat és kültéri kommunikációs infrastruktúrát igényel.

A fogyasztói szinten az elektromos járművek elterjedésének egyik legnagyobb akadálya a megbízható és hatékony töltőinfrastruktúra. Becslések szerint 2030-ra 9,6 millió töltőállomásra lesz szükség az elektromos járműpiac előre jelzett növekedésének kielégítéséhez. Ezeknek a csatlakozóknak közel 80%-a otthoni, körülbelül 20%-a pedig nyilvános vagy munkahelyi töltők lesznek. Jelenleg a fogyasztók a hatótávolság-szorongás miatt haboznak elektromos járművet vásárolni – attól tartanak, hogy autójuk nem lesz képes hosszú utat megtenni újratöltés nélkül, és hogy a töltőállomások szükség esetén nem lesznek elérhetőek vagy hatékonyak.

A nyilvános vagy megosztott töltőknek különösen a nap 24 órájában, közel állandó, nagysebességű töltési lehetőséget kell biztosítaniuk. Egy autópálya menti töltőállomásnál megálló sofőrnek valószínűleg gyors, nagy teljesítményű töltésre van szüksége – a nagy teljesítményű töltőrendszerek mindössze néhány perc töltés után képesek lesznek majdnem teljesen feltöltött akkumulátort biztosítani a járműveknek.

A nagysebességű töltők megbízható működéséhez speciális tervezési szempontokat kell figyelembe venni. Folyadékhűtéses képességek szükségesek a töltőtüskék optimális hőmérsékletének fenntartásához, és ahhoz, hogy a jármű nagyobb áramerősséggel tölthető legyen. A járművek által sűrűn beépített töltési területeken az érintkezőtüskék hűtött állapotban tartása hatékony és következetes, megbízható nagy teljesítményű töltést biztosít, amely kielégíti a fogyasztói töltési igények folyamatos áramlását.

NAGY TELJESÍTMÉNYŰ TÖLTŐ TERVEZÉSI SZEMPONTJAI

Az elektromos járműtöltők gyártásánál egyre inkább a strapabíróság és a nagy teljesítményű töltési képességek optimalizálására összpontosítanak, hogy megfeleljenek az elektromos járművezetők igényeinek és leküzdjék a hatótávolsággal kapcsolatos szorongást. A nagy teljesítményű, 500 amperes elektromos járműtöltők gyártását a folyadékhűtéses és felügyeleti rendszer teszi lehetővé – a töltőcsatlakozóban lévő érintkezőtartó hővezető tulajdonságokkal rendelkezik, és hűtőbordaként is szolgál, mivel a hűtőfolyadék integrált hűtőcsatornákon keresztül vezeti el a hőt. Ezek a töltők számos érzékelőt tartalmaznak, beleértve a hűtőfolyadék-szivárgás érzékelőit és a minden tápérintkezőnél található precíz hőmérséklet-felügyeletet, amely biztosítja, hogy a csatlakozók hőmérséklete ne haladja meg a 90 Celsius-fokot. Ha ezt a küszöbértéket elérik, a töltőállomás töltésvezérlője csökkenti a teljesítményt az elfogadható hőmérséklet fenntartása érdekében.

Az elektromos jármű töltőknek kopásállónak és könnyen karbantarthatóknak kell lenniük. Az elektromos jármű töltőkarjait kopásra és elhasználódásra tervezték, így az idő múlásával a durva kezelés elkerülhetetlen, ami károsítja az illesztőfelületet. A töltőket egyre inkább moduláris alkatrészekkel tervezik, ami lehetővé teszi az illesztőfelület egyszerű cseréjét.
A töltőállomásokon a kábelek kezelése szintén fontos szempont a hosszú élettartam és a megbízhatóság szempontjából. A nagy teljesítményű töltőkábelek rézvezetékeket, folyadékhűtő vezetékeket és aktivitáskábeleket tartalmaznak, mégis ki kell bírniuk a ráhúzást vagy az áthajtást rajtuk. További szempontok közé tartoznak a zárható reteszek, amelyek lehetővé teszik a vezető számára, hogy járművét egy nyilvános töltőállomáson töltse anélkül, hogy aggódnia kellene amiatt, hogy valaki lecsatlakoztathatja a kábelt.