Elektromobilių įkrovimo galimybių tendencijos

Elektromobilių rinkos augimas gali atrodyti neišvengiamas: dėmesys CO2 išmetimo mažinimui, dabartinė politinė situacija, vyriausybės ir automobilių pramonės investicijos bei nuolatinis siekis sukurti vien tik elektrinę visuomenę rodo elektromobilių plėtrą. Tačiau iki šiol plačiai paplitusį elektromobilių naudojimą tarp vartotojų stabdė ilgas įkrovimo laikas ir įkrovimo infrastruktūros trūkumas. Elektromobilių įkrovimo technologijų pažanga sprendžia šiuos iššūkius, užtikrindama saugų ir greitą įkrovimą namuose ir kelyje. Įkrovimo komponentai ir infrastruktūra tobulėja, kad atitiktų sparčiai augančios elektromobilių rinkos poreikius, atverdami kelią eksponentiniam elektromobilių augimui.

ELEKTROMOBILIŲ RINKOS VAROMIEJI VEIKSMAI

Investicijos į elektromobilius auga jau kelerius metus, tačiau keli visuomenės sektoriai pabrėžia didėjantį dėmesį ir paklausą. Didėjantis dėmesys klimato kaitos sprendimams išryškino elektromobilių svarbą – galimybė sumažinti vidaus degimo variklių išmetamą anglies dioksido kiekį ir investuoti į švarios energijos transportą tapo plačiai paplitusiu vyriausybės ir pramonės tikslu. Šis dėmesys tvariam augimui ir gamtos išteklių tausojimui taip pat skatina technologijas pereiti prie visiškai elektrinės visuomenės – pasaulio su neribota energija, pagrįsta atsinaujinančiais ištekliais be kenksmingų išmetamųjų teršalų.
Šie aplinkosauginiai ir technologiniai veiksniai atsispindi federalinio reguliavimo ir investicijų prioritetuose, ypač atsižvelgiant į 2021 m. Infrastruktūros investicijų ir darbo vietų kūrimo įstatymą, kuriuo federaliniu lygmeniu buvo numatyta 7,5 mlrd. JAV dolerių elektromobilių infrastruktūrai, 2,5 mlrd. JAV dolerių – elektromobilių įkrovimo ir degalų papildymo infrastruktūros dotacijoms ir 5 mlrd. JAV dolerių – Nacionalinei elektromobilių įkrovimo programai. Bideno administracija taip pat siekia visoje šalyje pastatyti ir įrengti 500 000 nuolatinės srovės įkrovimo stotelių.

Ši tendencija pastebima ir valstijų lygmeniu. Tokios valstijos kaip Kalifornija, Masačusetsas ir Naujasis Džersis siekia priimti įstatymus, skirtus vien elektra varomoms transporto priemonėms. Mokesčių lengvatos, „Electrify America“ judėjimas, paskatos ir įgaliojimai taip pat daro įtaką tiek vartotojams, tiek gamintojams, kad jie pritartų elektromobilių judėjimui.

Automobilių gamintojai taip pat prisijungia prie perėjimo prie elektrinių transporto priemonių. Pirmaujantys tradicinių automobilių gamintojai, įskaitant „GM“, „Ford“, „Volkswagen“, BMW ir „Audi“, nuolat pristato naujus elektromobilių modelius. Tikimasi, kad iki 2022 m. pabaigos rinkoje bus daugiau nei 80 elektromobilių ir įkraunamų hibridų modelių. Prie rinkos prisijungia ir vis daugiau naujų elektromobilių gamintojų, įskaitant „Tesla“, „Lucid“, „Nikola“ ir „Rivian“.

Komunalinių paslaugų įmonės taip pat ruošiasi visiškai elektra paremtai visuomenei. Svarbu, kad komunalinių paslaugų įmonės neatsiliktų nuo elektrifikacijos, kad galėtų patenkinti didėjančią paklausą, o ypatingos svarbos infrastruktūra, įskaitant mikroelektrinius tinklus, bus reikalinga tarpvalstybiniuose keliuose, kad būtų galima įrengti elektros įkrovimo stoteles. Transporto priemonių tarpusavio ryšys (angl. Vehicle-to-Grid) taip pat populiarėja greitkeliuose.

KLIŪTYS AUGIMUI

Nors elektromobilių naudojimas įgauna pagreitį, tikimasi, kad iššūkiai stabdys augimą. Nors paskatos skatins vartotojus ar automobilių parkus pereiti prie elektromobilių, jos gali turėti vieną spragą – gali atsirasti tendencija, kad elektromobiliai galės bendrauti su infrastruktūra, kad būtų galima sekti nuvažiuotą atstumą, o tam reikės technologinių inovacijų ir lauko ryšio infrastruktūros.

Viena didžiausių kliūčių elektromobilių naudojimui vartotojų lygmeniu yra patikima ir efektyvi įkrovimo infrastruktūra. Apskaičiuota, kad iki 2030 m. reikės 9,6 mln. įkrovimo stotelių, kad būtų galima patenkinti prognozuojamą elektromobilių rinkos augimą. Beveik 80 % šių stotelių bus skirtos namams, o apie 20 % – viešosioms arba darbovietėms. Šiuo metu vartotojai dvejoja pirkti elektromobilį dėl baimės dėl nuvažiuojamo atstumo – susirūpinimo, kad jų automobilis negalės įveikti ilgos kelionės be įkrovimo ir kad įkrovimo stotelės nebus prieinamos arba veiks neefektyviai, kai to reikės.

Ypač viešieji arba bendri įkrovikliai turi užtikrinti beveik nuolatinį didelės spartos įkrovimą visą parą. Vairuotojui, sustojusiam įkrovimo stotelėje prie greitkelio, greičiausiai reikės greito ir galingo įkrovimo – didelės galios įkrovimo sistemos galės beveik visiškai įkrauti transporto priemonių akumuliatorių vos po kelių minučių įkrovimo.

Didelės spartos įkroviklių konstrukcijai reikia skirti ypatingą dėmesį, kad jie veiktų patikimai. Norint palaikyti optimalią įkrovimo kontaktų temperatūrą ir pailginti laiką, per kurį transporto priemonę galima įkrauti didesne srove, būtinos skysčio aušinimo galimybės. Tankiai apgyvendintose įkrovimo zonose kontaktinių kontaktų aušinimas užtikrins efektyvų, pastovų ir patikimą didelės galios įkrovimą, kuris patenkins nuolatinį vartotojų įkrovimo poreikį.

Didelės galios įkroviklio projektavimo aspektai

Elektromobilių įkrovikliai vis dažniau kuriami siekiant optimizuoti tvirtumą ir didelės galios įkrovimo galimybes, kad būtų patenkinti elektromobilių vairuotojų poreikiai ir įveiktas nuvažiuojamo atstumo nerimas. Galingas 500 amperų elektromobilių įkroviklis yra įmanomas dėl skysčio aušinimo ir stebėjimo sistemos – įkrovimo jungties kontaktinis laikiklis yra laidus šilumai ir taip pat veikia kaip šilumos kriauklė, nes aušinimo skystis išsklaido šilumą per integruotus aušinimo kanalus. Šie įkrovikliai turi įvairius jutiklius, įskaitant aušinimo skysčio nuotėkio jutiklius ir tikslų temperatūros stebėjimą kiekviename maitinimo kontakte, siekiant užtikrinti, kad kontaktų temperatūra neviršytų 90 laipsnių Celsijaus. Jei ši riba pasiekiama, įkrovimo stoties įkrovimo valdiklis sumažina galią, kad palaikytų priimtiną temperatūrą.

Elektromobilių įkrovikliai taip pat turi būti atsparūs nusidėvėjimui ir lengvai prižiūrimi. Elektromobilių įkrovimo rankenos yra sukurtos taip, kad jas būtų galima naudoti dažnai, todėl grubus elgesys laikui bėgant paveiks jungiamąjį paviršių. Vis dažniau įkrovikliai projektuojami su moduliniais komponentais, kurie leidžia lengvai pakeisti jungiamąjį paviršių.
Kabelių tvarkymas įkrovimo stotelėse taip pat yra svarbus aspektas, užtikrinantis ilgaamžiškumą ir patikimumą. Didelės galios įkrovimo kabeliuose yra varinių laidų, skysčio aušinimo linijų ir aktyvumo kabelių, tačiau jie vis tiek turi atlaikyti tempimą ar važiavimą per juos. Kiti svarbūs aspektai yra užrakinami skląsčiai, leidžiantys vairuotojui palikti savo transporto priemonę krautis viešojoje stotelėje (sujungimo paviršiaus modulinė struktūra kartu su aušinimo skysčio srauto iliustracija), nesijaudinant, kad kas nors gali atjungti laidą.