Шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн цэнэглэгч модулийн салбарын хөгжлийн боломжийн чиг хандлага

1. Цэнэглэх модулийн салбарын хөгжлийн тойм

Цэнэглэх модулиуд нь шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн тогтмол гүйдлийн цэнэглэгч овоолгын гол цөм юм. Хятадад шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн нэвтрэлтийн түвшин болон эзэмшлийн түвшин үргэлжлэн нэмэгдэхийн хэрээр цэнэглэгч овоолгын эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэж байна. Шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн цэнэглэлтийг хувьсах гүйдлийн удаан цэнэглэлт болон тогтмол гүйдлийн хурдан цэнэглэлт гэж хуваадаг. Тогтмол гүйдлийн хурдан цэнэглэлт нь өндөр хүчдэл, өндөр хүчин чадал, хурдан цэнэглэлтийн шинж чанартай байдаг. Зах зээл цэнэглэх үр ашгийг эрэлхийлэхийн хэрээр тогтмол гүйдлийн хурдан цэнэглэгч овоолго болон цэнэглэгч модулийн зах зээлийн цар хүрээ өргөжин тэлж байна.

2. EV цэнэглэх модулийн салбарын техникийн түвшин ба шинж чанарууд

Шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн цэнэглэгч овоолго бүхий EV цэнэглэгч модулийн үйлдвэрлэл нь одоогоор нэг модулийн өндөр хүчин чадал, өндөр давтамж, миниатюрчлал, өндөр хувиргалтын үр ашиг, өргөн хүчдэлийн хүрээ зэрэг техникийн онцлогуудтай.

Ганц модулийн чадлын хувьд шинэ эрчим хүч цэнэглэгч овоолгын цэнэглэгч модулийн үйлдвэрлэл нь 2014 онд 7.5 кВт, 2015 онд 20А ба 15 кВт тогтмол гүйдэл, 2016 онд 25А ба 15 кВт тогтмол чадалтай бүтээгдэхүүний гол хөгжүүлэлтийг мэдэрсэн. Одоогийн гол хэрэглээний цэнэглэгч модулиуд нь 20 кВт ба 30 кВт юм. Ганц модулийн шийдэл болон 40 кВт-ын шинэ эрчим хүч цэнэглэгч овоолгын цахилгаан хангамжийн нэг модулийн шийдэл болгон хувиргах. Өндөр хүчин чадалтай цэнэглэгч модулиуд нь ирээдүйд зах зээлийн хөгжлийн чиг хандлага болж байна.

Гаралтын хүчдэлийн хувьд Улсын Цахилгаан Цахилгааны Төв нь 2017 онд "Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэгч тоног төхөөрөмж нийлүүлэгчдэд зориулсан мэргэшил, чадварын баталгаажуулалтын стандартууд"-ын хувилбарыг гаргасан бөгөөд тогтмол гүйдлийн цэнэглэгчийн гаралтын хүчдэлийн хүрээ нь 200-750В бөгөөд тогтмол хүчдэлийн хүчдэл нь дор хаяж 400-500В болон 600-750В хүрээг хамардаг гэж заасан. Тиймээс бүх модуль үйлдвэрлэгчид ерөнхийдөө 200-750В-д зориулсан модуль зохион бүтээж, тогтмол хүчдэлийн шаардлагыг хангадаг. Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн аяллын хүрээ нэмэгдэж, шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгсэл хэрэглэгчдийн цэнэглэх хугацааг багасгах эрэлт хэрэгцээтэй холбоотойгоор салбар нь 800В-ын хэт хурдан цэнэглэх архитектурыг санал болгосон бөгөөд зарим компаниуд 200-1000В-ын өргөн гаралтын хүчдэлийн хүрээтэй тогтмол гүйдлийн цэнэглэгч модулиудыг нийлүүлж эхэлсэн.

Цэнэглэх модулиудыг өндөр давтамжтай болон жижигрүүлэх тал дээр шинэ эрчим хүчний цэнэглэх овоолгын цахилгаан хангамжийн дан машины модулиудын хүчин чадал нэмэгдсэн боловч түүний эзэлхүүнийг пропорциональ байдлаар өргөжүүлэх боломжгүй юм. Тиймээс шилжих давтамжийг нэмэгдүүлэх, соронзон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэгтгэх нь эрчим хүчний нягтралыг нэмэгдүүлэх чухал хэрэгсэл болсон.

Цэнэглэх модулийн үр ашгийн хувьд шинэ эрчим хүчний цэнэглэгч овоолгын цэнэглэгч модулийн салбарын томоохон компаниуд ерөнхийдөө хамгийн ихдээ 95%-96% оргил үр ашигтай байдаг. Ирээдүйд гуравдагч үеийн цахилгаан төхөөрөмж зэрэг электрон эд ангиудыг хөгжүүлэх, 800В ба түүнээс дээш хүчдэлтэй цахилгаан тээврийн хэрэгслийг түгээн дэлгэрүүлэхийн хэрээр өндөр хүчдэлийн платформтой болсноор салбар нь 98%-иас дээш оргил үр ашигтай бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх төлөвтэй байна.

Цэнэглэгч модулиудын чадлын нягтрал нэмэгдэхийн хэрээр дулаан сарних асуудал улам бүр нэмэгддэг. Цэнэглэгч модулиудын дулаан сарних тал дээр салбарын одоогийн гол дулаан сарних арга нь албадан агаараар хөргөх бөгөөд хаалттай хүйтэн агаарын суваг, ус хөргөх зэрэг аргууд бас байдаг. Агаарын хөргөлт нь хямд өртөгтэй, энгийн бүтэцтэй давуу талтай. Гэсэн хэдий ч дулаан сарних даралт улам нэмэгдэхийн хэрээр агаарын хөргөлтийн хязгаарлагдмал дулаан сарних хүчин чадал, өндөр дуу чимээ зэрэг сул талууд улам бүр тодорхой болно. Цэнэглэгч модуль болон бууны шугамыг шингэн хөргөлтөөр тоноглох нь техникийн чиглэлийн гол шийдэл болсон.

3. Технологийн дэвшил нь шинэ эрчим хүчний салбарын нэвтрэлтийн хөгжлийн боломжийг хурдасгадаг

Сүүлийн жилүүдэд шинэ эрчим хүчний салбарын технологи дэвшил, нээлтүүдийг хийсээр байгаа бөгөөд нэвтрэлтийн түвшин нэмэгдсэн нь дээд урсгалын цэнэглэгч модулийн салбарын тасралтгүй хөгжлийг дэмжиж байна. Батерейны эрчим хүчний нягтрал мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн нь шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн аяллын хүрээ хангалтгүй байгаа асуудлыг шийдсэн бөгөөд өндөр хүчин чадалтай цэнэглэгч модулийг ашигласнаар цэнэглэх хугацааг эрс багасгаж, улмаар шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн нэвтрэлтийг хурдасгаж, цэнэглэгч овоолгыг барих ажлыг хурдасгасан. Ирээдүйд оптик хадгалах, цэнэглэх интеграци, V2G тээврийн хэрэгслийн сүлжээний интеграци зэрэг технологийн нэгдэл, гүнзгийрүүлэн хэрэглээ нь шинэ эрчим хүчний салбарын нэвтрэлтийг хурдасгаж, хэрэглээг түгээн дэлгэрүүлэхэд түлхэц болно гэж үзэж байна.

4. Салбарын өрсөлдөөний орчин: Цэнэглэгч модулийн салбар бүрэн өрсөлдөөнтэй бөгөөд бүтээгдэхүүний зах зээлийн орон зай том.

Цэнэглэх модуль нь тогтмол гүйдлийн цэнэглэх овоолгын гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Дэлхий даяар шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн нэвтрэлтийн түвшин нэмэгдэхийн хэрээр хэрэглэгчид цэнэглэх хүрээ болон цэнэглэхэд тав тухтай байдлын талаар улам бүр санаа зовж байна. Тогтмол гүйдлийн хурдан цэнэглэх цэнэглэх овоолгын зах зээлийн эрэлт огцом өсч, дотоодын цэнэглэх овоолгын үйл ажиллагааны зах зээл эхэн үеэс өссөн. Улсын сүлжээ нь олон талт хөгжлийн гол хүч байсан. Цэнэглэх овоолгын тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэх, ажиллуулах чадвартай олон тооны нийгмийн капиталын операторууд хурдацтай гарч ирсэн. Дотоодын цэнэглэх модуль үйлдвэрлэгчид тулгуур цэнэглэх овоолго барихын тулд үйлдвэрлэл, борлуулалтын цар хүрээгээ тэлсээр байгаа бөгөөд тэдний цогц өрсөлдөх чадвар улам бүр бэхжсээр байна.

Одоогийн байдлаар олон жилийн турш бүтээгдэхүүний давталт болон цэнэглэх модулиудыг хөгжүүлсний дараа салбарын өрсөлдөөн хангалттай байна. Үндсэн бүтээгдэхүүнүүд өндөр хүчдэл, өндөр чадлын нягтралын чиглэлд хөгжиж байгаа бөгөөд бүтээгдэхүүний зах зээлийн орон зай том байна. Салбарын аж ахуйн нэгжүүд бүтээгдэхүүний топологи, хяналтын алгоритм, техник хангамж болон үйлдвэрлэлийн системийг тасралтгүй сайжруулах гэх мэтээр зах зээлийн эзлэх хувь, ашгийн түвшинг дээшлүүлдэг.

5. EV цэнэглэх модулиудын хөгжлийн чиг хандлага

Цэнэглэгч модулиуд зах зээлийн асар их эрэлт хэрэгцээг бий болгож байгаа тул технологи нь өндөр чадлын нягтрал, өргөн хүчдэлийн хүрээ, өндөр хөрвүүлэлтийн үр ашиг руу чиглэн хөгжсөөр байна.

1) Бодлогод суурилсан эрэлтэд суурилсан шилжилт

Шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн хөгжлийг дэмжиж, дэмжих зорилгоор цэнэглэх овоолгын барилгын ажлыг эхний шатанд голчлон засгийн газар удирдаж байсан бөгөөд бодлогын дэмжлэгээр салбарын хөгжлийг аажмаар дотоод жолоодлогын загвар руу чиглүүлсэн. 2021 оноос хойш шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн хурдацтай хөгжил нь дэмжих байгууламж, цэнэглэх овоолгын барилгын ажилд асар их шаардлага тавьсан. Цэнэглэх овоолгын үйлдвэрлэл нь бодлогоор удирддаг байдлаас эрэлтээр удирддаг шилжилтийг хийж байна.

Шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн тоо нэмэгдэж байгаатай холбогдуулан цэнэглэх овоолгын нягтрал нэмэгдэхээс гадна цэнэглэх хугацааг улам богиносгох шаардлагатай байна. Тогтмол гүйдлийн цэнэглэх овоолго нь илүү хурдан цэнэглэх хурдтай, богино цэнэглэх хугацаатай тул цахилгаан тээврийн хэрэгсэл хэрэглэгчдийн түр зуурын болон яаралтай цэнэглэх хэрэгцээнд илүү тохиромжтой бөгөөд цахилгаан тээврийн хэрэгслийн туулах замын түгшүүр, цэнэглэх түгшүүрийн асуудлыг үр дүнтэй шийдвэрлэх боломжтой. Тиймээс сүүлийн жилүүдэд шинээр баригдсан цэнэглэх овоолго, ялангуяа нийтийн цэнэглэх овоолгод тогтмол гүйдлийн хурдан цэнэглэх зах зээлийн цар хүрээ хурдацтай өсч, Хятадын олон гол хотуудад гол чиг хандлага болсон.

Товчхондоо, нэг талаас, шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн тоо өсөн нэмэгдэж байгаа тул цэнэглэгч овоолгын тулгуур бүтцийг тасралтгүй сайжруулах шаардлагатай байна. Нөгөөтэйгүүр, цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хэрэглэгчид ерөнхийдөө тогтмол гүйдлийн хурдан цэнэглэлтийг эрэлхийлдэг. Тогтмол гүйдлийн цэнэглэгч овоолго нь гол чиг хандлага болж, цэнэглэгч модулиуд ч эрэлт хэрэгцээнд нэвтэрсэн. Энэ бол татах хүч нь гол хөдөлгөгч хүч болсон хөгжлийн үе шат юм.

(2) Өндөр чадлын нягтрал, өргөн хүчдэлийн хүрээ, өндөр хувиргалтын үр ашиг

Хурдан цэнэглэлт гэдэг нь өндөр цэнэглэх чадал гэсэн үг юм. Тиймээс хурдан цэнэглэх эрэлт хэрэгцээ өсөн нэмэгдэж байгаатай холбогдуулан цэнэглэх модулиуд өндөр чадлын чиглэлд хөгжсөөр байна. Цэнэглэгчийн овоолгын өндөр чадлын эх үүсвэрийг хоёр аргаар олж авдаг. Нэг нь олон цэнэглэгч модулийг зэрэгцээ холбож, чадлын давхардлыг бий болгох; нөгөө нь цэнэглэгч модулийн дан чадлын эх үүсвэрийг нэмэгдүүлэх явдал юм. Чадлын нягтралыг нэмэгдүүлэх, орон зайг багасгах, цахилгаан архитектурын нарийн төвөгтэй байдлыг багасгах техникийн хэрэгцээнд үндэслэн нэг цэнэглэгч модулийн чадлыг нэмэгдүүлэх нь урт хугацааны хөгжлийн чиг хандлага юм. Манай улсын цэнэглэгч модулиуд эхний үеийн 7.5кВт-аас хоёр дахь үеийн 15/20кВт хүртэл гурван үеийн хөгжлийн үеийг туулсан бөгөөд одоо хоёр дахь үеэс гурав дахь үеийн 30/40кВт хүртэл шилжих шатандаа явж байна. Өндөр чадлын цэнэглэгч модулиуд зах зээлийн гол урсгал болсон. Үүний зэрэгцээ, миниатюрчлалын дизайны зарчимд үндэслэн цэнэглэгч модулийн чадлын нягтрал нь чадлын түвшин нэмэгдэхийн хэрээр нэгэн зэрэг нэмэгдсэн.

Өндөр чадлын түвшний тогтмол гүйдлийн хурдан цэнэглэлтэд хүрэх хоёр арга бий: хүчдэлийг нэмэгдүүлэх болон гүйдлийг нэмэгдүүлэх. Өндөр гүйдлийн цэнэглэлтийн шийдлийг анх Tesla компани хэрэгжүүлсэн. Давуу тал нь эд ангийн оновчлолын зардал бага боловч өндөр гүйдэл нь дулааны алдагдал, дулааны тархалтын өндөр шаардлагыг бий болгодог бөгөөд зузаан утас нь тав тухыг бууруулж, бага хэмжээгээр дэмждэг. Өндөр хүчдэлийн шийдэл нь цэнэглэгч модулийн хамгийн их ажиллах хүчдэлийг нэмэгдүүлэх явдал юм. Энэ нь одоогоор автомашин үйлдвэрлэгчдийн түгээмэл ашигладаг загвар юм. Энэ нь эрчим хүчний хэрэглээг бууруулах, батерейны ашиглалтын хугацааг сайжруулах, жинг бууруулах, зай хэмнэх давуу талыг харгалзан үзэх боломжтой. Өндөр хүчдэлийн шийдэл нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийг хурдан цэнэглэх програмуудыг дэмжих өндөр хүчдэлийн платформоор тоноглохыг шаарддаг. Одоогийн байдлаар автомашины компаниудын түгээмэл ашигладаг хурдан цэнэглэх шийдэл бол 400В өндөр хүчдэлийн платформ юм. 800В хүчдэлийн платформыг судалж, хэрэглэснээр цэнэглэгч модулийн хүчдэлийн түвшин улам сайжирна.

Хөрвүүлэлтийн үр ашгийг сайжруулах нь цэнэглэгч модулиудын үргэлж эрэлхийлдэг техникийн үзүүлэлт юм. Хөрвүүлэлтийн үр ашгийг сайжруулах нь цэнэглэх үр ашгийг дээшлүүлж, алдагдал багасна гэсэн үг юм. Одоогийн байдлаар цэнэглэгч модулиудын хамгийн их оргил үр ашиг нь ерөнхийдөө 95% ~ 96% байна. Ирээдүйд гуравдагч үеийн цахилгаан төхөөрөмж зэрэг электрон эд ангиудыг хөгжүүлэх, цэнэглэгч модулиудын гаралтын хүчдэл 800В эсвэл бүр 1000В руу шилжих тусам хөрвүүлэлтийн үр ашгийг улам сайжруулах болно.

(3) EV цэнэглэх модулиудын үнэ цэнэ нэмэгддэг

Цэнэглэх модуль нь тогтмол гүйдлийн цэнэглэх овоолгын гол бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд цэнэглэх овоолгын техник хангамжийн өртгийн 50 орчим хувийг эзэлдэг. Ирээдүйд цэнэглэх үр ашгийг сайжруулах нь голчлон цэнэглэх модулиудын гүйцэтгэлийн сайжралтаас хамаарна. Нэг талаас, зэрэгцээ холбогдсон цэнэглэх модулиудын тоо нэмэгдэх нь цэнэглэх модулийн үнэ цэнийг шууд нэмэгдүүлэх болно; нөгөө талаас, нэг цэнэглэх модулийн чадлын түвшин болон чадлын нягтралыг сайжруулах нь техник хангамжийн хэлхээ, хяналтын програм хангамжийн оновчтой дизайн, түүнчлэн гол бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн технологиос хамаарна. Эдгээр нь цэнэглэх овоолгын бүхэл бүтэн чадлыг сайжруулах гол технологиуд бөгөөд энэ нь цэнэглэх модулийн үнэ цэнийг улам нэмэгдүүлэх болно.

6. EV цахилгаан цэнэглэх модулийн үйлдвэрлэлийн техникийн саад бэрхшээлүүд

Цахилгаан хангамжийн технологи нь хэлхээний топологийн технологи, дижитал технологи, соронзон технологи, бүрэлдэхүүн хэсгийн технологи, хагас дамжуулагч технологи, дулааны дизайны технологийг нэгтгэсэн салбар дундын хичээл юм. Энэ бол технологи ихээр шаарддаг салбар юм. Тогтмол гүйдлийн цэнэглэгч овоолгын зүрх болох цэнэглэгч модуль нь цэнэглэгч овоолгын цэнэглэх үр ашиг, үйл ажиллагааны тогтвортой байдал, аюулгүй байдал, найдвартай байдлыг шууд тодорхойлдог бөгөөд түүний ач холбогдол, үнэ цэнэ нь гайхалтай юм. Бүтээгдэхүүн нь технологийн судалгаа, хөгжүүлэлтээс эхлээд терминалын хэрэглээ хүртэл ихээхэн хэмжээний нөөц, мэргэжилтнүүдийн хөрөнгө оруулалт шаарддаг. Электрон эд анги, зохион байгуулалтыг хэрхэн сонгох, програм хангамжийн алгоритмыг шинэчлэх, давтах, хэрэглээний хувилбаруудыг нарийн ойлгох, чанарын хяналт, туршилтын платформын чадавхи зэрэг нь бүтээгдэхүүний чанар, тогтвортой байдалд шууд нөлөөлнө. Салбарт шинээр орж ирж буй хүмүүст богино хугацаанд янз бүрийн технологи, боловсон хүчин, хэрэглээний хувилбарын өгөгдлийг цуглуулахад хэцүү бөгөөд тэдгээр нь өндөр техникийн саад бэрхшээлтэй байдаг.