Trendy v možnostiach nabíjania elektromobilov

Rast trhu s elektromobilmi sa môže zdať nevyhnutný: zameranie na znižovanie emisií CO2, súčasná politická klíma, investície vlády a automobilového priemyslu a pokračujúce úsilie o plne elektrickú spoločnosť poukazujú na prínos pre elektromobily. Doteraz však rozsiahle prijatie elektromobilov spotrebiteľmi brzdili dlhé časy nabíjania a nedostatok nabíjacej infraštruktúry. Pokroky v technológii nabíjania elektromobilov riešia tieto výzvy a umožňujú bezpečné a rýchle nabíjanie doma aj na cestách. Nabíjacie komponenty a infraštruktúra sa zlepšujú, aby spĺňali potreby rýchlo rastúceho trhu s elektromobilmi, a pripravujú tak cestu pre exponenciálny rast elektrickej dopravy.

HNACIE SILY TRHU ELEKTROMOBILOV

Investície do elektrických vozidiel rastú už niekoľko rokov, ale viaceré sektory spoločnosti zdôrazňujú zvýšenú pozornosť a dopyt. Rastúce zameranie sa na klimatické riešenia zdôraznilo dôležitosť elektrických vozidiel – schopnosť znížiť emisie uhlíka zo spaľovacích motorov a investovať do dopravy zameranej na čistú energiu sa stala rozšíreným cieľom pre vlády aj priemysel. Toto zameranie na udržateľný rast a ochranu prírodných zdrojov tiež poháňa technológie smerom k plne elektrickej spoločnosti – svetu s neobmedzenou energiou založenou na obnoviteľných zdrojoch bez škodlivých emisií.
Tieto environmentálne a technologické faktory sa odrážajú v prioritách federálnej regulácie a investícií, najmä vzhľadom na zákon o investíciách do infraštruktúry a pracovných miestach z roku 2021, ktorý vyčlenil 7,5 miliardy dolárov na infraštruktúru pre elektromobily na federálnej úrovni, 2,5 miliardy dolárov na granty na infraštruktúru nabíjania a tankovania elektromobilov a 5 miliárd dolárov na Národný program nabíjania elektromobilov. Bidenova administratíva sa tiež snaží o cieľ vybudovať a nainštalovať 500 000 nabíjacích staníc s jednosmerným prúdom po celej krajine.

Tento trend možno pozorovať aj na úrovni štátov. Štáty vrátane Kalifornie, Massachusetts a New Jersey presadzujú legislatívu na podporu plne elektrických vozidiel. Daňové úľavy, hnutie Electrify America, stimuly a nariadenia tiež ovplyvňujú spotrebiteľov aj výrobcov, aby prijali hnutie elektromobilov.

K prechodu na elektrické vozidlá sa pridávajú aj automobilky. Poprední výrobcovia automobilov vrátane GM, Ford, Volkswagen, BMW a Audi neustále predstavujú nové modely elektromobilov. Do konca roka 2022 sa očakáva, že na trhu bude k dispozícii viac ako 80 modelov elektromobilov a plug-in hybridov. Na trh prichádza aj rastúci počet nových výrobcov elektromobilov, vrátane Tesly, Lucid, Nikoly a Rivianu.

Spoločnosti poskytujúce verejné služby sa tiež pripravujú na plne elektrickú spoločnosť. Je dôležité, aby spoločnosti udržiavali náskok v oblasti elektrifikácie, aby mohli uspokojiť rastúci dopyt, a aby sa pozdĺž diaľnic na umiestnenie nabíjacích staníc na elektrinu vytvorila kritická infraštruktúra vrátane mikrosietí. Komunikácia medzi vozidlom a sieťou naberá na obrátkach aj pozdĺž diaľnic.

PREKÁŽKY RASTE

Hoci rozsiahle prijímanie elektromobilov naberá na obrátkach, očakáva sa, že tento rast zabrzdia výzvy. Hoci stimuly povzbudia spotrebiteľov alebo vozové parky k prechodu na elektrické vozidlá, môžu mať háčik – môže dôjsť k prechodu na elektromobily, aby mohli komunikovať s infraštruktúrou na sledovanie najazdených kilometrov, čo si bude vyžadovať technologické inovácie a infraštruktúru pre vonkajšiu komunikáciu.

Jednou z najväčších prekážok prijatia elektromobilov na spotrebiteľskej úrovni je spoľahlivá a efektívna nabíjacia infraštruktúra. Odhaduje sa, že do roku 2030 bude potrebných 9,6 milióna nabíjacích portov, aby sa uspokojil predpokladaný rast trhu s elektromobilmi. Takmer 80 % z týchto portov budú domáce nabíjačky a približne 20 % budú verejné alebo pracovné nabíjačky. V súčasnosti spotrebitelia váhajú s kúpou elektromobilu kvôli obavám z dojazdu – obavám, že ich auto nebude schopné absolvovať dlhú cestu bez nutnosti nabíjania a že nabíjacie stanice nebudú k dispozícii alebo efektívne, keď ich bude treba.

Verejné alebo zdieľané nabíjačky musia byť schopné zabezpečiť takmer konštantné vysokorýchlostné nabíjanie nepretržite. Vodič, ktorý zastaví na nabíjacej stanici pozdĺž diaľnice, pravdepodobne potrebuje rýchle a výkonné nabitie – systémy vysokovýkonného nabíjania dokážu vozidlám poskytnúť takmer úplne nabitú batériu už po niekoľkých minútach nabíjania.

Vysokorýchlostné nabíjačky vyžadujú pre spoľahlivú prevádzku špecifické konštrukčné aspekty. Na udržanie optimálnej teploty nabíjacích kolíkov a predĺženie času nabíjania vozidla vyššími prúdmi je potrebné kvapalinové chladenie. V oblastiach s vysokou hustotou nabíjania vozidiel zabezpečí udržiavanie chladených kontaktných kolíkov efektívne a konzistentné spoľahlivé nabíjanie s vysokým výkonom, ktoré uspokojí neustály dopyt spotrebiteľov po nabíjaní.

ÚVAHY PRI KONŠTRUKCII VYSOKOVÝKONNEJ NABÍJAČKY

Nabíjačky pre elektromobily sa čoraz častejšie vyrábajú s dôrazom na optimalizáciu robustnosti a vysokovýkonných nabíjacích schopností, aby spĺňali potreby vodičov elektromobilov a prekonali obavy z dojazdu. Vysokovýkonná nabíjačka pre elektromobily s 500 ampérmi je možná vďaka systému chladenia a monitorovania kvapalinou – nosič kontaktov v nabíjacom konektore má tepelnú vodivosť a slúži aj ako chladič, pretože chladiaca kvapalina odvádza teplo cez integrované chladiace kanály. Tieto nabíjačky obsahujú rôzne senzory vrátane senzorov úniku chladiacej kvapaliny a presného monitorovania teploty na každom napájacom kontakte, aby sa zabezpečilo, že teplota pinov neprekročí 90 stupňov Celzia. Ak sa dosiahne táto prahová hodnota, ovládač nabíjania v nabíjacej stanici zníži výstupný výkon, aby sa udržala prijateľná teplota.

Nabíjačky elektromobilov musia byť tiež odolné voči opotrebovaniu a ľahko sa udržiavať. Rukoväte nabíjania elektromobilov sú navrhnuté tak, aby odolávali opotrebovaniu, takže hrubé zaobchádzanie v priebehu času, ktoré ovplyvňuje kontaktnú plochu, je nevyhnutné. Nabíjačky sa čoraz častejšie navrhujú s modulárnymi komponentmi, čo umožňuje jednoduchú výmenu kontaktnej plochy.
Správa káblov v nabíjacích staniciach je tiež dôležitým faktorom pre dlhú životnosť a spoľahlivosť. Vysokovýkonné nabíjacie káble obsahujú medené drôty, kvapalinové chladiace vedenia a káble pre aktivity, no napriek tomu musia odolať ťahaniu alebo prejazdu. Medzi ďalšie faktory patria uzamykateľné západky, ktoré umožňujú vodičovi nechať svoje vozidlo nabíjať na verejnej stanici bez obáv, že by niekto mohol kábel odpojiť.