Uso sa pag-unlad ng industriya ng bagong modyul ng pag-charge ng sasakyang pang-enerhiya

1. Pangkalahatang-ideya ng pag-unlad ng industriya ng charging module

Ang mga charging module ang pangunahing bahagi ng mga DC charging pile para sa mga bagong sasakyang pang-enerhiya. Habang patuloy na tumataas ang antas ng pagpasok at pagmamay-ari ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya sa Tsina, tumataas din ang demand para sa mga charging pile. Ang pag-charge ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya ay nahahati sa AC slow charging at DC fast charging. Ang DC fast charging ay may mga katangian ng mataas na boltahe, mataas na lakas, at mabilis na pag-charge. Habang hinahabol ng merkado ang kahusayan sa pag-charge, patuloy na lumalawak ang saklaw ng merkado ng mga DC fast charging pile at charging module.

2. Teknikal na antas at mga katangian ng industriya ng ev charging module

Ang industriya ng bagong energy vehicle charging pile ev charger module ay kasalukuyang may mga teknikal na tampok tulad ng single module high power, high frequency, miniaturization, mataas na conversion efficiency, at malawak na voltage range.

Sa usapin ng single module power, ang industriya ng new energy charging pile charging module ay nakaranas ng mainstream product development na 7.5kW noong 2014, constant current 20A at 15kW noong 2015, at constant power 25A at 15kW noong 2016. Ang kasalukuyang mainstream application charging modules ay 20kW at 30kW. Mga single-module solution at conversion sa 40kW new energy charging pile power supply single-module solutions. Ang mga high-power charging module ay naging trend sa pag-unlad ng merkado sa hinaharap.

Tungkol sa output voltage, naglabas ang State Grid ng 2017 na bersyon ng "Qualification and Ability Verification Standards for Electric Vehicle Charging Equipment Suppliers" na nagsasaad na ang output voltage range ng mga DC charger ay 200-750V, at ang constant power voltage ay sumasaklaw sa kahit man lang 400-500V at 600-750V range. Samakatuwid, lahat ng tagagawa ng module ay karaniwang nagdidisenyo ng mga module para sa 200-750V at nakakatugon sa mga kinakailangan sa constant power. Dahil sa pagtaas ng cruising range ng mga electric vehicle at sa demand ng mga gumagamit ng new energy vehicle upang mabawasan ang oras ng pag-charge, iminungkahi ng industriya ang isang 800V super fast charging architecture, at napagtanto ng ilang kumpanya ang supply ng DC charging pile charging modules na may malawak na output voltage range na 200-1000V.

Sa usapin ng high-frequency at miniaturization ng mga charging module, tumaas ang lakas ng mga single-machine module ng mga bagong energy charging pile power supply, ngunit hindi maaaring mapalawak nang proporsyonal ang volume nito. Samakatuwid, ang pagpapataas ng switching frequency at pagsasama ng mga magnetic component ay naging mahalagang paraan upang mapataas ang power density.

Sa usapin ng kahusayan ng charging module, ang mga pangunahing kumpanya sa industriya ng bagong energy charging pile charging module sa pangkalahatan ay may pinakamataas na peak efficiency na 95%-96%. Sa hinaharap, sa pag-unlad ng mga elektronikong bahagi tulad ng mga third-generation power device at ang pagpapasikat ng mga electric vehicle na may 800V o mas mataas pa. Gamit ang high voltage platform, inaasahang maglulunsad ang industriya ng mga produktong may peak efficiency na higit sa 98%.

Habang tumataas ang power density ng mga charging module, nagdudulot din ito ng mas malaking problema sa heat dissipation. Tungkol naman sa heat dissipation ng mga charging module, ang kasalukuyang mainstream heat dissipation method sa industriya ay forced air cooling, at mayroon ding mga pamamaraan tulad ng closed cold air ducts at water cooling. Ang air cooling ay may mga bentahe ng mababang gastos at simpleng istraktura. Gayunpaman, habang lalong tumataas ang heat dissipation pressure, ang mga disbentaha ng limitadong heat dissipation capacity at mataas na ingay ng air cooling ay lalong magiging malinaw. Ang paglalagay ng liquid cooling sa charging module at gun line ay naging isang pangunahing solusyon sa teknikal na direksyon.

3. Pinabibilis ng pag-unlad ng teknolohiya ang mga oportunidad sa pag-unlad ng pagpasok ng bagong industriya ng enerhiya

Sa mga nakaraang taon, ang teknolohiya sa industriya ng bagong enerhiya ay patuloy na umuunlad at nakakamit ng mga tagumpay, at ang pagtaas ng antas ng pagpasok ay nagtaguyod ng patuloy na pag-unlad ng industriya ng upstream charging module. Ang makabuluhang pagtaas sa densidad ng enerhiya ng baterya ay nalutas ang problema ng hindi sapat na cruising range ng mga bagong sasakyan ng enerhiya, at ang paggamit ng mga high-power charging module ay lubos na nagpaikli sa oras ng pag-charge, kaya pinabilis ang pagpasok ng mga bagong sasakyan ng enerhiya at ang pagtatayo ng mga supporting charging pile. Sa hinaharap, ang integrasyon at pagpapalalim ng aplikasyon ng mga teknolohiya tulad ng optical storage at charging integration at V2G vehicle network integration ay inaasahang higit pang magpapabilis sa pagpasok ng mga bagong industriya ng enerhiya at ang pagpapasikat ng pagkonsumo.

4. Tanawin ng kompetisyon sa industriya: Ang industriya ng charging module ay ganap na mapagkumpitensya at malawak ang espasyo sa merkado ng produkto.

Ang charging module ang pangunahing bahagi ng mga DC charging pile. Dahil sa pagtaas ng penetration rate ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya sa buong mundo, ang mga mamimili ay lalong nababalisa tungkol sa charging range at kaginhawahan sa pag-charge. Lumakas ang demand sa merkado para sa mga DC fast charging charging pile, at lumago ang domestic charging pile operation market mula noong. Noong mga unang araw, ang State Grid ang pangunahing puwersa sa sari-saring pag-unlad. Mabilis na umusbong ang ilang operator ng social capital na may parehong kakayahan sa paggawa at pagpapatakbo ng kagamitan sa charging pile. Patuloy na pinalawak ng mga tagagawa ng domestic charging module ang kanilang produksyon at benta para sa pagtatayo ng mga supporting charging pile, at patuloy na lumakas ang kanilang komprehensibong kompetisyon.

Sa kasalukuyan, pagkatapos ng mga taon ng pag-ulit ng produkto at pagbuo ng mga charging module, sapat na ang kompetisyon sa industriya. Ang mga pangunahing produkto ay umuunlad patungo sa mataas na boltahe at mataas na densidad ng kuryente, at malawak ang espasyo sa merkado ng produkto. Ang mga negosyo sa industriya ay pangunahing nakakakuha ng mas mataas na bahagi sa merkado at antas ng kita sa pamamagitan ng patuloy na pagpapabuti ng topolohiya ng produkto, mga algorithm ng kontrol, pag-optimize ng hardware at mga sistema ng produksyon, atbp.

5. Mga trend sa pag-unlad ng mga ev charging module

Habang ang mga charging module ay nagdudulot ng malaking demand sa merkado, patuloy na umuunlad ang teknolohiya tungo sa mataas na power density, malawak na saklaw ng boltahe, at mataas na conversion efficiency.

1) Paglipat na pinapagana ng patakaran tungo sa pagpapagana ng demand

Upang suportahan at isulong ang pagpapaunlad ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya, ang pagtatayo ng mga charging pile ay pangunahing pinangunahan ng gobyerno noong mga unang yugto, at unti-unting ginabayan ang pag-unlad ng industriya tungo sa isang endogenous driving model sa pamamagitan ng suporta sa patakaran. Simula noong 2021, ang mabilis na pag-unlad ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya ay naglagay ng malalaking pangangailangan sa pagtatayo ng mga sumusuportang pasilidad at mga charging pile. Kinukumpleto ng industriya ng charging pile ang transpormasyon mula sa policy-driven patungo sa demand-driven.

Dahil sa pagtaas ng bilang ng mga sasakyang pang-enerhiya, bukod sa pagtaas ng densidad ng layout ng charging pile, ang oras ng pag-charge ay dapat pang paikliin. Ang mga DC charging pile ay may mas mabilis na bilis ng pag-charge at mas maiikling oras ng pag-charge, na mas angkop para sa pansamantala at pang-emerhensiyang pangangailangan sa pag-charge ng mga gumagamit ng electric vehicle, at maaaring epektibong malutas ang mga problema ng range anxiety at charging anxiety ng electric vehicle. Samakatuwid, sa mga nakaraang taon, ang saklaw ng merkado ng DC fast charging sa mga bagong gawang charging pile, lalo na ang mga pampublikong charging pile, ay mabilis na lumago at naging pangunahing trend sa maraming pangunahing lungsod sa Tsina.

Bilang buod, sa isang banda, habang patuloy na lumalaki ang bilang ng mga bagong sasakyang gumagamit ng enerhiya, ang sumusuportang konstruksyon ng mga charging pile ay kailangang patuloy na pagbutihin. Sa kabilang banda, ang mga gumagamit ng electric vehicle ay karaniwang naghahangad ng DC fast charging. Ang mga DC charging pile ay naging pangunahing uso, at ang mga charging module ay pumasok na rin sa demand. Isang yugto ng pag-unlad kung saan ang pull ang pangunahing puwersang nagtutulak.

(2) Mataas na densidad ng kuryente, malawak na saklaw ng boltahe, mataas na kahusayan sa conversion

Ang tinatawag na mabilis na pag-charge ay nangangahulugang mataas na lakas ng pag-charge. Samakatuwid, sa ilalim ng lumalaking demand para sa mabilis na pag-charge, ang mga charging module ay patuloy na umuunlad sa direksyon ng mataas na lakas. Ang mataas na lakas ng charging pile ay nakakamit sa dalawang paraan. Ang isa ay ang pagkonekta ng maraming charging module nang parallel upang makamit ang power superposition; ang isa naman ay ang pagpapataas ng single power ng charging module. Batay sa mga teknikal na pangangailangan ng pagtaas ng power density, pagbabawas ng espasyo, at pagbabawas ng pagiging kumplikado ng electrical architecture, ang pagpapataas ng lakas ng isang charging module ay isang pangmatagalang trend sa pag-unlad. Ang mga charging module ng aking bansa ay dumaan sa tatlong henerasyon ng pag-unlad, mula sa unang henerasyon na 7.5kW hanggang sa pangalawang henerasyon na 15/20kW, at ngayon ay nasa panahon ng conversion mula sa pangalawang henerasyon hanggang sa ikatlong henerasyon na 30/40kW. Ang mga high-power charging module ay naging mainstream ng merkado. Kasabay nito, batay sa prinsipyo ng disenyo ng miniaturization, ang power density ng mga charging module ay tumaas din kasabay ng pagtaas ng antas ng lakas.

Mayroong dalawang paraan upang makamit ang mas mataas na antas ng kuryente na DC fast charging: ang pagpapataas ng boltahe at ang pagpapataas ng kuryente. Ang high-current charging solution ay unang ginamit ng Tesla. Ang bentahe ay mas mababa ang gastos sa pag-optimize ng component, ngunit ang mataas na kuryente ay magdudulot ng mas mataas na pagkawala ng init at mataas na pangangailangan para sa heat dissipation, at ang mas makapal na mga wire ay nakakabawas sa kaginhawahan at mas nakakatulong nang kaunti. Ang high-voltage solution ay ang pagpapataas ng maximum operating voltage ng charging module. Ito ay kasalukuyang karaniwang ginagamit na modelo ng mga tagagawa ng kotse. Maaari nitong isaalang-alang ang mga bentahe ng pagbabawas ng pagkonsumo ng enerhiya, pagpapabuti ng buhay ng baterya, pagbabawas ng timbang, at pagtitipid ng espasyo. Ang high-voltage solution ay nangangailangan ng mga electric vehicle na may high-voltage platform upang suportahan ang mga aplikasyon ng fast charging. Sa kasalukuyan, ang fast charging solution na karaniwang ginagamit ng mga kumpanya ng kotse ay ang 400V high-voltage platform. Sa pamamagitan ng pananaliksik at aplikasyon ng 800V voltage platform, ang antas ng boltahe ng charging module ay higit pang mapapabuti.

Ang pagpapabuti ng kahusayan sa conversion ay isang teknikal na tagapagpahiwatig na palaging hinahangad ng mga charging module. Ang pagpapabuti ng kahusayan sa conversion ay nangangahulugan ng mas mataas na kahusayan sa pag-charge at mas mababang mga losses. Sa kasalukuyan, ang pinakamataas na peak efficiency ng mga charging module ay karaniwang 95%~96%. Sa hinaharap, sa pag-unlad ng mga elektronikong bahagi tulad ng mga third-generation power device at ang output voltage ng mga charging module ay patungo sa 800V o kahit 1000V, ang kahusayan sa conversion ay higit pang mapapabuti.

(3) Tumataas ang halaga ng mga ev charging module

Ang charging module ang pangunahing bahagi ng DC charging pile, na bumubuo sa humigit-kumulang 50% ng gastos sa hardware ng charging pile. Ang pagpapabuti ng kahusayan sa pag-charge sa hinaharap ay pangunahing nakasalalay sa pagpapabuti ng pagganap ng mga charging module. Sa isang banda, ang mas maraming charging module na konektado nang parallel ay direktang magpapataas ng halaga ng charging module; sa kabilang banda, ang pagpapabuti ng antas ng kuryente at densidad ng kuryente ng iisang charging module ay nakasalalay sa na-optimize na disenyo ng mga hardware circuit at control software pati na rin ang teknolohiya ng mga pangunahing bahagi. Ang mga breakthrough ay mga pangunahing teknolohiya para sa pagpapabuti ng lakas ng buong charging pile, na higit pang magpapataas ng halaga ng charging module.

6. Mga teknikal na hadlang sa industriya ng ev power charging module

Ang teknolohiya ng power supply ay isang interdisiplinaryong asignatura na nagsasama ng teknolohiya ng circuit topology, digital na teknolohiya, magnetic technology, component technology, semiconductor technology, at thermal design technology. Ito ay isang industriyang masinsinan sa teknolohiya. Bilang puso ng DC charging pile, direktang tinutukoy ng charging module ang kahusayan sa pag-charge, katatagan ng operasyon, kaligtasan at pagiging maaasahan ng charging pile, at ang kahalagahan at halaga nito ay namumukod-tangi. Ang isang produkto ay nangangailangan ng malaking pamumuhunan ng mga mapagkukunan at mga propesyonal mula sa pananaliksik at pagpapaunlad ng teknolohiya hanggang sa terminal application. Paano pumili ng mga elektronikong bahagi at layout, pag-upgrade at pag-ulit ng software algorithm, tumpak na pag-unawa sa mga senaryo ng aplikasyon, at mature na kontrol sa kalidad at mga kakayahan sa platform ng pagsubok ay lahat makakaapekto sa kalidad at katatagan ng produkto na may direktang epekto. Mahirap para sa mga bagong papasok sa industriya na makaipon ng iba't ibang teknolohiya, tauhan, at data ng senaryo ng aplikasyon sa maikling panahon, at mayroon silang mataas na teknikal na hadlang.