Тенденції в можливостях заряджання електромобілів

Зростання ринку електромобілів може здаватися неминучим: зосередження на скороченні викидів CO2, поточний політичний клімат, інвестиції уряду та автомобільної промисловості, а також постійне прагнення до повністю електричного суспільства – все це вказує на благо розвитку електромобілів. Однак досі широке впровадження електромобілів споживачами гальмувалося тривалим часом зарядки та відсутністю зарядної інфраструктури. Досягнення в технології зарядки електромобілів вирішують ці проблеми, забезпечуючи безпечну та швидку зарядку вдома та в дорозі. Зарядні компоненти та інфраструктура розвиваються, щоб задовольнити потреби швидкозростаючого ринку електромобілів, прокладаючи шлях для експоненціального зростання електротранспорту.

РУШІЙНІ СИЛИ РИНКУ ЕЛЕКТРОМОБІЛІВ

Інвестиції в електромобілі зростають вже кілька років, але кілька секторів суспільства приділяють підвищену увагу та попит. Зростаюча увага до кліматичних рішень підкреслила важливість електромобілів – здатність як скорочувати викиди вуглецю від двигунів внутрішнього згоряння, так і інвестувати в транспортування на чистій енергії стала широко поширеною метою як для уряду, так і для промисловості. Ця зосередженість на сталому зростанні та збереженні природних ресурсів також спонукає технології до руху до повністю електричного суспільства – світу з необмеженою енергією, що базується на відновлюваних ресурсах без шкідливих викидів.
Ці екологічні та технологічні рушійні сили відображені в пріоритетах федерального регулювання та інвестицій, зокрема з огляду на Закон про інвестиції в інфраструктуру та робочі місця 2021 року, який виділив 7,5 мільярда доларів на інфраструктуру електромобілів на федеральному рівні, 2,5 мільярда доларів на гранти на інфраструктуру заряджання та заправки електромобілів, а також 5 мільярдів доларів на Національну програму заряджання електромобілів. Адміністрація Байдена також прагне побудувати та встановити 500 000 зарядних станцій постійного струму по всій країні.

Цю тенденцію також можна спостерігати на рівні штатів. Такі штати, як Каліфорнія, Массачусетс і Нью-Джерсі, домагаються законодавства для впровадження повністю електричних транспортних засобів. Податкові пільги, рух «Електрифікуй Америку», стимули та зобов’язання також впливають як на споживачів, так і на виробників, щоб вони прийняли рух за електромобілі.

Автовиробники також приєднуються до руху в бік електромобілів. Провідні традиційні автовиробники, включаючи GM, Ford, Volkswagen, BMW та Audi, постійно представляють нові моделі електромобілів. Очікується, що до кінця 2022 року на ринку буде доступно понад 80 моделей електромобілів та гібридів із підзарядкою від мережі. На ринок також приєднується все більше нових виробників електромобілів, включаючи Tesla, Lucid, Nikola та Rivian.

Комунальні підприємства також готуються до повністю електричного суспільства. Важливо, щоб комунальні підприємства випереджали тенденції в електрифікації, аби задовольнити зростаючий попит, а критично важлива інфраструктура, включаючи мікромережі, знадобиться вздовж міжштатних автомагістралей для розміщення зарядних станцій. Зв'язок між транспортними засобами та мережею також набирає обертів вздовж автомагістралей.

ПЕРЕШКОДИ НА ШЛЯХУ ЗРОСТАННЯ

Хоча набирає обертів широке впровадження електромобілів, очікується, що труднощі загальмують зростання. Хоча стимули заохочуватимуть споживачів або автопарки переходити на електромобілі, вони можуть мати підступ – може виникнути рух за те, щоб електромобілі могли зв’язуватися з інфраструктурою для відстеження пробігу, що вимагатиме технологічних інновацій та інфраструктури зовнішнього зв’язку.

Однією з найбільших перешкод для впровадження електромобілів на рівні споживачів є надійна та ефективна інфраструктура зарядки. За оцінками, до 2030 року знадобиться 9,6 мільйона зарядних портів, щоб задовольнити прогнозоване зростання ринку електромобілів. Майже 80% цих портів будуть домашніми зарядними пристроями, а близько 20% - громадськими або робочими зарядними пристроями. Наразі споживачі вагаються купувати електромобіль через побоювання щодо запасу ходу – побоювання, що їхній автомобіль не зможе здійснити довгу подорож без потреби підзарядки, а зарядні станції будуть недоступні або неефективні, коли це буде потрібно.

Зокрема, громадські або спільні зарядні пристрої повинні забезпечувати майже постійну високошвидкісну зарядку цілодобово. Водієві, який зупиняється на зарядній станції вздовж автостради, ймовірно, потрібна швидка потужна зарядка – системи зарядки високої потужності зможуть забезпечити транспортним засобам майже повний заряд акумулятора лише за кілька хвилин заряджання.

Для надійної роботи високошвидкісних зарядних пристроїв необхідні спеціальні конструктивні рішення. Рідинне охолодження необхідне для підтримки оптимальної температури зарядних контактів та подовження часу заряджання транспортного засобу вищими струмами. У зонах заряджання з великою кількістю транспортних засобів охолодження контактних контактів забезпечить ефективну та стабільну надійну зарядку високою потужністю, що задовольнить постійний попит споживачів на зарядку.

МІРКУВАННЯ ЩОДО ПРОЕКТУВАННЯ ПОТУЖНИХ ЗАРЯДНИХ ПРИСТРОЇВ

Зарядні пристрої для електромобілів все частіше створюються з акцентом на оптимізацію міцності та потужних зарядних можливостей, щоб задовольнити потреби водіїв електромобілів та подолати тривогу щодо запасу ходу. Потужний зарядний пристрій для електромобілів із струмом 500 ампер став можливим завдяки системі рідинного охолодження та моніторингу – контактний носій у зарядному роз'ємі має теплопровідність, а також служить радіатором, оскільки охолоджувальна рідина розсіює тепло через вбудовані охолоджувальні канали. Ці зарядні пристрої містять різноманітні датчики, включаючи датчики витоку охолоджувальної рідини та точний моніторинг температури на кожному контакті живлення, щоб гарантувати, що температура контактів не перевищує 90 градусів Цельсія. Якщо цей поріг досягнуто, контролер заряджання в зарядній станції зменшує вихідну потужність, щоб підтримувати прийнятну температуру.

Зарядні пристрої для електромобілів також повинні бути стійкими до зносу та легко проходити технічне обслуговування. Ручки для заряджання електромобілів розроблені з урахуванням зносу, тому недбале поводження з часом, яке впливає на контактну поверхню, неминуче. Все частіше зарядні пристрої розробляються з модульними компонентами, що дозволяє легко замінювати контактну поверхню.
Організація кабелів на зарядних станціях також є важливим фактором для довговічності та надійності. Потужні зарядні кабелі містять мідні дроти, лінії рідинного охолодження та кабелі активності, але все ж повинні витримувати натягування або переїзд. Інші міркування включають засувки, що замикаються, що дозволяють водієві залишати свій автомобіль заряджатися на громадській станції (модульність з'єднувальної поверхні разом із ілюстрацією потоку охолоджувальної рідини), не турбуючись про те, що хтось може від'єднати кабель.