Koji čimbenici utječu na brzinu punjenja električnog punjača?

Temeljna kontradikcija brzine punjenja u osnovi je krajnji izazov učinkovitosti prijenosa energije. Kad korisnik umetne pištolj za punjenje u vozilo, struja i naponski izlaz pomoću gomile punjenja moraju se precizno podudarati s "apetitom" baterije vozila. Na primjer, električni automobil opremljen visokim naponom 800 V može teoretski nadopuniti 80% svoje snage u 15 minuta kroz gomilu superpunjavanja od 350 kW, ali ako se koristi stara gomila punjenja koja podržava samo 400V arhitekturu, snaga može naglo pasti na ispod 150kW. Ovaj "efekt barela" ovisi ne samo o hardverskim mogućnostima gomile punjenja, već i o regulaciji sustava upravljanja baterijama u stvarnom vremenu (BMS). BMS je poput "pametnog batlera" za bateriju, kontinuirano nadgledajući temperaturu ćelije, ravnotežu napona i stanje punjenja (SOC) tijekom postupka punjenja. Kada se otkrije da temperatura ćelije prelazi 45 ° C, sustav će odmah smanjiti snagu punjenja kako bi se spriječilo toplinsko bijeg-to znači da čak i ako se ista gomila za pucnjava koristi u vrućem ljetu, brzina punjenja vozila može biti veća od 30% sporije nego zimi.

Punjači električnih vozila

Fizička svojstva same baterije postavljaju nepremostivi "strop" za brzinu punjenja. Kad su litij-ionske baterije blizu punog punjenja, rizik od oborina litij metala na anodi naglo se povećava, tako da su sva električna vozila prisiljena ući u način "punjenja" nakon što baterija dosegne 80%. Ovaj mehanizam zaštite uzrokuje da je vrijeme punjenja u posljednjih 20% usporedivo s prvih 80%. Suptilnije, baterije različitih kemijskih sustava imaju potpuno različite tolerancije na brzo punjenje: Iako su baterije litij željeznog fosfata (LFP) niskobudžetne, brzina difuzije litija je spora, a brzina punjenja pri niskim temperaturama često je 40% niža od one ternarne litijske baterije (NCM/NCA); i nove baterije s negativnim elektrodama dopiranim silicijem mogu povećati gustoću energije, ali mogu ograničiti broj ciklusa brzog punjenja zbog problema s širenjem silicijskih čestica. Ove kontradikcije prisiljavaju proizvođače automobila da pronađu ravnotežu između "brzine punjenja", "trajanja baterije" i "kontrole troškova".

Sposobnost koordinacije infrastrukture je još jedna "nevidljiva okova" koja se često zanemaruje. Stvarna izlazna snaga DC brzog punjenja s nominalnom snagom od 150 kW može biti podložna trenutnoj kapaciteti za napajanje električne mreže. Kad se više gomile punjenja istodobno radi tijekom vršnih sati, opterećenje transformatora približava se kritičnoj vrijednosti, a stanica za punjenje mora smanjiti izlaz svake gomile dinamičkom raspodjelom snage. Ovaj je fenomen posebno očit u starim urbanim područjima - prema podacima europskog operatera za punjenje, stvarna snaga punjenja tijekom večernjeg vršnog razdoblja je 22% niža od nominalne vrijednosti u prosjeku. Fragmentacija standarda sučelja za punjenje dodatno pogoršava gubitak učinkovitosti. Ako model koji koristi Teslino NACS sučelje koristi gomilu punjenja sa CCS standardnim, on treba pretvoriti protokol kroz adapter, što može uzrokovati kašnjenje komunikacije od 5% -10% i gubitak snage. Iako se tehnologija bežičnog punjenja može riješiti ograničenja fizičkih sučelja, njegova učinkovitost prijenosa energije trenutno je samo 92%-94%, što je 6-8 postotnih bodova niže od žičanog punjenja. To je još uvijek neprihvatljiv nedostatak za scenarije superchargiranja koji slijede ekstremnu učinkovitost.

Budući proboj u smjeru može se nalaziti u tehnološkoj revoluciji "optimizacije kolaborativne veze". Tehnologija predgrijavanja baterije od 270kW koju su zajednički razvili Porsche i Audi može zagrijavati bateriju od -20 ℃ na optimalnu radnu temperaturu od 25 ℃ 5 minuta prije punjenja, povećavajući brzinu punjenja u okruženjima s niskim temperaturama za 50%. "Arhitektura super-punjenja s all-tekućinom" koju je Huawei pokrenuo ne samo da smanjuje veličinu gomile punjenja za 40% ugradnjom svih transformatora, punjenja modula i kablova u sustav cirkulacije tekućeg hlađenja, već i kontinuirano iznosi visoku struju od 600A bez pokretanja zaštite od pregazivanja. Ono što je još značajnije jest da tehnološke promjene na strani električne mreže preoblikovaju ekologiju punjenja: "fotonaponska skladištenja i integrirana punjenja" postaja za punjenje "testirana u laboratoriju u Kaliforniji može održati snagu punjenja od 250kW do 2 sata kada je mreža za napajanje izvan bateracije i skladištenja rooftop -a. Ovaj "decentralizirani" energetski model može u potpunosti riješiti ograničenje opterećenja električne mreže pri brzini punjenja.