1. Inleiding tot laaimodule
1.1 Ontwikkeling van laaistapel
Die laaipaalbedryf groei al vir meer as tien jaar en het 'n era van vinnige groei betree. 2006-2015 was die embrioniese stadium van China se laaihoopbedryf. In 2006 het BYD die eerste motorlaaistasie by sy hoofkwartier in Shenzhen gevestig. In 2008 is die eerste gesentraliseerde laaistasie in China tydens die Beijing Olimpiese Spele gebou. In hierdie stadium is die laaistapels hoofsaaklik deur die regering gebou, en maatskaplike ondernemingskapitaal het nie ingekom nie. 2015-2020 was die vroeë groeiperiode van stapels laai. Nadat die staat die “Riglyne vir die Ontwikkeling van Elektriese Voertuiglaai-infrastruktuur (2015-2020)” in 2015 uitgereik het, het dit 'n mate van sosiale kapitaal gelok om die laaipaalbedryf te betree. Vanaf hierdie tydstip het die laaihoopbedryf amptelik die eienskappe van sosiale kapitaal. 2020-tot-datum is die sleutelgroeiperiode van laaistapels. Gedurende hierdie tydperk het die regering verskeie beleide uitgereik om laaistapels te ondersteun. In Maart 2021 is heffings ingesluit by die bou van nuwe infrastruktuur, wat nywerheidsondernemings gestimuleer het om kapasiteit verder uit te brei en produksie te verhoog. Tot dusver is die laaipaalbedryf nog in 'n belangrike groeitydperk, en die aantal laaihope sal na verwagting vinnig aanhou groei.
1.2. Inleiding tot heffingsmodulemaatskappye
Van die huidige tipe module sluit die bestaande laaimodules ACDC-laaimodule, DCDC-laaimodule en tweerigting V2G-laaimodule in. ACDC word gebruik vir eenrigting-laaistapels, wat die mees gebruikte en mees gebruikte laaimodule is. DCDC word gebruik vir fotovoltaïese laai van batterye en batterylaai van voertuie, en word gebruik in fotovoltaïese berging en laai projekte of berging en laai projekte. V2G laai module is om die toekomstige voertuig-netwerk interaktiewe funksie of tweerigting laai behoeftes van energie kragstasies op te los.
Van die aanbodverhouding van laaistapels word laaimodules hoofsaaklik in twee kategorieë verdeel, een is selfproduksie en selfgebruiktipe, verteenwoordig deur TELD, Sinexcel Electric, KSTAR, ens .; die ander is aanbodtipe, verteenwoordig deur INFYPOWER, UUGREENPOWER, Tonhe Elect, SZWINLINE, HUAWEI, Shenzhen Megmeet, ENSDS, ens.
1.3 Laai module mark
Die top drie modulevervaardigers in terme van moduleversendings in 2022 is INFYPOWER, Teladian en Youyou Green Energy. Onder hulle is INFYPOWER hoofsaaklik verantwoordelik vir oorsese markte en kragnetwerkmaatskappye. Teladian, as 'n toonaangewende binnelandse laaioperateur, beslaan die helfte van die binnelandse mark, gevolg deur UUGREENPOWER, SZWINLINE, HUAWEI, ens.
Die modulemarkgrootte en -aandeel in 2023. Volgens die jaarlikse opsomming en vergelykende ontleding van elke maatskappy, in die totale laaimodulemark, insluitend alle deelnemers in 2023, is die top vyf maatskappye in terme van markaandeel: INFYPOWER, UUGREENPOWER, Tonhe Elect , SZWINLINE, Sinexcel Electric; in vergelyking met 2023, het Tonghe Technology duidelike vordering gemaak. Die enigste onveranderde ding is dat INFYPOWER, wat lank boaan die lys is, 'n markaandeel van meer as 33% behou het.
2. Inleiding tot die ontwikkelingstendens van laaimodules
Met die koms van grootskaalse elektriese voertuie is eenvoudige laaistapels natuurlik nie in staat om die ontwikkeling van grootskaalse elektriese voertuie te ondersteun nie, en die laainetwerktegnologieroete het 'n konsensus geword in die nuwe energievoertuiglaaibedryf. Dit is eenvoudig om laaistapels te maak, maar dit is baie ingewikkeld om laainetwerktegnologie te maak. Die laainetwerk is 'n kruis-industrie en kruis-professionele ekologiese stelsel, wat ten minste 10 velde van tegnologie behels, soos kragelektronika, versendingbeheer, groot data, wolkplatform, kunsmatige intelligensie, industriële internet, substasieverspreiding, intelligente omgewingsbeheer, stelsel integrasie, en intelligente werking en instandhouding. Die diep integrasie van hierdie tegnologieë kan die integriteit van die laainetwerkstelsel verseker.
Die kern tegniese hindernisse van die laaimodule lê in die topologiese struktuurontwerp en integrasievermoëns. Die sleutelkomponente van die laaimodule is kragtoestelle, magnetiese komponente, resistors en kapasitors, skyfies, PCB's, ens. Wanneer die laaimodule werk, word die driefase-wisselstroomkrag reggestel deur die aktiewe drywingsfaktorkorreksie (PFC) stroombaan en word GS-krag om die GS/GS-omskakelingskring te voorsien. Die sagteware-algoritme van die kontroleerder werk op die halfgeleier-kragskakelaar deur die dryfkring om die uitsetspanning en stroom van die laaimodule te beheer en sodoende die batterypak te laai. Die interne struktuur van die laaimodule is kompleks, en 'n enkele produk bevat 'n relatief groot aantal komponente. Die topologiese struktuur se ontwerp bepaal direk die produk se doeltreffendheid en werkverrigting, en die hitte-afvoer struktuur ontwerp bepaal die hitte-afvoer doeltreffendheid van die produk, wat 'n hoë tegniese drempel het.
As 'n krag elektroniese produk met 'n hoë tegniese drempel, moet die laaimodule baie parameters oorweeg om hoë gehalte te bereik, soos: volume, massa, hitte-afvoermetode, uitsetspanning, stroom, doeltreffendheid, drywingsdigtheid, geraas, werking temperatuur, bystandverlies, ens. Voorheen het laaihope lae krag en swak gehalte gehad, en die vereistes vir laaimodules was nie hoog nie. Onder die neiging van hoë krag sal lae-gehalte laaimodules egter groot probleme veroorsaak in die daaropvolgende laaistapelbedryfstadium en die daaropvolgende bedryfs- en instandhoudingskoste verhoog. Daarom word verwag dat laaihoopmaatskappye se vereistes vir laaimodulekwaliteit verder sal toeneem, en sal hoër vereistes aan die tegniese vermoëns van laaimodulevervaardigers gestel word.
2.1. Laai module standaardisering
Die standaardisering van laaimodules verbeter voortdurend. Die Staatsrooster het gestandaardiseerde ontwerpspesifikasies vir die laai van stapels en laaimodules binne die stelsel uitgereik:
(1) Laaistapel "ses verenigings": verenigde elektriese werkverrigting, verenigde strukturele uitleg, verenigde spesiale komponentontwerp, verenigde algemene toestelkeuse, verenigde voorkomsstruktuur en verenigde toerustinginstallasie;
Tonghe Technology se produkte is hoofsaaklik 20kW hoëspanning wye konstante krag modules en 30kW en 40kW hoë spanning wye konstante krag modules wat voldoen aan die Staatsnetwerk se “ses unifications” standaarde;
(2) Laaimodule “drie unifikasies”: verenigde module-voorkomsgrootte, verenigde module-installasie-koppelvlak, en verenigde module-kommunikasieprotokol. Die standaardisering van laaistapel- en laaimodule-ontwerpspesifikasies het in die verlede tot 'n mate die probleem van swak produkversoenbaarheid in die mark opgelos, en sal die vinnige ontwikkeling van die laaipaalbedryf effektief bevorder.
2.2 Laaimodules ontwikkel na hoë krag
Die krag van 'n enkele laaimodule het geleidelik ontwikkel van die vroeë 3kW, 7.5kW en 15kW na die huidige 20kW, 30kW en 40kW, en beweeg steeds na hoër kragvlakke soos 50kW, 60kW en 100kW. Hierdie kragopgradering beteken nie net dat meer krag per tydseenheid uitgestuur kan word nie, maar verhoog ook die waarde en winsgewendheid van laaimoduleprodukte aansienlik. Met die vooruitgang van tegnologie en die voortdurende uitbreiding van die mark, sal die laaimodule-industrie voortgaan om meer ontwikkelingsgeleenthede in te lei.
Byvoorbeeld, in die huidige laaipaalmark waar die enkelgeweerkrag 60-120KW is, kan die 15KW-module ook aan die markvraag voldoen, maar baie heipaalmaatskappye gebruik 40kW-modules met laer per-watt-koste gebaseer op die koste van die geheel. masjien. Trouens, hoe meer stelselmodules daar is, hoe kleiner is die impak van enkelmodule-mislukking op die algehele stelsel. Motoreienaars hoef nie die risiko van verlengde laaityd te dra nie weens verminderde stelselbeskikbaarheid. Wanneer laaihoop-operateurs buigsame laai-intelligente toewysing maak, verwag hulle dat die modulegranulariteit kleiner sal wees, wat makliker is om te skeduleer en toe te ken, kragvermorsing verminder, en 'n enkele fout het minder impak op die beskikbaarheid van die stelsel, en die vereistes vir tydigheid van bedryf en instandhouding sal ook verminder word. Daarom is die huidige uitleg van hoofstroommaatskappye relatief volledig, en die markdekking is hoofsaaklik 30/40kW-produkte.
In November 2022 het Sinexcel Electric die eerste 50kW DC-laaimodule suksesvol in China bekendgestel, wat toegerus is met SICMOS-kerntoestelle binne, met 'n maksimum doeltreffendheid van meer as 97%, en verkoopsertifikate vir die binnelandse mark verkry het.
By die 2022 Derde China International Charging Pile Operator Conference het Eurotron vir die eerste keer sy 75KW ACDC-produk vrygestel, met 'n uitsetspanning van tot 1000V DC en 'n piekdoeltreffendheid van 97%.
3. Diversifikasie van hitte-afvoermetodes
Die huidige ontwikkelingsrigting van laaimodule-tegnologie, vanuit die perspektief van hitte-afvoermetodes, word rofweg in drie kategorieë produkte verdeel: een is die direkte ventilasie-tipe module, wat die hoofstroomproduktipe in die mark is en deur alle modulemaatskappye vervaardig word. ; een is die onafhanklike lugkanaal en gom-gevulde isolasie tipe module, eersgenoemde word verteenwoordig deur UUGREENPOWER, en laasgenoemde word verteenwoordig deur INFYPOWER en Tonhe Elect; een is die volle vloeistofverkoeling-hitte-afvoer-laaimodule, verteenwoordig deur INFYPOWER en HUAWEI.
Die drie tipes laaimoduleprodukte het tegniese iterasie-eienskappe, en as gevolg van die beginsel van ekonomiese gebruik, word die hitte-afvoermetode verbeter en geoptimaliseer. Vir laaihoopbedryfsmaatskappye is die mislukkingsyfer van laaihope en geraasoorlas twee groot probleme. Onder hulle beïnvloed die mislukkingskoers van laaistapels die winsgewendheid van die webwerf en die gebruikerservaring direk. Die hoofrede vir die mislukking van laaihope is die mislukking van die laaimodule. Die lugverkoelde module is tans die mees gebruikte produktipe.
4. Hoëstroom- en hoëspanningtegnologie
Namate die kilometers geleidelik toeneem, moet uitdagings soos die verkorting van laaityd en die vermindering van gebruikskoste die hoof gebied word. Die primêre taak is om die modulegrootte te optimaliseer om kragopgraderings te bewerkstellig. Aangesien die krag van die laaistapel hoofsaaklik afhang van die kragsuperposisie van die laaimodules, en beperk word deur die produkvolume, vloerspasie en vervaardigingskoste, is bloot die verhoging van die aantal modules nie meer die beste oplossing nie. Daarom, hoe om die krag van 'n enkele module te verhoog sonder om die bykomende volume te verhoog, het 'n tegniese probleem geword wat laaimodulevervaardigers dringend moet oorkom.
GS-laaitoerusting bereik uitstekende vinnige laaivermoëns deur hoëstroom- en hoëspanningstegnologie. Met die geleidelike toename in spanning en krag stel dit strenger vereistes aan die stabiele werking, doeltreffende hitteafvoer en omskakelingsdoeltreffendheid van die laaimodule, wat ongetwyfeld hoër tegniese uitdagings vir laaimodulevervaardigers stel.
In die gesig staar die markvraag na hoë-krag vinnige laai, moet laai module vervaardigers voortdurend innoveer en opgradeer die onderliggende tegnologie en bou hul eie kern tegnologie hindernisse. Dit sal die sleutel tot toekomstige markmededinging word. Slegs deur die kerntegnologie te bemeester kan ons onoorwinlik wees in die strawwe markkompetisie.
(1) Hoë stroomroete: lae bevorderingsvlak en hoë vereistes vir termiese bestuur. Volgens Joule se wet (formule Q=I2Rt) sal die toename in stroom die hitte wat tydens laai gegenereer word aansienlik verhoog, wat hoë eise aan hitte-afvoer stel. Byvoorbeeld, Tesla se hoëstroom vinnige laai-oplossing, sy V3-superlaai-hoop, het 'n piek bedryfstroom van meer as 600A, wat die gebruik van dikker bedrading benodig. Terselfdertyd het dit hoër vereistes vir hitte-afvoertegnologie, en kan dit slegs 'n maksimum laaikrag van 250kW by 5%-27% SOC bereik, en doeltreffende laai word nie ten volle gedek nie. Tans het binnelandse motorvervaardigers nie groot pasgemaakte veranderinge aan die hitte-afvoer-oplossing aangebring nie, en hoëstroom-laaistapels maak baie staat op selfgeboude stelsels, wat hoë promosiekoste het.
(2) Hoëspanningsroete: Dit is die modus wat tans algemeen deur motorvervaardigers gebruik word, wat die voordele van die vermindering van energieverbruik, die verbetering van batterylewe, die vermindering van gewig en die besparing van ruimte in ag kan neem. Tans, as gevolg van die spanningsweerstand van silikon-gebaseerde IGBT-kragtoestelle, is die vinnige laai-oplossing wat algemeen deur motormaatskappye gebruik word, die 400V-hoëspanningsplatform, dit wil sê, 'n laaikrag van 100kW kan bereik word met 'n stroom van 250A (100kW) kraglaai vir 10 minute kan ongeveer 100 km reis). Sedert Porsche die 800V-hoëspanning-platform bekend gestel het (wat 300KW-krag behaal en hoëspanning-bedradingsbome met die helfte verminder het), het groot motormaatskappye navorsing en uitleg van die 800V-hoëspanningplatform begin. In vergelyking met die 400V-platform, het die 800V-spanningsplatform 'n kleiner bedryfsstroom, wat die bedradingsvolume bespaar en die interne weerstandsverlies van die kring verminder, en sodoende kragdigtheid en energiedoeltreffendheid in vermoming verbeter.
5. Betroubaarheidsvereistes word al hoe hoër
Onder die druk van lae koste staan laaihope steeds voor groot uitdagings om veilig, betroubaar en stabiel te wees. Aangesien laaipale buite geïnstalleer word, word stof, temperatuur en humiditeit nie goed beskerm nie, en die omgewing is relatief moeilik. Onder spesiale werksomstandighede soos hoë breedtegrade, hoë koue en hoë hoogtes, is die werkverrigtingvereistes van laaimodules uiters hoog.
Tans verdryf die 15kW-module hoofsaaklik hitte deur gedwonge lugverkoeling, wat onvermydelik inmenging soos stof, korrosiewe gasse en vog meebring. Daarom is module-mislukkings hoofsaaklik gekonsentreer in die verskynsel van "warm ontploffing" wat deur die omgewing veroorsaak word. Om die nadelige gevolge van gedwonge lugverkoeling te oorkom, is natuurlike verkoeling (hoofsaaklik op hitte-sinks staatgemaak) een van die moontlike effektiewe opsies.
6. V2G Tweerigting-laaitegnologie
Benewens die tradisionele funksie om elektriese voertuie te laai, ontwikkel die laaimodule ook tweerigting-laaitegnologie. Die ontwikkeling van tweerigtingmodules het verder in staat gestel om V2G-tegnologie en V2H-tegnologie te verwesenlik, wat 'n positiewe rol speel in piekskeer en valleivul, balansering van kraglading en die verbetering van die doeltreffendheid van laaihope.
Die fotovoltaïese berging- en laai-integrasiebeleid verskaf topvlakbeleidsontwerp vir intelligente en ordelike laai en tweerigting laai en ontlaai, en bepaal die rigting vir laaistasies om deel te neem aan rooster piek- en valleiregulering, virtuele kragsentrales, saamgevoegde transaksies en geïntegreerde laai en berging. Dit is egter onlosmaaklik van die hardeware-grondslag van tweerigting V2G-laaimodules. Die vroegste binnelandse vervaardiger wat vooraf-navorsing in tweerigting V2G-laaimodules is, is infrarooi. Op die oomblik is die markaandeel van die infrarooi V2G-module in 'n absolute voordeel, en V2G-laaistapels in die kragnetwerkstelsel is die enigste.
7. Intelligente werking en instandhouding
Daar is baie uitdagings in die huidige laaibedryfsmark. Eerstens is die bedryf- en instandhoudingskoste van laaistasies hoog. Vir operateurs wat laaitoerusting met hoë mislukkingsyfers gebruik, oorskry die bedryfs- en instandhoudingskoste 10% van die bedryfsinkomste. Onvoldoende intelligensie lei tot die behoefte aan gereelde inspeksies, groot investering in bedryfs- en instandhoudingsmannekrag, en ontydige bedryf en instandhouding sal ook lei tot swak gebruikerslaai-ervaring; tweedens is die toerusting se lewensiklus kort, en die krag en spanning van laaihope wat in die vroeë stadium gebou is, kan nie aan die laai-evolusiebehoeftes van toekomstige voertuie voldoen nie, wat die aanvanklike belegging van operateurs mors; derdens, lae doeltreffendheid beïnvloed bedryfsinkomste; vierde, DC-laaistapels is raserig, wat die terreinkeuse van stasies direk beïnvloed. Om die pynpunte van laaifasiliteite op te los en die ontwikkelingstendens van die bedryf te volg.
Neem die Huawei HUAWEI HiCharger DC-snellaaimodule as voorbeeld. Wat intelligente werking en instandhouding betref, bring HUAWEI HiCharger DC-snellaaimodule ook nuwe waarde-kenmerke aan kliënte. Deur die temperatuurdata wat deur interne sensors ingesamel word en gekombineer met kunsmatige intelligensie-algoritmes, kan HUAWEI HiCharger die blokkasie van die stofskerm van die laaihoop en die blokkeertoestand van die modulewaaier identifiseer, en operateurs op afstand herinner om akkurate en voorspelbare instandhouding te implementeer, wat uitskakel gereelde inspeksies op die terrein.
Om die geraasprobleem op te los, bied die HUAWEI HiCharger DC-snellaaimodule 'n stil modus vir geraassensitiewe omgewingstoepassings. Terselfdertyd word die temperatuur van die sensor in die module gemonitor om die waaierspoed akkuraat aan te pas volgens die verandering van omgewingstemperatuur. Wanneer die omgewingstemperatuur daal, verminder die waaierspoed, wat die geraas verminder en lae temperatuur en lae geraas bereik.
Die HUAWEI HiCharger DC-snellaaimodule gebruik volledige gomvulling en volledige isolasiebeskermingstegnologie om die probleem op te los dat die lugverkoelde laaimodule maklik deur die omgewing beïnvloed word en misluk. Deur stofophoping en hoë humiditeitstoetse, versnelde hoë soutbespuitingstoetse en langtermyn-betroubaarheidstoetse in Hainan, Xishuangbanna, Dunhuang, Lhasa en ander velde, is die langtermynbetroubaarheid van die module in moeilike scenario's geverifieer, wat aansienlik verminder die operateur se bedryfs- en instandhoudingskoste.
As 'n nuwe herhaling van die vorige generasie laaimodules, het die oorsese weergawe van die 20kW DC-snellaaimodule 'n maksimum doeltreffendheid van 96.55%, en die binnelandse weergawe van die 30kW het 'n maksimum doeltreffendheid van 96.4%. Deur die toepassing van doeltreffende gepatenteerde topologie, doeltreffende beheeralgoritme en lae-verlies toestelle om verliese te verminder, gladde lugkanaalontwerp, presiese waaierspoedregulering, verminder die bykomende verliese wat veroorsaak word deur hitteafvoer, en bereik die optimale doeltreffendheid van die module.
