1. Kargatzeko moduluaren sarrera
1.1 Karga Piloaren garapena
Karga-pilaren industria hazten ari da hamar urte baino gehiago eta hazkunde azkarreko garai batean sartu da. 2006-2015 Txinako karga-pila industriaren enbrioi-etapa izan zen. 2006an, BYD-k autoak kargatzeko lehen geltokia ezarri zuen Shenzhen-en duen egoitzan. 2008an, Txinako lehen kargagune zentralizatua eraiki zen Beijingo Olinpiar Jokoetan. Fase honetan, karga-piloak batez ere gobernuak eraiki zituen, eta enpresa sozialeko kapitala ez zen sartu. 2015-2020 karga-pilen hasierako hazkunde-aldia izan zen. Estatuak 2015ean "Ibilgailu Elektrikoen Karga Azpiegituraren Garapenerako Jarraibideak (2020-2015)" eman ondoren, kapital sozial batzuk erakarri zituen karga-pilen industrian sartzeko. Une honetatik aurrera, karga-pilaren industriak kapital sozialaren ezaugarriak ditu ofizialki. 2020ra artekoa da kargatzeko pilen hazkunde gakoa. Tarte horretan, gobernuak karga-pilak laguntzeko hainbat politika eman ditu. 2021eko martxoan, azpiegitura berrien eraikuntzan kobratzea sartu zen, industria-enpresek ahalmena gehiago handitzeko eta ekoizpena areagotzeko suspertuz. Orain arte, karga-pilen industria hazkunde-aldi garrantzitsu batean dago oraindik, eta karga-pilen kopurua azkar hazten jarraitzea espero da.
1.2. Kargatzeko moduluen enpresen aurkezpena
Egungo modulu motatik, dauden kargatzeko moduluek ACDC kargatzeko modulua, DCDC kargatzeko modulua eta V2G kargatzeko bi norabideko modulua dira. ACDC norabide bakarreko karga-piletarako erabiltzen da, hau da, gehien erabiltzen eta gehien erabiltzen den kargatzeko modulua. DCDC baterien karga fotovoltaikorako eta ibilgailuen bateriak kargatzeko erabiltzen da, eta biltegiratze fotovoltaikoko eta kargatzeko proiektuetan edo biltegiratze eta kargatzeko proiektuetan erabiltzen da. V2G kargatzeko modulua energia-zentralen etorkizuneko ibilgailu-sareko funtzio interaktiboa edo bi norabideko kargatzeko beharrak konpontzeko da.
Kargatze-pilen hornikuntza-erlaziotik, kargatzeko moduluak bi kategoriatan banatzen dira nagusiki, bata autoekoizpena eta autoerabilera mota da, TELD, Sinexcel Electric, KSTAR eta abarrekin ordezkatuta; bestea hornikuntza mota da, INFYPOWER, UUGREENPOWER, Tonhe Elect, SZWINLINE, HUAWEI, Shenzhen Megmeet, ENSDS, etab.
1.3 Kargatzeko moduluen merkatua
2022an moduluen bidalketei dagokienez, hiru modulu fabrikatzaile nagusiak INFYPOWER, Teladian eta Youyou Green Energy dira. Horien artean, INFYPOWER atzerriko merkatuak eta sare elektrikoko enpresek hartzen ditu nagusiki. Teladian-ek, etxeko kargatzeko operadore nagusi gisa, barne-merkatuaren erdia hartzen du, UUGREENPOWER, SZWINLINE, HUAWEI, etab.
Moduluaren merkatuaren tamaina eta kuota 2023an. Enpresa bakoitzaren urteko laburpenaren eta konparazio-analisiaren arabera, 2023ko parte-hartzaile guztiak barne kargatzeko moduluen merkatuan, merkatu-kuotaren arabera, bost konpainia nagusiak hauek dira: INFYPOWER, UUGREENPOWER, Tonhe Elect. , SZWINLINE, Sinexcel Electric; 2023arekin alderatuta, Tonghe Teknologiak aurrerapen nabariak egin ditu. Aldaketarik gabeko gauza bakarra zera da: INFYPOWER, aspaldiko zerrendaren buruan egon dena, %33tik gorako merkatu kuota mantendu duela.
2. Kargatzeko Moduluen Garapen Joeraren Sarrera
Eskala handiko ibilgailu elektrikoen etorrerarekin, kargatzeko pila sinpleak, jakina, ezin dira eskala handiko ibilgailu elektrikoen garapena babestu, eta kargatzeko sarearen teknologiaren ibilbidea adostasun bihurtu da ibilgailuen energia berrien kargatzeko industrian. Kargatzeko pilak egitea erraza da, baina oso konplikatua da kargatzeko sarearen teknologia egitea. Karga-sarea industria eta lanbide arteko sistema ekologiko bat da, eta gutxienez 10 teknologia-eremu hartzen ditu barne, hala nola potentzia-elektronika, bidalketa kontrola, big data, hodeiko plataforma, adimen artifiziala, Internet industriala, azpiestazio banaketa, ingurumen-kontrol adimenduna, sistema. integrazioa, eta funtzionamendu eta mantentze adimentsuak. Teknologia horien integrazio sakonak karga-sare sistemaren osotasuna berma dezake.
Kargatzeko moduluaren oinarrizko oztopo teknikoak egitura topologikoaren diseinuan eta integrazio gaitasunetan daude. Kargatzeko moduluaren funtsezko osagaiak potentzia-gailuak, osagai magnetikoak, erresistentzia eta kondentsadoreak, txipak, PCBak, etab. Kargatzeko modulua lanean ari denean, AC potentzia trifasikoa zuzentzen da potentzia aktiboaren faktorearen zuzenketa (PFC) zirkuituarekin eta DC/DC bihurketa zirkuitua hornitzeko DC potentzia bihurtzen da. Kontrolagailuaren software-algoritmoak erdieroaleen etengailuan jarduten du disko-zirkuituaren bidez, kargatzeko moduluaren irteerako tentsioa eta korrontea kontrolatzeko, eta horrela bateria-paketea kargatzen du. Kargatzeko moduluaren barne egitura konplexua da, eta produktu bakar batek osagai kopuru handi samarra dauka. Egitura topologikoaren diseinuak zuzenean zehazten du produktuaren eraginkortasuna eta errendimendua, eta beroa xahutzeko egituraren diseinuak produktuaren beroa xahutzeko eraginkortasuna zehazten du, atalase tekniko altua duena.
Atalase tekniko handiko potentzia-produktu elektroniko gisa, kargatzeko moduluak parametro asko hartu behar ditu kontuan kalitate handia lortzeko, hala nola: bolumena, masa, beroa xahutzeko metodoa, irteerako tentsioa, korrontea, eraginkortasuna, potentzia-dentsitatea, zarata, funtzionamendua. tenperatura, egonean-galera, etab. Aurretik, kargatzeko pilek potentzia baxua eta kalitate eskasa zuten, eta kargatzeko moduluen eskakizunak ez ziren handiak. Hala ere, potentzia handiko joeraren arabera, kalitate baxuko kargatzeko moduluek arazo handiak sortuko dituzte ondorengo karga-pilaren funtzionamendu-etapan eta ondorengo funtzionamendu- eta mantentze-kostuak handituko dituzte. Hori dela eta, kargatzeko pilen enpresek kargatzeko moduluaren kalitaterako eskakizunak gehiago areagotzea espero da, eta kargatzeko moduluen fabrikatzaileen gaitasun teknikoei baldintza handiagoak ezarriko zaizkie.
2.1. Karga-moduluaren estandarizazioa
Kargatzeko moduluen estandarizazioa etengabe hobetzen ari da. State Grid-ek diseinuaren zehaztapen estandarizatuak eman ditu sistemaren barruan pilak eta kargatzeko moduluak kargatzeko:
(1) Kargatze-pila "sei bateratze": errendimendu elektriko bateratua, egitura-diseinu bateratua, osagai berezien diseinu bateratua, gailu orokorren hautaketa bateratua, itxura-egitura bateratua eta ekipoen instalazio bateratua;
Tonghe Technology-ren produktuak batez ere 20kW-ko tentsio handiko potentzia konstanteko moduluak eta 30kW-ko eta 40kW-ko tentsio handiko potentzia konstanteko moduluak dira, Estatuko Sarearen "sei bateratze" estandarrak betetzen dituztenak;
(2) "Hiru bateratze" kargatzeko modulua: moduluaren itxuraren tamaina bateratua, modulu bateratua instalatzeko interfazea eta modulu bateratuaren komunikazio-protokoloa. Kargatzeko pilaren eta kargatzeko moduluen diseinuaren zehaztapenen estandarizazioak, neurri batean, merkatuan produktuen bateragarritasun eskasaren arazoa konpondu du iraganean, eta eraginkortasunez sustatuko du kargatzeko pilaren industriaren garapen azkarra.
2.2 Kargatzeko moduluak potentzia handirantz garatzen dira
Kargatzeko modulu bakar baten potentzia pixkanaka eboluzionatu da 3kW, 7.5kW eta 15kW hasieratik gaur egungo 20kW, 30kW eta 40kWra, eta 50kW, 60kW eta 100kW bezalako potentzia-maila handiagoetara joaten jarraitzen du. Potentzia-berrikuntza honek denbora-unitate bakoitzeko potentzia gehiago atera daitekeela esan nahi du, baina kargatzeko moduluen produktuen balioa eta errentagarritasuna nabarmen handitzen ditu. Teknologiaren aurrerapenarekin eta merkatuaren etengabeko hedapenarekin, kargatzeko moduluen industriak garapen aukera gehiago ematen jarraituko du.
Esate baterako, egungo karga-pilaren merkatuan, pistola bakarreko potentzia 60-120KW-koa den, 15KW moduluak merkatuaren eskaria ere ase dezake, baina pila-enpresa askok 40 kW-ko moduluak erabiltzen dituzte watt bakoitzeko kostu txikiagoarekin, osoaren kostuaren arabera. makina. Izan ere, zenbat eta sistema-modulu gehiago egon, orduan eta txikiagoa izango da modulu bakarreko hutsegitearen eragina sistema osoan. Autoen jabeek ez dute kargatzeko denbora luzatzeko arriskurik jasan behar, sistemaren erabilgarritasuna murrizten delako. Kargatzeko pila-operadoreek karga malguaren esleipen adimentsua egiten dutenean, moduluaren granulartasuna txikiagoa izatea espero dute, hau da, errazago programatu eta esleitu, potentzia xahutzea murrizten du eta hutsegite bakar batek eragin txikiagoa du sistemaren erabilgarritasunean eta puntualtasun-baldintzetan. eragiketa eta mantentze-lanak ere murriztuko dira. Hori dela eta, enpresa nagusien egungo diseinua nahiko osatua da eta merkatuaren estaldura 30/40kW produktuak dira nagusiki.
2022ko azaroan, Sinexcel Electric-ek arrakastaz abiarazi zuen Txinan 50 kW DC kargatzeko lehen modulua, barnean SICMOS oinarrizko gailuekin hornituta dagoena, % 97 baino gehiagoko gehienezko eraginkortasunarekin, eta barne merkaturako salmenta-ziurtagiriak lortu ditu.
2022ko Txinako Hirugarren Karga Pileko Operadoreen Nazioarteko Konferentzian, Eurotronek bere 75KW ACDC produktua kaleratu zuen lehen aldiz, 1000V DC arteko irteerako tentsioarekin eta %97ko eraginkortasun gailurrarekin.
3. Beroa xahutzeko metodoen dibertsifikazioa
Kargatzeko moduluen teknologiaren egungo garapen-norabidea, beroa xahutzeko metodoen ikuspegitik, hiru produktu kategoriatan banatzen da gutxi gorabehera: bat zuzeneko aireztapen motako modulua da, hau da, merkatuan produktu mota nagusia eta modulu-enpresa guztiek ekoizten dutena. ; bata aire-hodi independentea eta kolaz betetako isolamendu motako modulua da, lehena UUGREENPOWER-k irudikatzen du eta bigarrena INFYPOWER eta Tonhe Elect-ek; bat hozte likidoaren beroa xahutzeko kargatzeko modulua da, INFYPOWER eta HUAWEI-k irudikatuta.
Kargatzeko moduluko hiru produktu motak iterazio-ezaugarri teknikoak dituzte, eta erabilera ekonomikoaren printzipioa dela eta, beroa xahutzeko metodoa hobetu eta optimizatu egiten da. Karga-pilak ustiatzen dituzten enpresentzat, karga-pilen porrot-tasa eta zarata eragozpenak bi arazo nagusi dira. Horien artean, pila kargatzearen porrot-tasak zuzenean eragiten du gunearen errentagarritasunean eta erabiltzailearen esperientzian. Kargatzeko pilen porrotaren arrazoi nagusia kargatzeko moduluaren porrota da. Aire hoztutako modulua da gaur egun gehien erabiltzen den produktu mota.
4. Korronte eta Tentsio Handiko Teknologia
Kilometrajea pixkanaka handitzen doan heinean, kargatzeko denbora murriztea eta erabilera kostuak murriztea bezalako erronkei aurre egin behar zaie. Zeregin nagusia moduluaren tamaina optimizatzea da potentzia-berrikuntzak lortzeko. Kargatzeko pilaren potentzia batez ere kargatzeko moduluen potentzia gainjartzearen araberakoa denez, eta produktuaren bolumenak, solairuko espazioak eta fabrikazio kostuak mugatzen duenez, modulu kopurua handitzea ez da irtenbiderik onena. Hori dela eta, modulu bakar baten potentzia nola handitu bolumen gehigarria handitu gabe kargatzeko moduluen fabrikatzaileek premiazkoa gainditu behar duten arazo tekniko bihurtu da.
DC kargatzeko ekipoek karga azkarreko gaitasun bikainak lortzen dituzte korronte eta tentsio handiko teknologiaren bidez. Tentsioa eta potentzia pixkanaka-pixkanaka handitzearekin batera, kargatzeko moduluaren funtzionamendu egonkorrari, bero xahutze eraginkorrari eta bihurtze-eraginkortasunari buruzko baldintza zorrotzagoak ezartzen ditu, eta horrek, zalantzarik gabe, erronka tekniko handiagoak ezartzen dizkie kargatzeko moduluen fabrikatzaileei.
Potentzia handiko karga azkarraren merkatuaren eskariari aurre eginez, kargatzeko moduluen fabrikatzaileek azpiko teknologia etengabe berritu eta berritu behar dute eta beren oinarrizko teknologia-oztopoak eraiki behar dituzte. Hau etorkizuneko merkatuko lehiaren gakoa bihurtuko da. Oinarrizko teknologia menderatuta bakarrik garaitezinak izan gaitezke merkatuko lehia gogorraren aurrean.
(1) Korronte handiko ibilbidea: promozio maila baxua eta kudeaketa termikoaren eskakizun handiak. Joule-ren legearen arabera (Q=I2Rt formula), korrontearen igoerak kargatzean sortzen den beroa asko handituko du, eta horrek beroa xahutzeko eskakizun handiak eragiten ditu. Esate baterako, Teslaren korronte handiko karga azkarreko irtenbideak, bere V3 superkarga-pilak 600A baino gehiagoko funtzionamendu-korronte gailurra du, eta horrek kable-arnes lodiagoak erabiltzea eskatzen du. Aldi berean, beroa xahutzeko teknologiarako baldintza handiagoak ditu, eta 250 kW-ko gehienezko karga-potentzia soilik lor dezake % 5-27 SOC-n, eta karga eraginkorra ez dago guztiz estalita. Gaur egun, etxeko autoen fabrikatzaileek ez dute aldaketa pertsonalizatu handirik egin beroa xahutzeko konponbidean, eta korronte handiko karga-pilak auto-eraikitako sistemetan oinarritzen dira, eta horrek sustapen kostu handiak ditu.
(2) Tentsio handiko ibilbidea: gaur egun auto-fabrikatzaileek erabili ohi duten modua da, energia-kontsumoa murrizteko, bateriaren iraupena hobetzeko, pisua murrizteko eta espazioa aurrezteko abantailak kontuan izan ditzakeena. Gaur egun, silizioan oinarritutako IGBT potentzia-gailuen tentsio-erresistentzia dela eta, auto-enpresek erabili ohi duten karga azkarreko irtenbidea 400V-ko goi-tentsioko plataforma da, hau da, 100kW-ko karga-potentzia lor daiteke 250A (100kW) korrontearekin. 10 minutuz kargatzeak 100 km inguru egin ditzake). Porschek 800V-ko goi-tentsioko plataforma abian jarri zuenetik (300KW-ko potentzia lortuz eta goi-tentsioko kable-arnesak erdira murriztuz), auto-enpresa nagusiek 800V-ko goi-tentsioko plataformaren ikerketa eta diseinua hasi dute. 400V-ko plataformarekin alderatuta, 800V-ko tentsio-plataformak funtzionamendu-korronte txikiagoa du, eta horrek kablearen arnesaren bolumena aurrezten du eta zirkuituaren barne-erresistentzia-galera murrizten du, horrela potentzia-dentsitatea eta energia-eraginkortasuna mozorrotuta hobetuz.
5.Fidagarritasun-eskakizunak gero eta handiagoak dira
Kostu baxuaren presiopean, kargatzeko pilek erronka handiak dituzte oraindik seguru, fidagarriak eta egonkorrak izateko. Kargatzeko pilak kanpoaldean instalatzen direnez, hautsa, tenperatura eta hezetasuna ez daude ondo babestuta, eta ingurumena nahiko gogorra da. Lan baldintza berezietan, hala nola latitude altuetan, hotz handian eta altitude handietan, kargatzeko moduluen errendimendu-eskakizunak oso altuak dira.
Gaur egun, 15 kW-ko moduluak batez ere beroa xahutzen du behartutako aire hoztearen bidez, eta horrek ezinbestean interferentziak ekartzen ditu, hala nola hautsa, gas korrosiboak eta hezetasuna. Hori dela eta, moduluen hutsegiteak ingurumenak eragindako "leherketa beroaren" fenomenoan kontzentratzen dira batez ere. Behartutako airearen hoztearen ondorio kaltegarriak gainditzeko, hozte naturala (bero-hozgailuetan oinarritzen da batez ere) aukera eraginkorretako bat da.
6. V2G Bi norabideko Kargatze Teknologia
Ibilgailu elektrikoak kargatzeko ohiko funtzioaz gain, kargatzeko modulua norabide biko kargatzeko teknologia ere garatzen ari da. Norabide biko moduluen garapenak V2G teknologia eta V2H teknologia gehiago gauzatzea ahalbidetu du, gailurrak bizarra eta harana betetzean paper positiboa jokatuz, potentzia karga orekatuz eta kargatzeko pilen eraginkortasuna hobetuz.
Biltegiratze fotovoltaikoa eta karga integratzeko politikak goi-mailako politika-diseinua eskaintzen du karga adimentsu eta ordenatua eta bi norabideko karga eta deskargarako, eta kargaguneek sarearen gailur eta haranen erregulazioan, zentral elektriko birtualean, transakzio agregatuetan eta karga integratuan parte hartzeko norabidea zehazten du. eta biltegiratzea. Hala ere, V2G bi norabideko kargatzeko moduluen hardware oinarritik bereizezinak dira. V2G bi norabideko kargatzeko moduluak aurrez ikertu zituen etxeko fabrikatzailerik lehena Infragorria da. Gaur egun, infragorrien V2G moduluaren merkatu-kuota abantaila erabatekoa da, eta sare elektrikoko sistemako V2G kargatzeko pila bakarrak dira.
7. Funtzionamendu eta Mantentze Adimentsua
Gaur egungo karga-eragiketen merkatuan erronka asko daude. Lehenik eta behin, kargaguneen funtzionamendu- eta mantentze-kostuak handiak dira. Porrot-tasa handiak dituzten karga-ekipoak erabiltzen dituzten operadoreentzat, funtzionamendu- eta mantentze-kostuak ustiapen-sarreren % 10 gainditzen ditu. Adimen eskasak aldizkako ikuskapenak egitea dakar, eragiketa eta mantentze-lanetan inbertsio handiak egiteak eta denboraz kanpoko funtzionamenduak eta mantentze-lanak erabiltzailearen karga-esperientzia eskasa ere ekarriko du; bigarrenik, ekipoen bizi-zikloa laburra da, eta hasierako fasean eraikitako karga-pilen potentzia eta tentsioak ezin ditu etorkizuneko ibilgailuen karga-eboluzioaren beharrak ase, operadoreen hasierako inbertsioa alferrik galduz; hirugarrenik, eraginkortasun baxuak ustiapen-sarrerak eragiten ditu; laugarrenik, DC kargatzeko pila zaratatsuak dira, eta horrek zuzenean eragiten du geltokien guneen aukeraketari. Kargatzeko instalazioen minak konpontzeko eta industriaren garapen joerari jarraitzeko.
Hartu Huawei HUAWEI HiCharger DC karga azkarreko modulua adibide gisa. Eragiketa eta mantentze adimentsuari dagokionez, HUAWEI HiCharger DC karga azkarreko moduluak balio-funtzio berriak ere ekartzen dizkie bezeroei. Barne-sentsoreek bildutako tenperatura-datuen bidez eta adimen artifizialaren algoritmoekin konbinatuta, HUAWEI HiChargerrek karga-pilaren hauts-pantailaren blokeoa eta modulu-haizagailuaren blokeo-egoera identifikatu ditzake, eta urrunetik gogoratu operadoreei mantentze-lan zehatza eta aurreikusgarria ezartzeko, ezabatuz. lekuan maiz egiten diren ikuskapenak.
Zarataren arazoa konpontzeko, HUAWEI HiCharger DC karga azkarreko moduluak modu isil bat eskaintzen du zaratarekiko sentikorrak diren inguruneko aplikazioetarako. Aldi berean, moduluko sentsorearen tenperatura kontrolatzen da haizagailuaren abiadura giro-tenperaturaren aldaketaren arabera zehaztasunez doitzeko. Giro-tenperatura jaisten denean, haizagailuaren abiadura gutxitzen da, zarata murriztuz eta tenperatura baxua eta zarata baxua lortuz.
HUAWEI HiCharger DC karga azkarreko moduluak kola betetze osoa eta isolamendu osoa babesteko teknologia hartzen ditu, airez hoztutako kargatzeko moduluak inguruneak erraz eragiten duen eta huts egiten duen arazoa konpontzeko. Hauts-metaketaren eta hezetasun handiko proben, gatz-ihinztadura handiko proba bizkortuen eta Hainan, Xishuangbanna, Dunhuang, Lhasa eta beste eremu batzuetan epe luzeko fidagarritasun proben bidez, moduluaren epe luzeko fidagarritasuna eszenatoki gogorretan egiaztatu da, eta horrek asko murrizten du. operadorearen funtzionamendu- eta mantentze-kostuak.
Kargatzeko moduluen aurreko belaunaldiaren iterazio berri gisa, 20kW DC kargatze azkarreko moduluaren atzerriko bertsioak %96.55eko gehienezko eraginkortasuna du eta 30kW-ren etxeko bertsioak %96.4ko gehienezko eraginkortasuna du. Patentatutako topologia eraginkorra, kontrol-algoritmo eraginkorra eta galerak murrizteko galera baxuko gailuak, aire-hodien diseinu leuna, haizagailuaren abiadura erregulatzeko zehatza, beroa xahutzeak eragindako galera gehigarriak murrizteko eta moduluaren eraginkortasun optimoa lortzeko.
