Quais fatores afetam a velocidade de carregamento de um carregador de veículo elétrico?

A contradição central da velocidade de cobrança é essencialmente o desafio final da eficiência da transmissão de energia. Quando o usuário insere a pistola de carregamento no veículo, a saída atual e de tensão pela pilha de carregamento deve corresponder com precisão ao "apetite" da bateria do veículo. Por exemplo, um carro elétrico equipado com uma plataforma de alta tensão de 800V pode teoricamente reabastecer 80% de sua energia em 15 minutos através de uma pilha de sobrecarga de 350kW, mas se uma pilha de carregamento antiga que suporta apenas 400V é usada, o poder pode cair acentuadamente para 150kW. Esse "efeito do barril" depende não apenas dos recursos de hardware da pilha de carregamento, mas também do regulamento em tempo real do sistema de gerenciamento de baterias a bordo (BMS). O BMS é como um "mordomo inteligente" para a bateria, monitorando continuamente a temperatura da célula, o equilíbrio de tensão e o estado de carga (SOC) durante o processo de carregamento. Quando é detectado que a temperatura de uma célula excede 45 ° C, o sistema reduzirá imediatamente a potência de carregamento para impedir a fuga térmica-isso significa que, mesmo que a mesma pilha de sobrecarga seja usada no verão quente, a velocidade de carregamento do veículo pode ser superior a 30% mais lenta que no inverno.

Carregadores de veículos elétricos

As propriedades físicas da própria bateria estabelecem um "teto" intransponível para a velocidade de carregamento. Quando as baterias de íons de lítio estão próximas da carga total, o risco de precipitação de metal de lítio no ânodo aumenta acentuadamente; portanto, todos os veículos elétricos são forçados a entrar no modo "carga de gotejamento" depois que a bateria atingir 80%. Esse mecanismo de proteção faz com que o tempo de carregamento dos últimos 20% seja comparável aos primeiros 80%. Mais sutilmente, as baterias de diferentes sistemas químicos têm tolerâncias completamente diferentes para o carregamento rápido: embora as baterias de fosfato de ferro de lítio (LFP) sejam de baixo custo, sua taxa de difusão de lítio é lenta e a velocidade de carregamento a baixas temperaturas é frequentemente 40% menor que a das baterias ternárias de lítio (NCM/NCA); E novas baterias com eletrodos negativos dopados com silício podem aumentar a densidade de energia, mas podem limitar o número de ciclos de carregamento rápido devido a problemas de expansão de partículas de silício. Essas contradições forçam as montadoras a encontrar um equilíbrio entre "velocidade de carregamento", "duração da bateria" e "controle de custos".

A capacidade de coordenação da infraestrutura é outra "manilha invisível" que geralmente é esquecida. A potência real de saída de uma pilha de carregamento rápida CC com uma potência nominal de 150kW pode estar sujeita à capacidade instantânea da fonte de alimentação da grade de energia. Quando várias estacas de carregamento estão em execução ao mesmo tempo durante o horário de pico, a carga do transformador se aproxima do valor crítico e a estação de carregamento deve reduzir a saída de cada pilha através da alocação dinâmica de energia. Esse fenômeno é particularmente óbvio nas áreas urbanas antigas - de acordo com dados de um operador de carregamento europeu, o poder de carregamento real durante o período de pico da noite é 22% menor que o valor nominal em média. A fragmentação dos padrões de interface de carregamento exacerba ainda mais a perda de eficiência. Se um modelo usando a interface NACS da Tesla usar uma pilha de carregamento com o padrão CCS, ele precisará converter o protocolo através de um adaptador, o que pode causar atraso de 5% a 10% de comunicação e perda de energia. Embora a tecnologia de carregamento sem fio possa se livrar das limitações das interfaces físicas, atualmente sua eficiência de transmissão de energia é de apenas 92%a 94%, o que é de 6 a 8 pontos percentuais mais baixos que o carregamento com fio. Esta ainda é uma falha inaceitável para cenários de sobrecarga que buscam extrema eficiência.

A futura direção inovadora pode estar na revolução tecnológica da "otimização colaborativa completa". A tecnologia de pré -aquecimento da bateria de 270kW desenvolvida em conjunto pela Porsche e Audi pode aquecer a bateria de -20 ℃ para a temperatura operacional ideal de 25 ℃ 5 minutos antes de carregar, aumentando a velocidade de carregamento em ambientes de baixa temperatura em 50%. A "arquitetura de super-carregamento refrigerada por líquido" lançada pela Huawei não apenas reduz o tamanho da pilha de carregamento em 40%, incorporando todos os transformadores, carregando módulos e cabos no sistema de circulação de refrigeração líquida, mas também produz continuamente uma corrente alta de 600A sem a proteção de teatro de gatilho. O mais digno de nota é que as mudanças tecnológicas no lado da grade de energia estão remodelando a ecologia de carregamento: a estação de carregamento "armazenamento fotovoltaico e carregamento e carregamento" testado em um laboratório na Califórnia pode manter uma potência de carregamento de 250kW por até 2 horas, quando a grade de energia está fora de energia através da cooperação da fotovoltações de fotovoltações e baterias de energia. Este modelo de energia "descentralizado" pode resolver completamente a limitação da carga da grade de energia na velocidade de carregamento.