چه عواملی بر سرعت شارژ یک شارژر وسیله نقلیه الکتریکی تأثیر می گذارد؟

تضاد اصلی سرعت شارژ در اصل چالش نهایی راندمان انتقال انرژی است. هنگامی که کاربر اسلحه شارژ را درون وسیله نقلیه وارد می کند ، خروجی جریان و ولتاژ توسط شمع شارژ باید به طور دقیق با "اشتها" باتری وسیله نقلیه مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال ، یک ماشین برقی مجهز به یک سکوی ولتاژ با ولتاژ 800 ولت می تواند 80 ٪ از قدرت خود را در 15 دقیقه از طریق شمع فوق شارژ 350 کیلو وات پر کند ، اما اگر از یک شمع شارژ قدیمی که فقط از معماری 400 ولت پشتیبانی می کند ، استفاده می شود ، ممکن است قدرت به شدت به زیر 150 کیلو وات کاهش یابد. این "اثر بشکه" نه تنها به قابلیت های سخت افزاری شمع شارژ بستگی دارد ، بلکه به تنظیم زمان واقعی سیستم مدیریت باتری روی تخته (BMS) نیز بستگی دارد. BMS مانند "باتلر هوشمند" برای باتری است ، به طور مداوم در طی فرآیند شارژ ، دمای سلول ، تعادل ولتاژ و وضعیت شارژ (SOC) را کنترل می کند. هنگامی که تشخیص داد که دمای یک سلول از 45 درجه سانتیگراد فراتر می رود ، سیستم بلافاصله قدرت شارژ را کاهش می دهد تا از فراری حرارتی جلوگیری شود-این بدان معنی است که حتی اگر از همان شمع فوق شارژ در تابستان گرم استفاده شود ، سرعت شارژ وسیله نقلیه ممکن است بیش از 30 ٪ کندتر از زمستان باشد.

شارژرهای وسیله نقلیه الکتریکی

خصوصیات فیزیکی باتری خود "سقف" غیرقابل تحمل را برای سرعت شارژ تنظیم می کند. هنگامی که باتری های لیتیوم یون نزدیک به شارژ کامل هستند ، خطر بارش فلز لیتیوم در آند به شدت افزایش می یابد ، بنابراین تمام وسایل نقلیه برقی پس از رسیدن باتری به 80 ٪ مجبور می شوند وارد حالت "شارژ ترفند" شوند. این مکانیسم محافظت باعث می شود زمان شارژ 20 ٪ گذشته با 80 ٪ اول قابل مقایسه باشد. با ظرافت تر ، باتری های سیستم های شیمیایی مختلف تحمل کاملاً متفاوتی نسبت به شارژ سریع دارند: اگرچه باتری های فسفات آهن لیتیوم (LFP) کم هزینه هستند ، اما میزان انتشار لیتیوم آنها کند است و سرعت شارژ در دمای پایین اغلب 40 ٪ پایین تر از باتری های لیتیوم سه قلو (NCM/NCA) است. و باتری های جدید با الکترودهای منفی دوپ شده سیلیکون می توانند چگالی انرژی را افزایش دهند ، اما ممکن است تعداد چرخه شارژ سریع به دلیل مشکلات انبساط ذرات سیلیکون را محدود کند. این تناقضات خودروسازان را وادار به تعادل بین "سرعت شارژ" ، "عمر باتری" و "کنترل هزینه" می کند.

توانایی هماهنگی زیرساخت ها یکی دیگر از "قلاب های نامرئی" است که اغلب مورد غفلت واقع می شود. قدرت خروجی واقعی یک شمع شارژ سریع DC با قدرت اسمی 150 کیلو وات ممکن است در معرض ظرفیت منبع تغذیه فوری شبکه برق باشد. هنگامی که چندین شمع شارژ همزمان در ساعات اوج کار می کنند ، بار ترانسفورماتور به مقدار بحرانی نزدیک می شود و ایستگاه شارژ باید از طریق تخصیص قدرت پویا ، بازده هر شمع را کاهش دهد. این پدیده به ویژه در مناطق قدیمی شهری آشکار است - براساس داده های یک اپراتور شارژ اروپایی ، قدرت شارژ واقعی در دوره اوج عصر 22 ٪ پایین تر از ارزش اسمی به طور متوسط ​​است. تکه تکه شدن استانداردهای رابط شارژ باعث از بین رفتن بهره وری بیشتر می شود. اگر مدلی با استفاده از رابط NACS TESLA از یک شمع شارژ با استاندارد CCS استفاده کند ، باید پروتکل را از طریق یک آداپتور تبدیل کند ، که ممکن است باعث تأخیر ارتباطی 5 ٪ -10 ٪ و از دست دادن برق شود. اگرچه فناوری شارژ بی سیم می تواند از محدودیت های رابط های فیزیکی خلاص شود ، اما راندمان انتقال انرژی آن در حال حاضر تنها 92 ٪ -94 ٪ است که 6-8 درصد پایین تر از شارژ سیمی است. این هنوز یک کاستی غیرقابل قبول برای سناریوهای فوق شارژ است که بازده شدید را دنبال می کنند.

جهت دستیابی به موفقیت آینده ممکن است در انقلاب تکنولوژیکی "بهینه سازی مشترک با هم لینک" باشد. فناوری پیش گرم شدن باتری 270 کیلو وات که به طور مشترک توسط پورشه و آئودی ساخته شده است می تواند باتری را از -20 ℃ تا دمای بهینه 5 ℃ 5 دقیقه قبل از شارژ گرم کند و سرعت شارژ را در محیط های دمای پایین 50 ٪ افزایش دهد. "معماری فوق العاده شارژ همه جانبه" که توسط هواوی راه اندازی شده است نه تنها با درج تمام ترانسفورماتورها ، اندازه شمع شارژ را 40 ٪ کاهش می دهد ، ماژول ها و کابل ها را در سیستم گردش خون خنک کننده مایع کاهش می دهد ، بلکه به طور مداوم جریان بالایی از 600A را بدون ایجاد محافظت بیش از حد انجام می دهد. نکته قابل توجه این است که تغییرات تکنولوژیکی در سمت شبکه برق در حال تغییر شکل مجدد محیط زیست شارژ است: ایستگاه شارژ "ذخیره سازی فتوولتائیک و شارژ" که در آزمایشگاه در کالیفرنیا آزمایش شده است می تواند تا 2 ساعت قدرت شارژ را تا 2 ساعت حفظ کند ، زیرا شبکه برق از طریق همکاری با همکاری خامه ای از خامه و باتری های فتوولتائیک و ذخیره انرژی استفاده می کند. این مدل انرژی "غیر متمرکز" ممکن است محدودیت بار شبکه برق را در سرعت شارژ حل کند .