Kekhawatiran yang berkembang tentang emisi karbon dioksida, efek rumah kaca, dan penipisan bahan bakar fosil yang cepat meningkatkan kebutuhan untuk memproduksi dan mengadopsi alternatif ramah lingkungan baru yang berkelanjutan untuk kendaraan yang digerakkan oleh mesin pembakaran internal (ICE). Untuk alasan ini, dalam dekade terakhir, EV telah menjadi tersebar luas, terutama karena emisi gas bahan bakar yang dapat diabaikan dan ketergantungan yang lebih rendah pada minyak.
Berbicara tentang pertumbuhan, kendaraan listrik (EV) telah mengalami kemajuan pesat selama 20 tahun terakhir, baik dalam hal kemajuan baterai. teknologi dan pengurangan biaya baterai. Sampai saat ini, harga kendaraan listrik biasanya lebih mahal dibandingkan kendaraan berbahan bakar bensin. Untuk memfasilitasi kesuksesan komersial kendaraan listrik, baterai dan infrastruktur mutakhir untuk mendukung pengisian baterai harus dikembangkan dan dipasang, yang akan membuat kendaraan listrik lebih terjangkau, lebih mudah diakses, dan digunakan. Pengisian daya EV adalah ujung tombak dalam hal inovasi.
Pada dasarnya ada tiga cara mengisi baterai EV. Pengisian dilakukan baik dengan pengisian konduktif atau induktif dan ketiga dengan mengganti baterai. Sistem pengisian EV terdiri dari unit kontrol pengisi daya, kabel pengisi daya, dan unit kontrol kendaraan. Pengisi daya dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama, induktif dan konduktif. Pengisi daya induktif tidak memiliki permukaan kontak dan magnet digunakan untuk mentransfer daya. Meskipun kopling ini memberikan kenyamanan bagi pengemudi, namun belum mencapai tingkat yang sangat efisien. Pengisi daya konduktif adalah perangkat konvensional yang menginduksi daya melalui kontak.
Sistem Pengisian Konduktif Otomatis Kendaraan Listrik
Pengisian daya konduktif menggunakan kontak langsung antara konektor EV dan saluran masuk pengisian daya. Kabel dapat diumpankan dari outlet listrik standar atau stasiun pengisian. Pengisi daya konduktif untuk EV memiliki keunggulan kematangan, kesederhanaan, dan biaya rendah karena hanya menggunakan colokan dan soket untuk menghantarkan energi listrik melalui kontak logam fisik. Ada dua metode yang digunakan di stasiun pengisian EV menggunakan metode konduktif yaitu. Pengisi daya AC atau pengisi daya terpasang dan pengisi daya DC atau pengisi daya off-board.
Transfer daya konduktif menggunakan konduktor untuk menghubungkan dua perangkat elektronik untuk mentransfer energi. Ada tiga komponen dasar dalam hal pengisian kabel kendaraan listrik, konektor, dan baterai, dan atas dasar pengisian konduktif yang sama, pengisian dibagi menjadi dua bagian. di luar kapal dan pengisian onboard.
Sistem Pengisian DC Konduktif Kendaraan Listrik
Pengisian daya DC dilakukan secara off-board menggunakan pengisi daya DC. Ini menggunakan peralatan pasokan DC EV khusus untuk menyediakan energi dari pengisi daya off-board yang sesuai ke EV di lokasi umum. Ini dikenal sebagai pengisian DC cepat. Ada fleksibilitas tingkat daya, tidak seperti pengisi daya onboard. Dapat digunakan hingga 50KW yaitu baterai dapat diisi dalam 20 menit dari kosong hingga 80% penuh. Namun terkadang angka ini bervariasi tergantung pada kondisi baterai dan kualitas kendaraan.
Pengisi daya yang digunakan sampai sekarang untuk menghubungkan kendaraan ke pembangkit listrik eksternal adalah:
- CCS AS
- CCS Eropa
- Hademo
- Tesla AS/Eu
- Standar GB/T Cina
Semua ini memiliki jumlah pin, fase, dan daya tegangan yang berbeda dan digunakan sesuai dengan input daya di kendaraan. Meskipun merupakan mode tercepat dan tidak memiliki batasan pada catu daya, sistem pengisian DC masih memiliki beberapa keterbatasan.
Batasannya tercantum di bawah ini: -
- Kerugian yang lebih tinggi pada pengisi daya dan Baterai
- Baterai: - Masa pakai baterai lebih pendek, hanya 70-80% SOC yang dapat diisi dengan pengisian cepat
- Kabel: Arus maksimum terbatas untuk kabel yang dapat dengan mudah diangkat
- Investasi tinggi
- Dampak buruk pada jaringan
- Hanya tersedia di stasiun pengisian umum
- Manajemen termal
Sistem Pengisian AC Konduktif Kendaraan Listrik
Pengisian daya AC adalah yang paling umum digunakan outlet listrik untuk proses pengisian dayanya. Untuk mengisi daya, kendaraan hanya perlu dihubungkan ke soket listrik biasa atau stopkontak yang lebih tinggi yang dirancang khusus untuk EV. Seperti yang Anda lihat, ruang dan bahan yang dibutuhkan untuk jenis stasiun pengisian ini cukup kecil. Namun, pengisian membutuhkan waktu lebih lama dan untuk proses ini, mobil harus dilengkapi dengan unit pengisi daya onboard, yang menambah bobot mobil. Pengisi daya onboard memiliki pengecualian ini bahwa mereka dibatasi dengan catu daya. Padahal fleksibilitas daya adalah motto utama pengisian kendaraan listrik.
Seluruh proses pengisian dalam sistem pengisian AC sedikit berbeda. Ada pilot Proximity (yang terus memeriksa koneksi antara EV dan Infrastruktur Plug), pilot Kontrol (Mengontrol arus maksimum yang dapat ditarik) saat input pengisian dipasang di dalam kendaraan. Jadi, tetap memeriksa arus maksimum yang dipasok menjadi suatu keharusan dalam situasi seperti itu. Tiga jenis peralatan utama yang digunakan adalah jaring kendaraan, kabel pengisi daya, dan steker infrastruktur.
Jenis pengisi daya yang digunakan dalam sistem pengisian daya AC adalah:
- SAE AS/Jepang
- Eropa Manneke / Tesla
- Aliansi Plug EV
- Tesla AS
Sistem pengisian daya AC memiliki manfaat utama yaitu Anda dapat mengisi daya di mana saja dengan stopkontak standar dan memiliki Sistem Pemantauan Baterai (BMS) dengan komunikasi yang mudah. Meskipun muncul dengan beberapa kelemahan utama seperti output daya, waktu pengisian yang relatif lebih lama, dan bobot kendaraan yang lebih banyak karena unit input yang terpasang.
Pengisian Nirkabel Kendaraan Listrik (EV)
Di dunia di mana pengisian mobil listrik adalah titik kunci dalam meningkatkan transisi energi, solusi lain dapat datang bersama stasiun pengisian listrik. Salah satu solusi tersebut adalah pengisian nirkabel. Pengisian daya mobil nirkabel adalah versi pengisian daya ponsel cerdas yang disempurnakan dengan beberapa perbedaan. “Pengisian induktif nirkabel memungkinkan kendaraan listrik untuk mengisi daya secara otomatis tanpa memerlukan kabel.
Terbukti selama berabad-abad, semuanya terukur secara teknis; namun, saat kecepatan transfer daya meningkat, kompleksitas dan ukuran elektronik manajemen daya harus meningkat. Lebih penting lagi, saat daya naik, sejumlah faktor tambahan perlu dipertimbangkan, seperti kerugian termal dan manajemen termal. Semakin tinggi inefisiensi, dan semakin tinggi daya, semakin tinggi kehilangan panas dan lebih banyak yang harus dilakukan untuk mengelola panas itu.
Pengisian Induktif menggunakan medan elektromagnetik (EM) untuk mentransfer energi antara dua kumparan. Resonansi magnetik dibuat antara kumparan stasiun pengisian dan kumparan jaringan kendaraan. Kumparan disetel ke frekuensi yang sama dan transfer energi terjadi di antara mereka. Ini sesederhana energi yang ditransfer dari seorang ibu ke anak yang duduk di ayunan. Energi ditransmisikan melalui kopling induktif ke perangkat listrik. Energi ini digunakan untuk mengisi baterai. Pengisi daya induktif digunakan dengan koil induksi untuk membuat medan EM bolak-balik dari dasar pengisian. Perangkat portabel seperti mobil atau truk menggunakan kumparan induksi kedua untuk menerima medan EM. Medan EM ini diubah kembali menjadi arus listrik untuk mengisi baterai EV.
Mengelola semua faktor tambahan dan tantangan teknis, kami memiliki pengisian daya induktif yang membuat pengisian daya semudah hanya memarkir kendaraan Anda. Fakta yang menarik adalah bahwa pengisian daya nirkabel 93% efisien yang hampir end-to-end jika dibandingkan dengan metode pengisian bahan bakar tradisional. Semuanya datang dengan beberapa kutukan dan anugerah, orang menerima teknologi ini tetapi pada saat yang sama takut akan kecelakaan. Tetapi para ahli telah membahas keamanan pengisian daya nirkabel dan mereka sangat yakin bahwa itu semudah memasak di dapur. Di dapur juga, kita harus mengingat beberapa langkah keamanan dan serupa dengan pengisian nirkabel.
Bahkan merek otomotif besar seperti BMW mempercayai teknologi ini. Pada tahun 2018, BMW meluncurkan model baru mereka dengan pengisian nirkabel dan mengutip bahwa “BMW membuat pengisian lebih mudah daripada pengisian bahan bakar.
Pengisian Kendaraan Listrik Dinamis: Semua yang kita bicarakan sampai sekarang adalah tentang pengisian nirkabel statis. Hal terbaik baru berikutnya yang sedang dikerjakan oleh para inovator EV adalah Pengisian Kendaraan Listrik Dinamis (DEVC), yang memungkinkan EV untuk mengisi daya secara nirkabel saat mengemudi di jalan. Sistem ini mampu mengisi EV secara dinamis hingga 20 kW pada kecepatan jalan raya (100 km/jam).
Tantangan dan peluang
Saat ini, EV adalah tentang tantangan dalam hal infrastruktur, biaya kendaraan, waktu pengisian, jenis peralatan, dll. Innovator percaya bahwa inovasi EV akan menjadi inovasi terbaik untuk mengurangi emisi karbon dan membuka jalan bagi kemajuan iklim yang signifikan.
Tercantum di bawah ini adalah beberapa tantangan yang datang dengan infrastruktur saat ini-
Waktu pengisian: Ada tiga "level" utama pengisi daya yang tersedia untuk EV. Steker standar 120 volt, sering digunakan untuk peralatan rumah tangga, mengisi daya dengan lambat tetapi dapat mengisi baterai hingga mendekati kapasitas penuh dengan pengisian daya beberapa malam, atau sekitar 20 hingga 40 jam. Pengisi daya "tingkat dua" 240 volt umumnya menyediakan pengisian daya 20 hingga 25 mil dalam satu jam, yang mempersingkat waktu pengisian hingga delapan jam atau kurang. Terakhir, pengisi daya cepat arus searah (DC) “level 3” dapat mengisi daya baterai hingga 80 persen dalam 30 menit. Saat ini, pengisi daya tingkat dua adalah yang paling banyak tersedia—Departemen Energi mencantumkan 22,816 stasiun umum di Amerika Serikat.
Ketersediaan infrastruktur pengisian daya: Alih-alih mengisi bahan bakar di pom bensin biasa, kendaraan listrik (EV) harus diisi di outlet listrik agar dapat berjalan. Banyak pemilik EV mengisi daya mobil mereka di rumah di garasi mereka menggunakan pengisi daya khusus yang dipasang di dinding. Pengaturan ini bekerja untuk kebanyakan orang karena rata-rata orang mengemudi 29 mil per hari. Jarak ini berada dalam jangkauan kendaraan listrik saat ini, yang sebagian besar dapat menempuh jarak antara 150 dan 250 mil dengan sekali pengisian daya, tergantung pada modelnya. Namun, dua kesulitan utama muncul. Pertama, untuk pengemudi yang tinggal di apartemen, garasi parkir jarang dilengkapi dengan infrastruktur pengisian daya, dan pemasangan infrastruktur semacam itu mungkin memakan biaya yang mahal bagi pengelola gedung.
Harga: Tidak seperti SPBU, di mana harga bahan bakar ditetapkan per galon, pengisian EV saat ini dapat mengikuti sejumlah skema penetapan harga yang berbeda, yang dapat menyebabkan penetapan harga yang tidak konsisten dan terkadang biaya pengisian yang tinggi. Harga pengisian rumah adalah tarif yang konsisten per kilowatt-jam (kWh) yang ditetapkan oleh regulator utilitas. Penetapan harga stasiun pengisian umum telah menggunakan skema termasuk biaya per sesi, biaya per menit, dan harga berjenjang berdasarkan kecepatan pengisian maksimum kendaraan. Biaya pengisian sering tidak ditampilkan di stasiun pengisian. Ketidakkonsistenan dan kurangnya transparansi ini merupakan hambatan untuk adopsi EV karena dapat menyebabkan frustrasi dan pengalaman pelanggan yang negatif.
peluang
- Peluang Manufaktur: Berbagai narasi telah muncul saat berbicara tentang peluang; bahkan perusahaan papan atas India seperti NTPC, Bharat Heavy Electricals Ltd (Bhel), dan Power Grid Corp. of India Ltd semuanya ingin menjadi bagian dari kue ini. Semua orang dapat melihat ini akan menjadi masa depan Industri Otomotif. Bangkitnya industri EV jelas memberikan banyak peluang bagi industri manufaktur. Bahkan raksasa e-commerce besar seperti Flipkart atau Amazon juga mengalihkan armada kendaraan mereka yang ada ke listrik. Amazon yang dipimpin Jeff Bezos mengatakan akan memperkenalkan 10,000 unit kendaraan listrik dalam armada pengiriman barangnya di India pada tahun 2025. Flipkart milik Walmart berencana untuk memperkenalkan 25,000 unit kendaraan listrik dalam armadanya untuk mengurangi emisi kendaraan. Semua ini pasti akan menciptakan kumpulan peluang manufaktur yang sangat besar untuk memenuhi permintaan yang sangat besar ini.
- Lonjakan besar dalam peluang B2B: Tidak hanya bisnis tetapi konsumen menunjukkan minat yang meningkat pada mobilitas listrik, perhatian media yang berkembang bahkan secara global telah memberikan ruang yang luas untuk banyak peluang di pasar bisnis-ke-bisnis. Pemain Kunci Utama telah menciptakan kehebohan dalam utilitas manufaktur untuk pertumbuhan berkelanjutan dari sektor EV. Dalam sebuah acara konferensi di Berlin, CEO Volkswagen Matthias Muller mengumumkan bahwa mereka telah mendapatkan mitra pemasok baterai di Eropa dan Cina.
- Teknologi baterai: Teknologi Baterai merupakan bagian integral dari ekosistem Kendaraan Listrik di India. Teknologi di pasar baterai kendaraan listrik telah mengalami perubahan signifikan dalam beberapa tahun terakhir, dengan teknologi baterai berkembang dari kepadatan energi rendah ke kepadatan energi tinggi. Banyak riset pasar menunjukkan bahwa teknologi baterai kendaraan listrik diperkirakan akan tumbuh pada CAGR 38% dari 2020 hingga 2025 yang menciptakan ruang yang cukup untuk peluang bisnis di Teknologi Baterai. Untuk mendorong pasar lebih jauh, Pemerintah India membentuk Misi Nasional Mobilitas Transformatif dan Penyimpanan Baterai di bawah kepemimpinan Niti Aayog. Dengan penekanan yang signifikan pada lokalisasi, langkah-langkah diambil untuk mengurangi ketergantungan pada impor dan pembuatan baterai dan komponen lainnya secara lokal.
- Pengikisan ES: Dengan semakin banyaknya minat pada Mobilitas Listrik, jelas bahwa berkurangnya minat pada ICE akan menjadi korban otomatis. Dan sebagai Internal Pembakaran Kendaraan Mesin menjadi usang, peluang bisnis untuk membuangnya akan semakin berkembang di masa depan. Banyak kendaraan pencemar ini akan dilarang di jalan dan akan berakhir di pusat pembuangan, logam, dan bahan yang akan didaur ulang untuk membuat dan berinovasi produk yang ramah lingkungan.
Sheeba Chauhan | Sub-editor | Waktu ELE
Sheeba Chauhan
-
Sheeba Chauhanhttps://www.eletimes.com/author/sheeba“Meskipun Pertumbuhannya Mengesankan Elektronik Produksi di India, Nilai Tambah Bersih Unit Produksi Rendah Karena Sebagian Besar Komponen Masih Diimpor dan Bukan Bersumber Secara Lokal” – S Ramakrishnan
-
Sheeba Chauhanhttps://www.eletimes.com/author/sheebaTren yang Muncul dalam Teknologi Wide Band Gap Semiconductors (SiC dan GaN) untuk Aplikasi Otomotif dan Penghematan Energi
-
Sheeba Chauhanhttps://www.eletimes.com/author/sheebaRencana Pengembangan Kami Mencakup Produk Industri & Otomotif untuk Memperbesar Penawaran SiC MOSFET dan Dioda, STMikroelektronika: FRANCESCO MUGGERI
-
Sheeba Chauhanhttps://www.eletimes.com/author/sheebaBentuk Pabrik kami: Manufaktur di Era Pasca-Pandemi