Keprihatinan yang semakin meningkat terhadap pelepasan karbon dioksida, kesan rumah hijau, dan penyusutan bahan bakar fosil yang cepat menimbulkan keperluan untuk menghasilkan dan mengadopsi alternatif lestari mesra alam baru untuk kenderaan yang digerakkan oleh mesin pembakaran dalaman (ICE). Atas sebab ini, dalam dekade terakhir, EV telah tersebar luas, terutamanya kerana pelepasan gas bahan bakar yang tidak dapat diabaikan dan kurang bergantung pada minyak.
Bercakap mengenai pertumbuhan, kenderaan elektrik (EV) telah berkembang pesat dalam tempoh 20 tahun yang lalu, kedua-duanya dari segi kemajuan bateri teknologi dan pengurangan kos bateri. Sehingga baru-baru ini, EV biasanya lebih mahal daripada kenderaan yang menggunakan bahan api petrol. Untuk memudahkan kejayaan komersial EV, bateri dan infrastruktur canggih untuk menyokong pengecasan bateri mesti dibangunkan dan dipasang, yang akan menjadikan EV lebih mampu milik, lebih mudah diakses dan lebih mudah digunakan. Pengecasan EV adalah sejenis peneraju dari segi inovasi.
Terdapat tiga cara pengisian bateri EV pada asasnya. Pengecasan dilakukan sama ada dengan pengecasan konduktif atau induktif dan ketiga dengan mengganti bateri. Sistem pengecasan EV terdiri daripada unit kawalan pengecas, kabel pengecas, dan unit kawalan kenderaan. Pengecas boleh dikelaskan kepada dua kumpulan utama, induktif dan konduktif. Pengecas induktif tidak mempunyai permukaan yang bersentuhan dan magnet digunakan untuk memindahkan daya. Walaupun gandingan ini memberi kemudahan kepada pemandu, ia belum mencapai tahap yang sangat cekap. Pengecas konduktif adalah peranti konvensional yang mendorong kuasa melalui sentuhan.
Sistem Pengecasan Konduktif Automatik Kenderaan Elektrik
Pengecasan konduktif menggunakan hubungan langsung antara penyambung EV dan saluran masuk cas. Kabel boleh dimasukkan dari saluran elektrik standard atau stesen pengecasan. Pengecas konduktif untuk EV mempunyai kelebihan kematangan, kesederhanaan, dan kos rendah kerana ia hanya menggunakan palam dan soket untuk mengalirkan tenaga elektrik melalui hubungan logam fizikal. Terdapat dua kaedah yang digunakan di stesen pengisian EV menggunakan kaedah konduktif iaitu. Pengecas AC atau pengecas dalam pesawat dan pengecas DC atau pengecas luar kapal.
Pemindahan daya konduktif menggunakan konduktor untuk menyambungkan dua alat elektronik untuk memindahkan tenaga. Terdapat tiga komponen asas ketika mengecas kabel, penyambung, dan bateri kenderaan elektrik, dan berdasarkan pengisian konduktif yang sama dibagi menjadi luar kapal and pengecasan di atas kapal.
Sistem Pengecasan DC Konduktif Kenderaan Elektrik
Pengecasan DC dilakukan di luar papan menggunakan pengecas DC. Ia menggunakan peralatan bekalan DC EV khusus untuk membekalkan tenaga dari pengecas off-board yang sesuai ke EV di lokasi awam. Ia dikenali sebagai pengecasan DC pantas. Terdapat fleksibiliti tahap kuasa, tidak seperti pengecas onboard. Ia boleh digunakan hingga 50KW iaitu bateri dapat dicas dalam 20 minit dari kosong hingga 80% penuh. Tetapi kadang-kadang jumlah ini berbeza-beza bergantung pada keadaan bateri dan kualiti kenderaan.
Pengecas yang digunakan hingga sekarang untuk menyambungkan kenderaan ke stesen janakuasa luaran adalah:
- CCS KAMI
- CCS Eropah
- Chademo
- Tesla AS / Eu
- Standard GB / T China
Semua ini mempunyai bilangan pin, fasa, dan voltan yang berlainan dan digunakan mengikut input kuasa di dalam kenderaan. Walaupun merupakan mod terpantas dan tidak mempunyai batasan pada bekalan kuasa, sistem pengecasan DC masih mempunyai beberapa batasan.
Batasannya disenaraikan di bawah: -
- Kerugian yang lebih tinggi dalam pengecas dan Bateri
- Bateri: - Hayat bateri lebih pendek, hanya 70-80% SOC yang boleh dicas dengan pengecasan pantas
- Kabel: Arus maksimum terhad untuk kabel yang dapat diangkat dengan mudah
- Pelaburan tinggi
- Kesan buruk pada grid
- Hanya terdapat di stesen pengecasan awam
- Pengurusan haba
Sistem Pengecasan AC Konduktif Kenderaan Elektrik
Pengecasan AC adalah yang paling biasa digunakan oleh cawangan elektrik untuk proses pengecasan mereka. Untuk mengecas, kenderaan hanya perlu disambungkan ke soket elektrik biasa atau soket kuasa yang lebih tinggi yang direka khas untuk EV. Seperti yang anda lihat, ruang dan bahan yang diperlukan untuk stesen pengisian jenis ini agak kecil. Namun, pengisian memerlukan masa lebih lama dan untuk proses ini, kereta harus dilengkapi dengan unit pengisian onboard, yang menambah berat kereta. Pengecas onboard mempunyai pengecualian ini kerana ia terhad dengan bekalan kuasa. Walaupun fleksibiliti kuasa adalah moto utama pengisian kenderaan elektrik.
Keseluruhan proses pengisian dalam sistem pengecasan AC sedikit berbeza. Terdapat pilot Proximity (yang terus memeriksa adanya hubungan antara EV dan Infrastructure Plug), Control pilot (Mengendalikan arus maksimum yang dapat ditarik) kerana input pengisian dipasang di dalam kenderaan. Oleh itu, memerhatikan arus maksimum yang dibekalkan menjadi suatu keharusan dalam situasi seperti itu. Tiga jenis peralatan utama yang digunakan adalah jaring kenderaan, kabel pengecasan, dan palam infrastruktur.
Jenis pengecas yang digunakan dalam sistem pengecasan AC adalah
- AS / Jepun SAE
- Eropah Mannekes / Tesla
- Perikatan Palam EV
- Tesla AS
Sistem pengecasan AC mempunyai faedah utama yang dapat anda kenakan di mana sahaja dengan outlet elektrik standard dan ia mempunyai Sistem Pemantauan Bateri (BMS) dengan komunikasi yang mudah. Walaupun dilengkapi dengan beberapa kelemahan utama seperti output kuasa, masa pengisian yang lebih lama, dan berat kenderaan lebih banyak kerana unit input yang dipasang.
Pengecasan Tanpa Wayar Kenderaan Elektrik (EV)
Di dunia di mana mengecas kereta elektrik adalah titik utama dalam meningkatkan peralihan tenaga, penyelesaian lain boleh datang bersama stesen pengecasan elektrik. Salah satu penyelesaiannya ialah pengecasan tanpa wayar. Pengecasan kereta tanpa wayar adalah versi pengecasan telefon pintar yang dipertingkatkan dengan beberapa perbezaan. “Pengisian induktif tanpa wayar membolehkan kenderaan elektrik mengecas secara automatik tanpa memerlukan kabel.
Ia terbukti selama bertahun-tahun, semuanya boleh diskalakan secara teknikal; namun, apabila kadar pemindahan kuasa meningkat, kerumitan dan ukuran elektronik pengurusan kuasa mesti meningkat. Lebih penting lagi, ketika daya meningkat, sejumlah faktor tambahan perlu dipertimbangkan, seperti kehilangan haba dan pengurusan terma. Semakin tinggi ketidakcekapan, dan semakin tinggi daya, semakin tinggi kehilangan haba dan lebih banyak yang mesti dilakukan untuk menguruskan kepanasan itu.
Pengecasan Induktif menggunakan medan elektromagnetik (EM) untuk memindahkan tenaga antara dua gegelung. Resonans magnetik dibuat antara gegelung stesen pengecasan dan gegelung grid kenderaan. Gegelung disetel ke frekuensi yang sama dan pemindahan tenaga berlaku di antara mereka. Ia semudah tenaga dipindahkan dari ibu kepada anak yang sedang duduk di buaian. Tenaga dihantar melalui gandingan induktif ke alat elektrik. Tenaga ini digunakan untuk mengecas bateri. Pengecas induktif digunakan dengan gegelung induksi untuk membuat medan EM bergantian dari pangkalan pengecasan. Peranti mudah alih seperti kereta atau trak menggunakan gegelung induksi kedua untuk menerima medan EM. Medan EM ini ditukar semula menjadi arus elektrik untuk mengecas bateri EV.
Menguruskan semua faktor tambahan dan cabaran teknikal, kami mempunyai pengecasan induktif yang menjadikan pengisian semudah meletakkan kenderaan anda. Fakta menarik ialah pengecasan tanpa wayar adalah 93% cekap yang hampir dari hujung ke hujung jika dibandingkan dengan kaedah pengisian bahan bakar tradisional. Segala-galanya muncul dengan sedikit keuntungan, orang menerima teknologi ini tetapi pada masa yang sama takut berlaku. Tetapi para pakar telah membincangkan keselamatan pengecasan tanpa wayar dan mereka sangat yakin bahawa ia semudah memasak di dapur. Di dapur juga, kita harus ingat beberapa langkah keselamatan dan serupa dengan pengecasan tanpa wayar.
Malah jenama automotif besar seperti BMW mempercayai teknologi ini. Pada tahun 2018, BMW melancarkan model baru mereka dengan pengecasan tanpa wayar dan mengutip bahawa "BMW menjadikan pengisian lebih mudah daripada mengisi minyak.
Pengecasan Kenderaan Elektrik Dinamik: Semua yang kita bicarakan hingga sekarang adalah mengenai pengecasan tanpa wayar statik. Perkara baru terbaik yang sedang diusahakan oleh inovator EV adalah Pengecasan Kenderaan Elektrik Dinamik (DEVC), yang membolehkan EV mengecas tanpa wayar semasa memandu di jalan raya. Sistem ini mampu mengecas EV secara dinamis hingga 20 kW pada kelajuan lebuh raya (100 km / j).
Cabaran dan peluang
Pada masa ini, EV adalah mengenai cabaran dari segi infrastruktur, kos kenderaan, masa pengecasan, jenis peralatan, dan lain-lain. Inovator percaya bahawa inovasi EV akan menjadi inovasi terbaik untuk mengurangkan pelepasan karbon dan membuka jalan untuk kemajuan iklim yang ketara.
Di bawah ini disenaraikan beberapa cabaran yang dihadapi dengan infrastruktur sekarang-
Masa mengecas: Terdapat tiga "tahap" pengecas utama yang tersedia untuk EV. Palam standard 120 volt, yang sering digunakan untuk perkakas rumah, mengecas perlahan tetapi dapat mengisi bateri hingga hampir penuh dengan cas beberapa malam, atau sekitar 20 hingga 40 jam. Pengecas "tahap dua" 240 volt biasanya memberikan caj 20 hingga 25 batu dalam satu jam, yang memendekkan masa pengecasan menjadi lapan jam atau kurang. Akhirnya, pengecas pantas arus terus (DC) tahap 3 dapat mengecas bateri hingga 80 peratus dalam 30 minit. Pada masa ini, pengecas tahap dua adalah yang paling banyak didapati — Jabatan Tenaga menyenaraikan 22,816 stesen awam di Amerika Syarikat.
Ketersediaan infrastruktur pengecasan: Daripada mengisi minyak di stesen minyak biasa, kenderaan elektrik (EV) mesti dicas di kedai elektrik agar dapat beroperasi. Banyak pemilik EV mengecas kereta mereka di rumah di garaj mereka menggunakan pengecas yang dipasang di dinding. Pengaturan ini berfungsi untuk kebanyakan orang kerana rata-rata orang memandu sejauh 29 batu sehari. Jarak ini berada dalam jarak kenderaan elektrik masa kini, yang kebanyakannya dapat menempuh jarak antara 150 dan 250 batu dengan cas, bergantung pada modelnya. Walau bagaimanapun, dua kesukaran besar muncul. Pertama, bagi pemandu yang tinggal di pangsapuri, garaj tempat letak kenderaan jarang dilengkapi dengan infrastruktur pengisian, dan memasang infrastruktur seperti itu mungkin melarang kos untuk pengurus bangunan.
Harga: Tidak seperti stesen minyak, di mana harga bahan bakar ditetapkan per galon, pengecasan EV pada masa ini dapat mengikuti sejumlah skema harga yang berbeza, yang dapat menyebabkan harga yang tidak konsisten dan kadang-kadang biaya pengisian yang tinggi. Harga pengisian rumah adalah kadar yang konsisten per kilowatt-jam (kWh) yang ditetapkan oleh pengatur utiliti. Harga stesen pengisian awam telah menggunakan skema termasuk yuran per sesi, yuran per minit, dan harga bertingkat berdasarkan kelajuan pengecasan maksimum kenderaan. Bayaran pengisian sering tidak ditunjukkan di stesen pengecasan. Ketidakkonsistenan dan kurangnya ketelusan ini menjadi penghalang untuk penggunaan EV kerana dapat menimbulkan kekecewaan dan pengalaman pelanggan yang negatif.
Peluang
- Peluang Pembuatan: Pelbagai naratif muncul sambil membincangkan peluang; malah syarikat terkemuka di India seperti NTPC, Bharat Heavy Electricals Ltd (Bhel), dan Power Grid Corp. dari India Ltd semuanya ingin menjadi sebahagian daripada pai ini. Semua orang dapat melihat ini akan menjadi masa depan Industri Automotif. Peningkatan industri EV jelas memberi banyak peluang kepada industri pembuatan. Malah gergasi e-dagang besar seperti Flipkart atau Amazon juga mengalihkan armada kenderaan mereka yang ada ke elektrik. Amazon yang diketuai Jeff Bezos mengatakan akan memperkenalkan 10,000 unit kenderaan elektrik dalam armada pengiriman barangnya di India menjelang 2025. Flipkart yang dimiliki Walmart merancang untuk memperkenalkan 25,000 unit kenderaan elektrik dalam armadanya untuk mengurangi emisi kenderaan. Semua ini pasti akan mewujudkan banyak peluang pembuatan untuk memenuhi permintaan besar ini.
- Kenaikan peluang B2B yang besar: Tidak hanya perniagaan tetapi pengguna menunjukkan minat yang tinggi terhadap mobiliti elektrik, perhatian media yang semakin meningkat bahkan di seluruh dunia telah membuat banyak ruang untuk banyak peluang di pasar perniagaan-ke-perniagaan. Pemain Utama Utama telah membuat kegembiraan dalam utiliti pembuatan untuk berkembang maju sektor EV. Dalam acara persidangan di Berlin, Ketua Pegawai Eksekutif Volkswagen Matthias Muller mengumumkan bahawa mereka telah mendapatkan rakan kongsi bekalan bateri di Eropah dan China.
- Teknologi Bateri: Teknologi Bateri adalah bahagian tidak terpisahkan dari ekosistem Kenderaan Elektrik di India. Teknologi di pasaran bateri kenderaan elektrik telah mengalami perubahan yang signifikan dalam beberapa tahun terakhir, dengan teknologi bateri berkembang dari kepadatan tenaga rendah menjadi kepadatan tenaga tinggi. Banyak penyelidikan pasaran menunjukkan bahawa teknologi bateri kenderaan elektrik dijangka tumbuh pada 38% CAGR dari 2020 hingga 2025 yang mewujudkan banyak ruang untuk peluang perniagaan dalam Teknologi Bateri. Untuk mendorong pasaran lebih jauh, Pemerintah India membentuk Misi Nasional Transformasi Mobiliti dan Penyimpanan Bateri di bawah Kepimpinan Niti Aayog. Dengan penekanan yang besar pada lokalisasi, langkah-langkah sedang diambil untuk mengurangi ketergantungan pada import dan pembuatan bateri dan komponen lain secara asli.
- Pengikisan ICE: Dengan semakin banyak minat dalam Mobiliti Elektrik, jelas bahawa minat berkurang dalam ICE akan menjadi korban secara automatik. Dan sebagai Dalaman Pembakaran Kenderaan enjin menjadi usang, peluang perniagaan untuk membuangnya akan berkembang lebih banyak pada masa akan datang. Sebilangan besar kenderaan pencemar ini akan dilarang di jalan raya dan akan berakhir di pusat-pusat pembuangan, logam, dan bahan-bahan yang akan dikitar semula untuk membuat dan menginovasi produk yang sesuai dengan persekitaran.
Sheeba Chauhan | Sub Editor | ELE Kali
Sheeba Chauhan
-
Sheeba Chauhanhttps://www.eletimes.com/author/sheeba“Walaupun Pertumbuhan Mengagumkan Elektronik Pengeluaran di India, Nilai Bersih Ditambah oleh Unit Pengeluaran Adalah Rendah Kerana Kebanyakan Komponen Masih Diimport dan Bukan Sumber Tempatan” – S Ramakrishnan
-
Sheeba Chauhanhttps://www.eletimes.com/author/sheebaTrend yang Muncul dalam Teknologi Semikonduktor Jurang Lebar Lebar (SiC dan GaN) untuk Aplikasi Automotif dan Penjimatan Tenaga
-
Sheeba Chauhanhttps://www.eletimes.com/author/sheebaRancangan Pembangunan Kami merangkumi Produk Industri & Automotif untuk Memperbesar Tawaran SiC mosfet dan Diod, STMicroelectronics: FRANCESCO MUGGERI
-
Sheeba Chauhanhttps://www.eletimes.com/author/sheebaBentuk Kilang kami: Pembuatan di Era Pasca-Pandemik