De groeiende bezorgdheid over de uitstoot van kooldioxide, broeikaseffecten en de snelle uitputting van fossiele brandstoffen verhoogt de noodzaak om nieuwe milieuvriendelijke, duurzame alternatieven te produceren en toe te passen voor voertuigen met een verbrandingsmotor (ICE). Om deze reden zijn EV's de afgelopen tien jaar op de een of andere manier wijdverbreid geraakt, voornamelijk vanwege hun verwaarloosbare uitstoot van brandstofgassen en minder afhankelijkheid van olie.
Over groei gesproken: elektrische voertuigen (EV’s) hebben de afgelopen twintig jaar enorme vooruitgang geboekt, zowel wat betreft de vooruitgang van de batterij technologie en verlaging van de batterijkosten. Tot voor kort waren elektrische voertuigen doorgaans duurder dan voertuigen op benzine. Om het commerciële succes van elektrische voertuigen te faciliteren, moeten geavanceerde batterijen en infrastructuur ter ondersteuning van het opladen van batterijen worden ontwikkeld en geïnstalleerd, waardoor elektrische voertuigen betaalbaarder, toegankelijker en gemakkelijker te gebruiken worden. EV-laden is een soort speerpunt als het gaat om innovaties.
Er zijn grofweg drie manieren om een EV-accu op te laden. Het opladen gebeurt ofwel door geleidend of inductief laden en ten derde door de batterijen te vervangen. Het EV-laadsysteem bestaat uit een laadregeleenheid, laadkabel en voertuigregeleenheid. Laders kunnen worden ingedeeld in twee hoofdgroepen, inductief en geleidend. De inductieve oplader heeft geen contactoppervlak en een magneet wordt gebruikt om de stroom over te dragen. Hoewel deze koppeling bestuurders gemak biedt, heeft deze nog geen hoog efficiënt niveau bereikt. De geleidende oplader is een conventioneel apparaat dat stroom induceert door contact.
Elektrisch voertuig Geautomatiseerd geleidend laadsysteem
Geleidend opladen maakt gebruik van direct contact tussen de EV-connector en de laadingang. De kabel kan worden gevoed vanuit een standaard stopcontact of laadstation. De geleidende oplader voor EV's heeft de voordelen van volwassenheid, eenvoud en lage kosten, omdat hij eenvoudigweg gebruik maakt van stekkers en stopcontacten om elektrische energie te geleiden via fysieke metalen contacten. Er zijn twee methoden die worden gebruikt in EV-laadstations met behulp van de geleidende methode, namelijk. AC-laders of ingebouwde laders en DC-laders of externe laders.
Geleidende stroomoverdracht gebruikt een geleider om twee elektronische apparaten met elkaar te verbinden om energie over te dragen. Er zijn drie basiscomponenten als het gaat om het opladen van kabels, connectoren en batterijen voor elektrische voertuigen, en op basis van dezelfde geleidende lading wordt gesplitst in buiten boord en opladen aan boord.
Geleidend DC-laadsysteem voor elektrische voertuigen
Het DC-laden gebeurt off-board met behulp van een DC-lader. Het maakt gebruik van speciale DC EV-voedingsapparatuur om energie van geschikte externe opladers te leveren aan elektrische voertuigen op openbare locaties. Het staat bekend als snel DC-laden. Er is een flexibel vermogensniveau, in tegenstelling tot ingebouwde opladers. Het kan worden gebruikt tot 50 kW, dwz de batterij kan in 20 minuten worden opgeladen van leeg tot 80% vol. Maar soms varieert dit aantal afhankelijk van de staat van de batterij en de kwaliteit van het voertuig.
De laders die tot nu toe worden gebruikt voor het aansluiten van het voertuig op de externe elektriciteitscentrale zijn:
- CCS VS
- CCS Europa
- CHAdeMO
- Tesla VS/EU
- China GB / T-standaard
Al deze hebben verschillende aantallen pinnen, fasen en spanningsvermogen en worden gebruikt op basis van het opgenomen vermogen in het voertuig. Ondanks dat het de snelste modus is en geen beperking op de voeding heeft, heeft het DC-laadsysteem nog steeds weinig beperkingen.
De beperkingen worden hieronder vermeld: -
- Hogere verliezen in lader en batterij
- Batterij: - Kortere levensduur van de batterij, slechts 70-80% SOC kan worden opgeladen met snel opladen
- Kabel: Beperkte maximale stroom voor kabel die gemakkelijk kan worden opgetild
- Hoge investering
- Nadelige impact op het net
- Alleen beschikbaar bij openbare laadstations
- Thermisch beheer
Geleidend AC-oplaadsysteem voor elektrische voertuigen
Opladen via wisselstroom is wat de meeste stopcontacten gebruiken voor hun laadproces. Om op te laden, hoeft het voertuig alleen maar te worden aangesloten op een gewoon stopcontact of een hoger stopcontact dat speciaal is ontworpen voor EV's. Zoals je kunt zien, zijn de ruimte en materialen die nodig zijn voor dit type laadstation vrij klein. Het opladen duurt echter langer en voor dit proces moet de auto worden uitgerust met een ingebouwde oplaadeenheid, wat bijdraagt aan het gewicht van de auto. Opladers aan boord hebben deze uitzondering dat ze beperkt zijn met stroomvoorziening. Hoewel stroomflexibiliteit het belangrijkste motto is bij het opladen van een elektrisch voertuig.
Het hele proces van opladen in een AC-laadsysteem is een beetje anders. Er zijn Proximity-piloten (die voortdurend controleren of de verbinding tussen de EV en Infrastructuurstekker tot stand komt), Control-pilots (Controleert de maximale stroom die kan worden getrokken) als de laadingang in het voertuig zijn geïnstalleerd. Dus het controleren van de maximaal geleverde stroom wordt in dergelijke situaties een must. De drie belangrijkste soorten apparatuur die worden gebruikt, zijn autonet, laadkabel en infrastructuurstekker.
De soorten laders die worden gebruikt in een AC-laadsysteem zijn:
- VS/Japan SAE
- Europa Manneken/Tesla
- EV Plug Alliantie
- Tesla VS
Het AC-laadsysteem heeft het grote voordeel dat u overal kunt opladen met het standaard stopcontact en heeft een Battery Monitoring System (BMS) met gemakkelijke communicatie. Hoewel het een aantal grote nadelen met zich meebrengt, zoals vermogen, relatief langere oplaadtijd en meer voertuiggewicht vanwege de geïnstalleerde invoereenheid.
Draadloos opladen van elektrische voertuigen (EV's)
In een wereld waar het opladen van elektrische auto's een belangrijk punt is in het stimuleren van de energietransitie, kunnen naast elektrische laadstations ook andere oplossingen komen. Een van die oplossingen is draadloos opladen. Draadloos opladen in de auto is een verbeterde versie van het opladen van smartphones met verschillende verschillen. “Draadloos inductief laden zorgt ervoor dat een elektrisch voertuig automatisch kan opladen zonder dat er kabels nodig zijn.
Het is door de eeuwen heen bewezen, alles is technisch schaalbaar; naarmate de vermogensoverdrachtssnelheden echter stijgen, moeten de complexiteit en omvang van de elektronica voor energiebeheer toenemen. Wat nog belangrijker is, naarmate het vermogen toeneemt, moet er rekening worden gehouden met een aantal extra factoren, zoals thermische verliezen en thermisch beheer. Hoe hoger de inefficiëntie en hoe hoger het vermogen, hoe groter de warmteverliezen en hoe meer er moet worden gedaan om die warmte te beheersen.
Inductief laden maakt gebruik van een elektromagnetisch (EM) veld om energie tussen twee spoelen over te dragen. Tussen de spoel van het laadstation en de spoel van het voertuignet ontstaat magnetische resonantie. De spoelen zijn afgestemd op dezelfde frequentie en er vindt energieoverdracht tussen de spoelen plaats. Het is zo simpel als de energie wordt overgedragen van een moeder op een kind dat op een schommel zit. Energie wordt via een inductieve koppeling naar de elektrische apparaten overgebracht. Deze energie wordt gebruikt om batterijen op te laden. Inductieve laders worden gebruikt met een inductiespoel om een wisselend EM-veld te creëren vanuit het laadstation. Een draagbaar apparaat zoals auto's of vrachtwagens gebruikt een tweede inductiespoel om het EM-veld te ontvangen. Deze EM-velden worden weer omgezet in elektrische stroom om de batterij van de EV's op te laden.
We beheren alle bijkomende factoren en technische uitdagingen en hebben inductieladen die het opladen net zo eenvoudig maakten als het parkeren van uw voertuig. Het interessante feit is dat draadloos opladen 93% efficiënt is, wat bijna end-to-end is in vergelijking met traditionele tankmethoden. Alles komt met een vloek en een zegen, mensen accepteren deze technologie, maar zijn tegelijkertijd bang voor ongelukken. Maar experts hebben de veiligheid van draadloos opladen besproken en ze zijn ervan overtuigd dat het net zo eenvoudig is als koken in de keuken. Ook in de keuken moeten we rekening houden met enkele veiligheidsmaatregelen en vergelijkbaar is dat met draadloos opladen.
Zelfs grote automerken zoals BMW vertrouwen op deze technologie. In 2018 lanceerde BMW hun nieuwe model met draadloos opladen en citeerde dat “BMW maakt opladen makkelijker dan tanken.
Dynamisch opladen van elektrische voertuigen: Alles waar we het tot nu toe over hadden, gaat helemaal over statisch draadloos opladen. Het nieuwe next-best-ding waar EV-innovators aan werken is Dynamisch opladen van elektrische voertuigen (DEVC), waarmee een EV draadloos kan worden opgeladen terwijl deze over de weg rijdt. Het systeem kan een EV dynamisch opladen tot 20 kW bij snelheden op de snelweg (100 km/u).
Uitdagingen en kansen
Op dit moment draait het bij EV's allemaal om uitdagingen op het gebied van infrastructuur, voertuigkosten, oplaadtijd, soorten apparatuur, enz. Innovator gelooft dat de innovatie van EV de beste innovatie zal zijn om de COXNUMX-uitstoot te verminderen en de weg vrij te maken voor aanzienlijke klimaatvooruitgang.
Hieronder vindt u de weinige uitdagingen die gepaard gaan met de huidige infrastructuur-
Laadtijd: Er zijn drie belangrijke "niveaus" van opladers beschikbaar voor EV's. De standaard 120 volt-stekker, vaak gebruikt voor huishoudelijke apparaten, laadt langzaam op, maar kan een batterij bijna volledig vullen met meerdere nachten opladen, of ongeveer 20 tot 40 uur. De 240-volt "niveau twee" -laders leveren over het algemeen 20 tot 25 mijl in een uur, wat de oplaadtijd verkort tot acht uur of minder. Ten slotte kunnen gelijkstroom-snelladers van niveau 3 een batterij in 80 minuten tot 30 procent opladen. Op dit moment zijn laders van niveau twee het meest verkrijgbaar: het Department of Energy somt 22,816 openbare stations in de Verenigde Staten op.
Beschikbaarheid laadinfrastructuur: In plaats van te worden getankt bij een typisch benzinestation, moeten elektrische voertuigen (EV's) worden opgeladen aan stopcontacten om te kunnen rijden. Veel EV-bezitters laden hun auto's thuis in hun garage op met een speciale wandoplader. Deze regeling werkt voor de meeste mensen omdat de gemiddelde persoon 29 mijl per dag rijdt. Deze afstand valt ruim binnen het bereik van de huidige elektrische voertuigen, waarvan de meeste afhankelijk van het model tussen de 150 en 250 mijl kunnen afleggen tegen een vergoeding. Er doen zich echter twee grote moeilijkheden voor. Ten eerste: voor automobilisten die in appartementen wonen, zijn parkeergarages zelden uitgerust met oplaadinfrastructuur, en het installeren van dergelijke infrastructuur kan te kostbaar zijn voor gebouwbeheerders.
Prijzen: In tegenstelling tot benzinestations, waar de brandstofprijs per gallon wordt bepaald, kan het opladen van elektrische voertuigen momenteel een aantal verschillende prijsschema's volgen, wat kan leiden tot inconsistente prijzen en soms hoge oplaadkosten. Thuislaadprijzen zijn consistente tarieven per kilowattuur (kWh) die zijn vastgesteld door regelgevers van nutsbedrijven. Voor de prijsstelling van openbare laadstations zijn schema's gebruikt, waaronder vergoedingen per sessie, vergoedingen per minuut en gedifferentieerde prijzen op basis van de maximale laadsnelheid van een voertuig. Laadtarieven worden vaak niet weergegeven bij laadpalen. Deze inconsistentie en gebrek aan transparantie zijn belemmeringen voor de acceptatie van EV's, omdat ze kunnen leiden tot frustratie en negatieve klantervaringen.
kansen
- Productiemogelijkheid: Er zijn meerdere verhalen naar voren gekomen tijdens het praten over kansen; zelfs topbedrijven van India zoals NTPC, Bharat Heavy Electricals Ltd (Bhel) en Power Grid Corp. of India Ltd wilden allemaal deel uitmaken van deze taart. Iedereen kan zien dat dit de toekomst van de auto-industrie wordt. De opkomst van de EV-industrie biedt uiteraard veel kansen voor de maakindustrie. Zelfs grote e-commercegiganten zoals Flipkart of Amazon schakelen hun bestaande wagenpark over op elektrisch. Amazon, geleid door Jeff Bezos, zei dat het tegen 10,000 2025 elektrische voertuigen zal introduceren in zijn goederenvloot in India. Flipkart, eigendom van Walmart, is van plan 25,000 elektrische voertuigen in zijn vloot te introduceren om de uitstoot van voertuigen te verminderen. Dit alles zal zeker een enorme hoeveelheid productiemogelijkheden creëren om aan deze enorme vraag te voldoen.
- Een enorme golf van B2B-mogelijkheden: Niet alleen bedrijven, maar ook consumenten tonen steeds meer interesse in elektrische mobiliteit, de groeiende media-aandacht, zelfs wereldwijd, heeft veel ruimte gecreëerd voor volop kansen in de business-to-business markt. Grote sleutelspelers zorgen al voor opschudding in productiebedrijven voor een duurzame bloei van de EV-sector. Tijdens een conferentie-evenement in Berlijn kondigde de CEO van Volkswagen Matthias Muller aan dat ze partners voor batterijlevering in Europa en China hadden gevonden.
- Batterij Technologie: Batterijtechnologie is een integraal onderdeel van het ecosysteem van elektrische voertuigen in India. De technologieën in de batterijmarkt voor elektrische voertuigen hebben de afgelopen jaren aanzienlijke veranderingen ondergaan, waarbij de batterijtechnologie evolueerde van een lage energiedichtheid naar een hoge energiedichtheid. Veel marktonderzoek heeft aangetoond dat de batterijtechnologie voor elektrische voertuigen naar verwachting zal groeien met 38% CAGR van 2020 tot 2025, wat voldoende ruimte creëert voor zakelijke kansen in batterijtechnologie. Om de markt verder te stimuleren, heeft de Indiase regering de Nationale Missie voor Transformatieve Mobiliteit en Batterijopslag opgericht onder voorzitterschap van Niti Aayog. Met een aanzienlijke nadruk op lokalisatie worden maatregelen genomen om de afhankelijkheid van import en fabricage van batterijen en andere componenten in het binnenland te verminderen.
- IJS Slopen: Met steeds meer belangstelling voor elektrische mobiliteit is het niet meer dan duidelijk dat een afnemende belangstelling voor ICE een automatisch slachtoffer zou zijn. En als de Interne verbranding Motorvoertuigen worden verouderd, de zakelijke kansen om ze te slopen zullen in de toekomst groter worden. Veel van deze vervuilende voertuigen zullen op de weg worden geweerd en zullen eindigen in sloopcentra, metalen en materialen waarvan zullen worden gerecycled om milieuvriendelijke producten te maken en te innoveren.
Sheeba Chauhan | Sub-editor | ELE Times
Sheeba Chauhan
-
Sheeba Chauhanhttps://www.eletimes.com/author/sheeba“Ondanks de indrukwekkende groei van elektronisch De productie in India, de netto toegevoegde waarde per productie-eenheid is laag omdat de meeste componenten nog steeds worden geïmporteerd en niet lokaal worden ingekocht” – S Ramakrishnan
-
Sheeba Chauhanhttps://www.eletimes.com/author/sheebaOpkomende trends in Wide Band Gap Semiconductors (SiC en GaN)-technologie voor automobiel- en energiebesparende toepassingen
-
Sheeba Chauhanhttps://www.eletimes.com/author/sheebaOns ontwikkelingsplan omvat industriële en automobielproducten om het aanbod van SiC . te vergroten mosfets en diodes, STMicroelectronics: FRANCESCO MUGGERI
-
Sheeba Chauhanhttps://www.eletimes.com/author/sheebaVorm van onze fabriek: productie in het postpandemische tijdperk