แท่นชาร์จ DC กำลังสูงกำลังมา

ตามการพัฒนาของเทคโนโลยีการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าและความต้องการการชาร์จด่วน กระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศจึงได้จัดตั้งคณะกรรมการเทคนิคมาตรฐานยานยนต์แห่งชาติขึ้นเพื่อดำเนินการแก้ไขมาตรฐานแห่งชาติที่แนะนำ 2 มาตรฐาน โดยบรรลุการอัปเกรดใหม่จากมาตรฐานแห่งชาติฉบับดั้งเดิมของปี 2015 (เรียกกันทั่วไปว่ามาตรฐาน "2015+") ซึ่งเอื้อต่อการปรับปรุงความสามารถในการปรับตัวต่อสิ่งแวดล้อม ความปลอดภัย และความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์เชื่อมต่อการชาร์จแบบนำไฟฟ้าให้ดียิ่งขึ้น และในขณะเดียวกันก็ตอบสนองความต้องการที่แท้จริงของการชาร์จไฟ DC แบบพลังงานต่ำและพลังงานสูงอีกด้วย

ในขั้นตอนต่อไป กระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศจะจัดหน่วยงานที่เกี่ยวข้องเพื่อดำเนินการประชาสัมพันธ์เชิงลึก การส่งเสริม และการนำมาตรฐานแห่งชาติทั้งสองไปปฏิบัติ การส่งเสริมและการนำเทคโนโลยีการชาร์จ DC กำลังสูงอื่นๆ มาใช้ และสร้างสภาพแวดล้อมการพัฒนาที่มีคุณภาพสูงสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่และอุตสาหกรรมสิ่งอำนวยความสะดวกในการชาร์จ สภาพแวดล้อมที่ดี การชาร์จช้าเป็นปัญหาหลักในอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้ามาโดยตลอด

ตามรายงานของ Soochow Securities อัตราการชาร์จเชิงทฤษฎีเฉลี่ยของรุ่นขายดีที่รองรับการชาร์จด่วนในปี 2021 อยู่ที่ประมาณ 1C (C แทนอัตราการชาร์จของระบบแบตเตอรี่ ในแง่ของคนทั่วไป การชาร์จ 1C สามารถชาร์จระบบแบตเตอรี่จนเต็มได้ในเวลา 60 นาที) นั่นคือใช้เวลาในการชาร์จประมาณ 30 นาทีเพื่อให้ได้ SOC 30%-80% และอายุการใช้งานแบตเตอรี่อยู่ที่ประมาณ 219 กม. (มาตรฐาน NEDC)

ในทางปฏิบัติ รถยนต์ไฟฟ้าล้วนส่วนใหญ่ต้องใช้เวลาชาร์จ 40-50 นาทีเพื่อให้ได้ SOC 30-80% และสามารถวิ่งได้ประมาณ 150-200 กม. หากรวมเวลาในการเข้าและออกจากสถานีชาร์จ (ประมาณ 10 นาที) รถยนต์ไฟฟ้าล้วนที่ใช้เวลาชาร์จประมาณ 1 ชั่วโมงสามารถขับบนทางหลวงได้เพียงประมาณ 1 ชั่วโมงขึ้นไปเท่านั้น

การส่งเสริมและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี เช่น การชาร์จ DC กำลังสูง จะต้องมีการอัปเกรดเครือข่ายการชาร์จเพิ่มเติมในอนาคต ก่อนหน้านี้ กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีได้แนะนำว่าขณะนี้ประเทศของฉันได้สร้างเครือข่ายสถานีชาร์จที่มีอุปกรณ์ชาร์จจำนวนมากที่สุดและมีพื้นที่ครอบคลุมมากที่สุดแล้ว สถานีชาร์จสาธารณะใหม่ส่วนใหญ่เป็นอุปกรณ์ชาร์จด่วน DC ที่มีกำลัง 120kW ขึ้นไปแท่นชาร์จช้า AC 7kWได้กลายเป็นมาตรฐานในภาคเอกชน การใช้งานการชาร์จด่วนแบบ DC ได้รับความนิยมอย่างมากในด้านยานยนต์พิเศษ สถานที่ชาร์จสาธารณะมีเครือข่ายแพลตฟอร์มคลาวด์สำหรับการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ ความสามารถในการค้นหากองแอปและการชำระเงินออนไลน์ได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลาย และเทคโนโลยีใหม่ ๆ เช่น การชาร์จพลังงานสูง การชาร์จ DC พลังงานต่ำ การเชื่อมต่อการชาร์จอัตโนมัติ และการชาร์จแบบเป็นระเบียบ กำลังถูกนำไปใช้ในเชิงอุตสาหกรรมอย่างค่อยเป็นค่อยไป

ในอนาคต กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจะเน้นที่เทคโนโลยีและอุปกรณ์หลักสำหรับการชาร์จและสับเปลี่ยนแบบร่วมมือกันอย่างมีประสิทธิภาพ เช่น เทคโนโลยีหลักสำหรับการเชื่อมต่อคลาวด์ของกองยานพาหนะ วิธีการวางแผนสถานที่ชาร์จและเทคโนโลยีการจัดการการชาร์จอย่างเป็นระเบียบ เทคโนโลยีหลักสำหรับการชาร์จไร้สายกำลังสูง และเทคโนโลยีหลักสำหรับการเปลี่ยนแบตเตอรี่พลังงานอย่างรวดเร็ว เสริมสร้างการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ในทางกลับกัน,การชาร์จ DC กำลังสูงมีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับประสิทธิภาพของแบตเตอรี่พลังงาน ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของยานพาหนะไฟฟ้า

ตามการวิเคราะห์ของ Soochow Securities ประการแรก การเพิ่มอัตราการชาร์จของแบตเตอรี่ขัดต่อหลักการของการเพิ่มความหนาแน่นของพลังงาน เนื่องจากอัตราการชาร์จที่สูงต้องใช้อนุภาคของวัสดุอิเล็กโทรดบวกและลบของแบตเตอรี่ที่มีขนาดเล็กกว่า ในขณะที่ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงต้องใช้อนุภาคของวัสดุอิเล็กโทรดบวกและลบที่มีขนาดใหญ่กว่า

ประการที่สอง การชาร์จอัตราสูงในสถานะพลังงานสูงจะทำให้เกิดปฏิกิริยาการสะสมลิเธียมที่ร้ายแรงมากขึ้นและเกิดความร้อนกับแบตเตอรี่ ส่งผลให้ความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลดลง

ในบรรดาวัสดุเหล่านี้ อิเล็กโทรดลบของแบตเตอรี่เป็นปัจจัยจำกัดหลักสำหรับการชาร์จอย่างรวดเร็ว เนื่องจากกราไฟต์อิเล็กโทรดลบทำจากแผ่นกราฟีน และไอออนลิเธียมจะเข้าสู่แผ่นผ่านขอบ ดังนั้น ในระหว่างกระบวนการชาร์จอย่างรวดเร็ว อิเล็กโทรดลบจะถึงขีดจำกัดความสามารถในการดูดซับไอออนอย่างรวดเร็ว และไอออนลิเธียมจะเริ่มสร้างลิเธียมโลหะแข็งที่ด้านบนของอนุภาคกราไฟต์ นั่นคือ การเกิดปฏิกิริยาข้างเคียงของการตกตะกอนลิเธียม การตกตะกอนลิเธียมจะลดพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพของอิเล็กโทรดลบสำหรับไอออนลิเธียมที่จะฝังอยู่ ในแง่หนึ่ง มันลดความจุของแบตเตอรี่ เพิ่มความต้านทานภายใน และอายุการใช้งานสั้นลง ในอีกแง่หนึ่ง ผลึกอินเทอร์เฟซจะเติบโตและเจาะตัวคั่น ซึ่งส่งผลต่อความปลอดภัย

ศาสตราจารย์ Wu Ningning และคนอื่นๆ จาก Shanghai Handwe Industry Co., Ltd. เคยเขียนไว้ก่อนหน้านี้ว่า เพื่อปรับปรุงความสามารถในการชาร์จอย่างรวดเร็วของแบตเตอรี่พลังงาน จำเป็นต้องเพิ่มความเร็วในการเคลื่อนที่ของไอออนลิเธียมในวัสดุแคโทดของแบตเตอรี่ และเร่งการฝังตัวของไอออนลิเธียมในวัสดุแอโนด ปรับปรุงการนำไอออนของอิเล็กโทรไลต์ เลือกตัวแยกการชาร์จอย่างรวดเร็ว ปรับปรุงการนำไอออนและอิเล็กทรอนิกส์ของอิเล็กโทรด และเลือกกลยุทธ์การชาร์จที่เหมาะสม

อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ผู้บริโภคคาดหวังได้คือตั้งแต่ปีที่แล้ว บริษัทแบตเตอรี่ในประเทศได้เริ่มพัฒนาและนำแบตเตอรี่ชาร์จเร็วมาใช้ ในเดือนสิงหาคมปีนี้ CATL ชั้นนำได้เปิดตัวแบตเตอรี่ชาร์จเร็ว 4C Shenxing ซึ่งใช้ระบบลิเธียมไอออนฟอสเฟตบวก (4C หมายถึงสามารถชาร์จแบตเตอรี่จนเต็มได้ภายใน 15 นาที) ซึ่งสามารถ "ชาร์จ 10 นาทีและให้ระยะทาง 400 กิโลวัตต์" ด้วยความเร็วชาร์จเร็วพิเศษ ภายใต้อุณหภูมิปกติ แบตเตอรี่สามารถชาร์จได้ถึง 80% SOC ใน 10 นาที ในเวลาเดียวกัน CATL ยังใช้เทคโนโลยีควบคุมอุณหภูมิเซลล์บนแพลตฟอร์มระบบ ซึ่งสามารถให้ความร้อนได้อย่างรวดเร็วถึงช่วงอุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสมในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ แม้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำถึง -10°C ก็สามารถชาร์จได้ถึง 80% ใน 30 นาที และแม้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ การเร่งความเร็วถึงศูนย์ร้อยเปอร์เซ็นต์ก็ไม่ลดลงในสถานะไฟฟ้า

ตามรายงานของ CATL แบตเตอรี่ซูเปอร์ชาร์จ Shenxing จะถูกผลิตจำนวนมากภายในปีนี้ และจะเป็นแบตเตอรี่ชุดแรกที่จะใช้ในรุ่น Avita

 

แบตเตอรี่ชาร์จเร็ว 4C Kirin ของ CATL ที่ใช้ลิเธียมแคโทดเทอร์นารีเป็นวัสดุหลักได้เปิดตัวรุ่นไฟฟ้าบริสุทธิ์ในอุดมคติในปีนี้ และล่าสุดยังได้เปิดตัวรถซูเปอร์คาร์ล่าสัตว์สุดหรูคริปทอนสุดขีดอย่าง 001FR อีกด้วย

นอกจาก Ningde Times แล้ว China New Aviation ยังวางแนวทางการชาร์จด่วนแรงดันสูง 800V ไว้ 2 แนวทาง ได้แก่ ทรงสี่เหลี่ยมและทรงกระบอกขนาดใหญ่ แบตเตอรี่ทรงสี่เหลี่ยมรองรับการชาร์จด่วน 4C และแบตเตอรี่ทรงกระบอกขนาดใหญ่รองรับการชาร์จด่วน 6C สำหรับโซลูชันแบตเตอรี่ปริซึม China Innovation Aviation ได้นำเสนอแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบชาร์จด่วนรุ่นใหม่และแบตเตอรี่เทอร์นารีแรงดันสูงนิกเกิลปานกลางให้กับ Xpeng G9 ซึ่งพัฒนาจากแพลตฟอร์มแรงดันสูง 800V ซึ่งสามารถบรรลุ SOC จาก 10% ถึง 80% ในเวลา 20 นาที

Honeycomb Energy เปิดตัวแบตเตอรี่ Dragon Scale ในปี 2022 แบตเตอรี่นี้เข้ากันได้กับโซลูชันระบบเคมีเต็มรูปแบบ เช่น เหล็ก-ลิเธียม เทอร์นารี และปราศจากโคบอลต์ ครอบคลุมระบบชาร์จเร็ว 1.6C-6C และสามารถติดตั้งในรุ่นซีรีส์ A00-D-class คาดว่ารุ่นนี้จะเข้าสู่การผลิตจำนวนมากในไตรมาสที่สี่ของปี 2023

Yiwei Lithium Energy จะเปิดตัวระบบแบตเตอรี่ทรงกระบอกขนาดใหญ่ π ในปี 2023 เทคโนโลยีระบายความร้อน "π" ของแบตเตอรี่สามารถแก้ปัญหาการชาร์จและความร้อนของแบตเตอรี่ได้อย่างรวดเร็ว คาดว่าแบตเตอรี่ทรงกระบอกขนาดใหญ่ 46 ซีรีส์ของบริษัทจะได้รับการผลิตจำนวนมากและส่งมอบในไตรมาสที่ 3 ของปี 2023

ในเดือนสิงหาคมปีนี้ บริษัท Sunwanda ยังได้แจ้งนักลงทุนว่าแบตเตอรี่ "ชาร์จด่วน" ที่บริษัทเปิดตัวสำหรับตลาด BEV ในปัจจุบันนั้นสามารถปรับใช้กับระบบแรงดันสูง 800V และแรงดันปกติ 400V ได้ ผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่ 4C ที่ชาร์จเร็วเป็นพิเศษนั้นสามารถผลิตเป็นจำนวนมากได้ในไตรมาสแรก การพัฒนาแบตเตอรี่ "ชาร์จด่วน" 4C-6C กำลังดำเนินไปอย่างราบรื่น และสถานการณ์ทั้งหมดสามารถทำให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งาน 400 กิโลวัตต์ในเวลา 10 นาที