Quels facteurs affectent la vitesse de charge d'un chargeur de véhicules électriques?

La contradiction centrale de la vitesse de charge est essentiellement le défi ultime de l'efficacité de la transmission énergétique. Lorsque l'utilisateur insère le pistolet de charge dans le véhicule, le courant et la sortie de tension par la pile de charge doivent correspondre avec précision "l'appétit" de la batterie du véhicule. Par exemple, une voiture électrique équipée d'une plate-forme haute tension de 800 V peut théoriquement reconstituer 80% de sa puissance en 15 minutes à travers une pile de suralimentation de 350 kW, mais si une ancienne pile de charge qui ne prend en charge que l'architecture de 400 V est utilisée, la puissance peut chuter brusquement à moins de 150 kW. Cet «effet de baril» dépend non seulement des capacités matérielles de la pile de charge, mais également de la réglementation en temps réel du système de gestion de batterie embarqué (BMS). BMS est comme un "majordome intelligent" pour la batterie, surveillant en continu la température de la cellule, l'équilibre de tension et l'état de charge (SOC) pendant le processus de charge. Lorsqu'il est détecté que la température d'une cellule dépasse 45 ° C, le système réduira immédiatement la puissance de charge pour empêcher la fuite thermique, cela signifie que même si le même tas de suralimentation est utilisé en été chaud, la vitesse de charge du véhicule peut être plus de 30% plus lente qu'en hiver.

Chargeurs de véhicules électriques

Les propriétés physiques de la batterie elle-même définissent un "plafond" insurmontable pour la vitesse de charge. Lorsque les batteries au lithium-ion sont proches de la pleine charge, le risque de précipitations de métal au lithium à l'anode augmente fortement, de sorte que tous les véhicules électriques sont obligés de pénétrer le mode "Charge rotatif" après que les batteries atteignent 80%. Ce mécanisme de protection rend le temps de charge des 20% comparable aux 80%. Plus subtilement, les batteries de différents systèmes chimiques ont des tolérances complètement différentes à la charge rapide: bien que les batteries de phosphate de fer au lithium (LFP) soient à faible coût, leur taux de diffusion de lithium est lent et la vitesse de charge à basse température est souvent plus faible de 40% à celle des batteries de lithium ternaire (NCM / NCA); Et de nouvelles batteries avec des électrodes négatives dopées au silicium peuvent augmenter la densité d'énergie, mais peuvent limiter le nombre de cycles de charge rapide en raison de problèmes d'expansion des particules de silicium. Ces contradictions obligent les constructeurs automobiles à trouver un équilibre entre la "vitesse de charge", la "durée de vie de la batterie" et le "contrôle des coûts".

La capacité de coordination de l'infrastructure est une autre "manille invisible" qui est souvent négligée. La puissance de sortie réelle d'un tas de charge rapide DC avec une puissance nominale de 150 kW peut être soumise à la capacité d'alimentation instantanée du réseau électrique. Lorsque plusieurs tas de chargement fonctionnent en même temps pendant les heures de pointe, la charge du transformateur s'approche de la valeur critique et la station de charge doit réduire la sortie de chaque pile grâce à une allocation de puissance dynamique. Ce phénomène est particulièrement évident dans les anciennes zones urbaines - selon les données d'un opérateur de charge européen, la puissance de charge réelle pendant la période de pointe du soir est en moyenne de 22% de la valeur nominale. La fragmentation des normes d'interface de charge aggrave encore la perte d'efficacité. Si un modèle utilisant l'interface NACS de Tesla utilise une pile de charge avec la norme CCS, il doit convertir le protocole via un adaptateur, ce qui peut entraîner un délai de communication de 5% à 10% et une perte de puissance. Bien que la technologie de charge sans fil puisse se débarrasser des limites des interfaces physiques, son efficacité de transmission d'énergie n'est actuellement que de 92% à 94%, ce qui est de 6 à 8 points de pourcentage inférieur à la charge câblée. Il s'agit toujours d'une lacune inacceptable pour les scénarios de suralimentation qui poursuivent une efficacité extrême.

La direction de la percée future pourrait résider dans la révolution technologique de "l'optimisation collaborative complète". La technologie de préchauffage de la batterie de 270 kW développée conjointement par Porsche et Audi peut chauffer la batterie de -20 ℃ à la température de fonctionnement optimale de 25 ℃ 5 minutes avant la charge, augmentant la vitesse de charge dans des environnements à basse température de 50%. L’architecture de super-chargement refroidie par tous les liquides "lancée par Huawei réduit non seulement la taille de la pile de charge de 40% en incorporant tous les transformateurs, des modules de charge et des câbles dans le système de circulation de refroidissement liquide, mais sort également en continu un courant élevé de 600A sans déclencher la protection de surchauffe. Ce qui est plus remarquable, c'est que les changements technologiques du côté électrique sont de remodeler l'écologie de charge: le poste de chargement de stockage et de chargement photovoltaïque intégré "testé dans un laboratoire en Californie peut maintenir une puissance de charge de 250 kW pendant 2 heures lorsque le réseau électrique est hors de puissance grâce à la coopération des batteries photovoltaïques et du stockage d'énergie. Ce modèle d'énergie "décentralisé" peut résoudre complètement la limitation de la charge de réseau électrique sur la vitesse de charge.