شارژ پرقدرت DC در راه است

با توجه به توسعه فناوری شارژ خودروهای برقی و تقاضا برای شارژ سریع، وزارت صنایع و فناوری اطلاعات، کمیته فنی استانداردسازی ملی خودرو را برای تکمیل بازنگری دو استاندارد ملی توصیه‌شده، و دستیابی به ارتقاء جدید نسخه اصلی ۲۰۱۵ طرح استاندارد ملی (که معمولاً با نام استاندارد "۲۰۱۵+" شناخته می‌شود) سازماندهی کرد، که منجر به بهبود بیشتر سازگاری با محیط زیست، ایمنی و قابلیت اطمینان دستگاه‌های اتصال شارژ رسانا و در عین حال برآورده کردن نیازهای واقعی شارژ کم مصرف و پرمصرف DC می‌شود.

در مرحله بعدی، وزارت صنایع و فناوری اطلاعات، واحدهای مربوطه را برای انجام تبلیغات عمیق، ترویج و اجرای دو استاندارد ملی، ترویج و کاربرد شارژ جریان مستقیم پرقدرت و سایر فناوری‌ها و ایجاد یک محیط توسعه با کیفیت بالا برای صنعت خودروهای انرژی نو و صنعت تأسیسات شارژ، سازماندهی خواهد کرد. محیط خوب. شارژ آهسته همیشه یک نقطه ضعف اصلی در صنعت خودروهای برقی بوده است.

طبق گزارشی از Soochow Securities، میانگین نرخ شارژ نظری مدل‌های پرفروش که از شارژ سریع در سال ۲۰۲۱ پشتیبانی می‌کنند، حدود ۱C است (C نشان دهنده نرخ شارژ سیستم باتری است. به عبارت ساده، شارژ ۱C می‌تواند سیستم باتری را در ۶۰ دقیقه به طور کامل شارژ کند)، یعنی برای رسیدن به SOC 30٪ تا ۸۰٪، حدود ۳۰ دقیقه طول می‌کشد و عمر باتری حدود ۲۱۹ کیلومتر (استاندارد NEDC) است.

در عمل، اکثر خودروهای الکتریکی خالص برای رسیدن به شارژ کامل باتری (SOC) 30%-80% به 40-50 دقیقه شارژ نیاز دارند و می‌توانند حدود 150-200 کیلومتر مسافت را طی کنند. اگر زمان ورود و خروج از ایستگاه شارژ (حدود 10 دقیقه) را نیز در نظر بگیریم، یک خودروی الکتریکی خالص که حدود 1 ساعت برای شارژ شدن زمان می‌برد، فقط می‌تواند حدود بیش از 1 ساعت در بزرگراه رانندگی کند.

ترویج و کاربرد فناوری‌هایی مانند شارژ جریان مستقیم پرقدرت، نیازمند ارتقای بیشتر شبکه شارژ در آینده خواهد بود. وزارت علوم و فناوری پیش از این اعلام کرده بود که کشور من اکنون یک شبکه تأسیسات شارژ با بیشترین تعداد تجهیزات شارژ و وسیع‌ترین منطقه تحت پوشش ایجاد کرده است. اکثر تأسیسات شارژ عمومی جدید، عمدتاً تجهیزات شارژ سریع جریان مستقیم با ۱۲۰ کیلووات یا بالاتر هستند.شمع‌های شارژ آهسته AC با توان ۷ کیلوواتدر بخش خصوصی به استاندارد تبدیل شده‌اند. کاربرد شارژ سریع DC اساساً در زمینه خودروهای ویژه رواج یافته است. امکانات شارژ عمومی دارای شبکه پلتفرم ابری برای نظارت بر زمان واقعی هستند. قابلیت‌هایی مانند یافتن شمع‌های APP و پرداخت آنلاین به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته‌اند و فناوری‌های جدیدی مانند شارژ پرقدرت، شارژ DC کم‌قدرت، اتصال شارژ خودکار و شارژ منظم به تدریج در حال صنعتی شدن هستند.

در آینده، وزارت علوم و فناوری بر فناوری‌ها و تجهیزات کلیدی برای شارژ و تعویض کارآمد و مشارکتی، مانند فناوری‌های کلیدی برای اتصال ابری خودروهای برقی، روش‌های برنامه‌ریزی تأسیسات شارژ و فناوری‌های مدیریت منظم شارژ، فناوری‌های کلیدی برای شارژ بی‌سیم پرقدرت و فناوری‌های کلیدی برای تعویض سریع باتری‌های برق، تمرکز خواهد کرد. تحقیقات علمی و فناوری را تقویت کنید.

از سوی دیگر،شارژ DC با توان بالاالزامات بالاتری را برای عملکرد باتری‌های برق، اجزای کلیدی خودروهای برقی، تعیین می‌کند.

طبق تحلیل Soochow Securities، اول از همه، افزایش نرخ شارژ باتری خلاف اصل افزایش چگالی انرژی است، زیرا نرخ بالا به ذرات کوچکتری از مواد الکترود مثبت و منفی باتری نیاز دارد و چگالی انرژی بالا به ذرات بزرگتری از مواد الکترود مثبت و منفی نیاز دارد.

ثانیاً، شارژ با سرعت بالا در حالت توان بالا، واکنش‌های جانبی رسوب لیتیوم و اثرات تولید گرما را برای باتری جدی‌تر می‌کند و در نتیجه ایمنی باتری را کاهش می‌دهد.

در میان آنها، جنس الکترود منفی باتری عامل محدودکننده اصلی برای شارژ سریع است. دلیل این امر این است که گرافیت الکترود منفی از صفحات گرافن ساخته شده است و یون‌های لیتیوم از طریق لبه‌ها وارد صفحه می‌شوند. بنابراین، در طول فرآیند شارژ سریع، الکترود منفی به سرعت به حد توانایی خود در جذب یون‌ها می‌رسد و یون‌های لیتیوم شروع به تشکیل لیتیوم فلزی جامد در بالای ذرات گرافیت می‌کنند، یعنی واکنش جانبی رسوب لیتیوم ایجاد می‌شود. رسوب لیتیوم، سطح مؤثر الکترود منفی را برای قرارگیری یون‌های لیتیوم کاهش می‌دهد. از یک طرف، ظرفیت باتری را کاهش می‌دهد، مقاومت داخلی را افزایش می‌دهد و طول عمر را کوتاه می‌کند. از طرف دیگر، کریستال‌های رابط رشد می‌کنند و جداکننده را سوراخ می‌کنند و بر ایمنی تأثیر می‌گذارند.

پروفسور وو نینگ‌نینگ و دیگران از شرکت صنعتی هاندوه شانگهای نیز پیش از این نوشته‌اند که برای بهبود قابلیت شارژ سریع باتری‌های قدرت، لازم است سرعت مهاجرت یون‌های لیتیوم در ماده کاتد باتری افزایش یابد و جاسازی یون‌های لیتیوم در ماده آند تسریع شود. رسانایی یونی الکترولیت را بهبود بخشید، یک جداکننده با قابلیت شارژ سریع انتخاب کنید، رسانایی یونی و الکترونیکی الکترود را بهبود بخشید و یک استراتژی شارژ مناسب انتخاب کنید.

با این حال، چیزی که مصرف‌کنندگان می‌توانند منتظر آن باشند این است که از سال گذشته، شرکت‌های باتری‌سازی داخلی شروع به توسعه و استقرار باتری‌های شارژ سریع کرده‌اند. در آگوست امسال، شرکت پیشرو CATL باتری فوق شارژ شونده 4C Shenxing را بر اساس سیستم فسفات آهن لیتیوم مثبت (4C به این معنی است که باتری می‌تواند در یک ربع ساعت به طور کامل شارژ شود) منتشر کرد که می‌تواند به "10 دقیقه شارژ و برد 400 کیلووات" سرعت شارژ فوق‌العاده سریع دست یابد. در دمای معمولی، باتری را می‌توان در 10 دقیقه تا 80٪ SOC شارژ کرد. در عین حال، CATL از فناوری کنترل دمای سلول در پلتفرم سیستم استفاده می‌کند که می‌تواند به سرعت در محیط‌های با دمای پایین به محدوده دمای عملیاتی بهینه برسد. حتی در محیط با دمای پایین -10 درجه سانتیگراد، می‌توان آن را در 30 دقیقه تا 80٪ شارژ کرد و حتی در کسری دمای پایین، شتاب صفر تا صد در حالت الکتریکی کاهش نمی‌یابد.

طبق گفته CATL، باتری‌های سوپرشارژ Shenxing امسال به تولید انبوه خواهند رسید و اولین باتری‌هایی خواهند بود که در مدل‌های Avita استفاده می‌شوند.

 

باتری سریع شارژ شونده 4C Kirin شرکت CATL که بر پایه ماده کاتد لیتیوم سه‌تایی ساخته شده است، امسال مدل تمام الکتریکی ایده‌آلی را عرضه کرده و اخیراً سوپراسپرت لوکس و بسیار کریپتونی 001FR را نیز روانه بازار کرده است.

علاوه بر Ningde Times، در میان سایر شرکت‌های باتری داخلی، China New Aviation دو مسیر، مربعی و استوانه‌ای بزرگ، را در زمینه شارژ سریع ولتاژ بالای ۸۰۰ ولتی طراحی کرده است. باتری‌های مربعی از شارژ سریع ۴C و باتری‌های استوانه‌ای بزرگ از شارژ سریع ۶C پشتیبانی می‌کنند. در مورد راهکار باتری منشوری، China Innovation Aviation نسل جدیدی از باتری‌های لیتیوم-آهن با شارژ سریع و باتری‌های سه‌تایی ولتاژ بالای متوسط-نیکل را که بر اساس یک پلتفرم ولتاژ بالای ۸۰۰ ولتی توسعه یافته‌اند، در اختیار Xpeng G9 قرار می‌دهد که می‌تواند در ۲۰ دقیقه از ۱۰٪ به ۸۰٪ SOC برسد.

شرکت Honeycomb Energy باتری Dragon Scale را در سال ۲۰۲۲ عرضه کرد. این باتری با تمام راه‌حل‌های سیستم‌های شیمیایی مانند آهن-لیتیوم، سه‌تایی و بدون کبالت سازگار است. این باتری سیستم‌های شارژ سریع ۱.۶C-۶C را پوشش می‌دهد و می‌تواند روی مدل‌های سری A00-D نصب شود. انتظار می‌رود این مدل در سه‌ماهه چهارم ۲۰۲۳ به تولید انبوه برسد.

شرکت Yiwei Lithium Energy در سال ۲۰۲۳ یک سیستم باتری استوانه‌ای بزرگ π عرضه خواهد کرد. فناوری خنک‌کننده "π" این باتری می‌تواند مشکل شارژ سریع و گرم شدن باتری‌ها را حل کند. انتظار می‌رود باتری‌های استوانه‌ای بزرگ سری ۴۶ آن در سه‌ماهه سوم سال ۲۰۲۳ به تولید انبوه رسیده و تحویل داده شوند.

در ماه اوت امسال، شرکت سونواندا همچنین به سرمایه‌گذاران اعلام کرد که باتری «شارژ سریع» که در حال حاضر توسط این شرکت برای بازار خودروهای برقی عرضه شده است، می‌تواند با سیستم‌های ولتاژ بالای ۸۰۰ ولت و ولتاژ معمولی ۴۰۰ ولت سازگار شود. محصولات باتری ۴C با شارژ فوق‌العاده سریع در سه‌ماهه اول به تولید انبوه رسیده‌اند. توسعه باتری‌های «شارژ سریع» ۴C-6C به آرامی در حال پیشرفت است و کل سناریو می‌تواند در ۱۰ دقیقه به عمر باتری ۴۰۰ کیلووات برسد.