전기 자동차 충전기의 충전 속도에 어떤 요인이 있습니까?

충전 속도의 핵심 모순은 본질적으로 에너지 전송 효율의 궁극적 인 도전입니다. 사용자가 충전 건을 차량에 삽입하면 충전 파일에 의한 전류 및 전압 출력은 차량 배터리의 "식욕"과 정확하게 일치해야합니다. 예를 들어, 800V 고전압 플랫폼이 장착 된 전기 자동차는 이론적으로 350kW 과급 파일을 통해 15 분 안에 전력의 80%를 보충 할 수 있지만 400V 아키텍처 만 지원하는 오래된 충전 더미가 사용되면 전원이 150kW 미만으로 급격히 떨어질 수 있습니다. 이 "배럴 효과"는 충전 파일의 하드웨어 기능뿐만 아니라 온보드 배터리 관리 시스템 (BMS)의 실시간 규제에 달려 있습니다. BMS는 배터리의 "스마트 버틀러"와 같습니다. 충전 공정에서 셀 온도, 전압 균형 및 충전 상태 (SOC)를 지속적으로 모니터링합니다. 셀의 온도가 45 ° C를 초과한다는 것이 감지되면, 시스템은 열 런 어웨이를 방지하기 위해 즉시 충전 전력을 줄입니다. 이는 더운 여름에 동일한과 충전 더미가 사용 되더라도 차량의 충전 속도가 겨울보다 30% 더 느리게 될 수 있음을 의미합니다.

전기 자동차 충전기

배터리 자체의 물리적 특성은 충전 속도에 대해 극복 할 수없는 "천장"을 설정합니다. 리튬 이온 배터리가 완전 충전에 가까워지면 양극의 리튬 금속 강수량이 급격히 증가하므로 배터리가 80%에 도달 한 후 모든 전기 자동차가 "스트라이클 충전"모드로 들어가야합니다. 이 보호 메커니즘은 마지막 20%의 충전 시간이 처음 80%와 비교할 수있게합니다. 보다 미묘하게, 다른 화학 시스템의 배터리는 빠른 충전에 대한 배터리가 완전히 상이합니다. 리튬 철 포스페이트 배터리 (LFP)는 저비용이지만 리튬 확산 속도는 느리고 저온에서의 충전 속도는 종종 3 원 리튬 배터리 (NCM/NCA)보다 40% 낮습니다. 실리콘 도핑 음성 전극이있는 새로운 배터리는 에너지 밀도를 증가시킬 수 있지만 실리콘 입자 팽창 문제로 인해 빠른 충전 사이클의 수를 제한 할 수 있습니다. 이러한 모순으로 인해 자동차 제조업체는 "충전 속도", "배터리 수명"및 "비용 관리"사이의 균형을 찾도록 강요합니다.

인프라의 조정 능력은 종종 간과되는 또 다른 "보이지 않는 족쇄"입니다. 공칭 전력이 150kW 인 DC 빠른 충전 파일의 실제 출력 전력은 전원 그리드의 순간 전원 공급 용량이 적용될 수 있습니다. 피크 시간 동안 다중 충전 파일이 동시에 작동하는 경우 변압기 부하가 임계 값에 접근하고 충전 스테이션은 동적 전력 할당을 통해 각 파일의 출력을 줄여야합니다. 이 현상은 오래된 도시 지역에서 특히 명백합니다. 유럽 충전 사업자의 데이터에 따르면 저녁 피크 기간 동안 실제 충전력은 평균 공칭 값보다 22% 낮습니다. 충전 인터페이스 표준의 단편화는 효율성 손실을 더욱 악화시킵니다. Tesla의 NACS 인터페이스를 사용하는 모델이 CCS 표준과 함께 충전 파일을 사용하는 경우 어댑터를 통해 프로토콜을 변환해야하므로 5% -10% 통신 지연 및 전력 손실이 발생할 수 있습니다. 무선 충전 기술이 물리적 인터페이스의 한계를 제거 할 수 있지만, 에너지 전송 효율은 현재 92%-94%에 불과하며 이는 유선 충전보다 6-8%포인트가 낮습니다. 이것은 여전히 ​​극도의 효율성을 추구하는 과급 시나리오에 대한 용납 할 수없는 단점입니다.

미래의 획기적인 방향은 "풀 링크 협업 최적화"의 기술 혁명에있을 수 있습니다. Porsche와 Audi가 공동으로 개발 한 270kW 배터리 예열 기술은 배터리를 -20 °에서 충전하기 전에 5 분 5 분의 최적의 작동 온도로 배터리를 가열하여 저온 환경의 충전 속도를 50%증가시킬 수 있습니다. Huawei가 발사 한 "All-Liquid-Cooled Super-Pharging Architecture"는 모든 변압기, 충전 모듈 및 케이블을 액체 냉각 순환 시스템에 통합하여 충전 파일의 크기를 40% 줄일뿐만 아니라 과열 보호를 트리거하지 않고 600A의 높은 전류를 지속적으로 출력합니다. 더욱 주목할만한 점은 전력 그리드 측의 기술적 변화가 충전 생태를 재구성하고 있다는 것입니다. 캘리포니아의 실험실에서 테스트 된 "태양 광 스토리지 및 충전 통합"충전 스테이션은 옥상 정전사 및 에너지 저장 배터리의 협력을 통해 전력 그리드가 전원을 끄는 경우 최대 250kW의 충전 전력을 유지할 수 있습니다. 이 "분산 된"에너지 모델은 충전 속도에서 전력망 부하의 제한을 완전히 해결할 수 있습니다 .