電気自動車充電器の充電速度に影響する要因は何ですか？

充電速度の中心的な矛盾は、本質的にエネルギー伝達効率の究極の課題です。ユーザーが充電ガンを車両に挿入すると、充電パイルによる電流と電圧出力は、車両バッテリーの「食欲」と正確に一致する必要があります。たとえば、800Vの高電圧プラットフォームを装備した電気自動車は、350kWのスーパーチャージングパイルを介して15分でその電力の80％を理論的に補充できますが、400Vアーキテクチャをサポートする古い充電パイルを使用すると、電力が150kW以下に急激に低下する場合があります。この「バレル効果」は、充電パイルのハードウェア機能だけでなく、オンボードバッテリー管理システム（BMS）のリアルタイム規制にも依存します。 BMSは、バッテリーの「スマートバトラー」のようなもので、充電プロセス中にセル温度、電圧バランス、充電状態（SOC）を継続的に監視します。セルの温度が45°Cを超えることが検出されると、システムは充電電力をすぐに減らして熱暴走を防ぐことができます。これは、暑い夏に同じスーパーチャージングパイルが使用されていても、車両の充電速度が冬よりも30％以上遅くなる可能性があることを意味します。

電気自動車充電器

バッテリー自体の物理的特性は、充電速度に乗り越えられない「天井」を設定します。リチウムイオン電池がフル充電に近い場合、アノードでのリチウム金属沈殿のリスクは急激に増加するため、バッテリーの80％に達した後、すべての電気自動車は「トリクルチャージ」モードに入ることを余儀なくされます。この保護メカニズムにより、最後の20％の充電時間が最初の80％に匹敵します。より微妙なことに、異なる化学システムのバッテリーは、高速充電に対して完全に異なる許容値を持っています。リチウム鉄リン酸塩バッテリー（LFP）は低コストであり、リチウム拡散速度は遅く、低温での充電速度は多くの場合40％低い場合（NCM/NCA）。シリコンドープの負の電極を備えた新しいバッテリーは、エネルギー密度を高める可能性がありますが、シリコン粒子の拡大の問題により、高速充電サイクルの数を制限する可能性があります。これらの矛盾により、自動車メーカーは「充電速度」、「バッテリー寿命」、「コスト管理」のバランスを見つけることができます。

インフラストラクチャの調整能力は、しばしば見落とされるもう1つの「目に見えないシャックル」です。 150kWの公称電力を備えたDC高速充電パイルの実際の出力電力は、電源グリッドの瞬時の電源容量の影響を受ける可能性があります。ピーク時間中に複数の充電パイルが同時に実行されている場合、トランスロードは臨界値に近づき、充電ステーションは動的なパワー割り当てを通じて各パイルの出力を減らす必要があります。この現象は古い都市部で特に明白です - ヨーロッパの充電オペレーターからのデータによると、夕方のピーク期間中の実際の充電能力は、平均して公称値より22％低いです。充電インターフェイス標準の断片化は、効率の損失をさらに悪化させます。 TeslaのNACSインターフェイスを使用してモデルがCCS標準で充電用パイルを使用する場合、アダプターを介してプロトコルを変換する必要があります。ワイヤレス充電技術は物理インターフェイスの制限を取り除くことができますが、そのエネルギー伝達効率は現在92％〜94％であり、有線充電より6〜8パーセントポイント低いです。これは、極端な効率を追求するスーパーチャージングシナリオの容認できない欠点です。

将来のブレークスルー方向は、「フルリンクの共同最適化」の技術革命にあるかもしれません。ポルシェとアウディが共同で開発した270kWのバッテリー予熱テクノロジーは、充電の5分前に-20℃から25℃の最適な動作温度までバッテリーを加熱することができ、低温環境での充電速度を50％増加させます。 Huaweiによって開始された「全液冷却されたスーパーチャージャーングアーキテクチャ」は、すべての変圧器を組み込み、充電モジュールとケーブルを液体冷却循環システムに組み込むことで充電用のサイズを40％削減するだけでなく、過度の病気の保護なしでは600Aの高電流を継続的に出力します。さらに注目に値するのは、パワーグリッド側の技術的変化が充電生態学を再構築していることです。カリフォルニア州の実験室でテストされた「太陽光発電ストレージと充電統合」充電ステーションは、屋根の光電力貯蔵とエネルギー貯蔵電子の協力を通じて電力グリッドが電源を切っていない場合に最大2時間の充電電力を維持できます。この「分散化された」エネルギーモデルは、充電速度での電力グリッド負荷の制限を完全に解決する可能性があります。