高出力充電の解読

T 今年の初めには目覚ましい成長が見られました  で  世界のNEV市場。 として  致命的  新しいインフラとして、充電スタンドの導入が加速しており、その規模は継続的に拡大しています。 最新のデータによると、中国を例にとると、2025年1月までに中国の充電インフラの累計数は1,321万3,000カ所となり、前年比49.1%増加した。 その中で、高出力充電は中国の充電器業界の新たな明るい兆しになりつつあります。

1  高出力充電の定義

高出力充電スタンドは、その名の通り、高出力出力を備えた充電装置です。 従来の充電スタンドと比較して、 最も顕著な利点は、充電時間を大幅に短縮できることです。 .

高出力充電 充電技術を表す  高出力で、主に急速充電に使用されます。 一般的に、  充電電力が大きいほど充電時間は短くなり、充電電力はAC充電の場合は車両のOBC（オンボード充電器）、DC充電の場合はBMS（バッテリー管理システム）によって異なります。 充電開始前に車両と充電設備間の通信を確認し、 重要な点の1つは、車両が受け入れることができる充電電力である。 .

現在、高出力充電は主に充電電流を増加させることを目的としており、 車両全体の電圧プラットフォームの引き上げ . しかし、 充電電流が上昇すると、端子やケーブルの発熱量が急激に上昇する。 気温が急激に上昇し、 潜在的に有害  充電装置の電子部品を損傷し、深刻な事故を引き起こすこともあります 火 - 関連している  安全事故。

2  高出力充電の動作原理

• • 高電圧または高電流出力: 充電電圧または充電電流、あるいはその両方を増加させることで、単位時間あたりにバッテリーに供給される電気量が増加します。 たとえば、従来の充電では 5V/2A などの低い電圧と電流が使用される場合があります。一方、高出力充電では 800V や 1000V などの高い電圧、または 800A や 1500A などの大きな電流が使用される場合があります。

2.2 充電回路の設計を最適化する： PFC + LLCアーキテクチャなどの高度な電源管理チップと回路トポロジが採用されています . 充電効率を向上させ、エネルギー損失を減らし、高出力条件下でも充電装置が高い変換効率と安定性を維持できるようにします。

2.3 インテリジェント充電管理: インテリジェント チップとアルゴリズムの助けを借りて、電力、電圧、温度などのバッテリーの状態をリアルタイムで監視します。 バッテリーの実際の状態に基づいて 充電パラメータは自動的に調整され、 定電流、定電圧電流制限、定電圧フローティング充電などの充電モードを実装します。 これにより、充電プロセスの安全性と効率性が保証されます。 .

3  高出力充電のメリット

3.1 充電時間の短縮：これは高出力充電の最大の利点です。 例えば、NEV分野では、15分以内に電動大型トラックの電力を60％以上補充することができます。 . 通常のNEVの場合、20%から80%まで充電するのに15分しかかかりません .

3.2 ユーザーの利便性の向上 : 高出力充電により、充電プロセス中のユーザーの待ち時間が短縮されます。 これにより、EVなどの利用がより便利になり、移動効率が向上し、 “航続距離不安”

3.3 運用効率の向上：物流・輸送分野では、EVを迅速に補充して次の輸送タスクに投入できるため、物流車両の運用効率が向上し、運用コストが削減されます。

4. 高出力充電の応用シナリオ

4.1 公共充電ステーション：高速道路のサービスエリアや大型駐車場などの公共の場所に、高出力の充電スタンドを設置する。 電気自動車の急速充電を可能にし、待ち時間を最小限に抑える  時間。

4.2 物流輸送：長距離輸送では、高出力充電により充電時間が大幅に短縮され、輸送効率が向上します。

5. 高出力充電の技術的な種類

5.1 液冷充電技術：液冷充電技術は、充電中に充電ガンやケーブルなどの加熱装置を冷却剤を使用して冷却します。 この方式により、充電中の温度を効果的に制御できるため、より細いケーブルの使用が可能になり、充電設備と車両の安全性が確保されます。 テスラのV3スーパーチャージャーはこの液体冷却技術を採用しています。

5.2 800V高電圧アーキテクチャ：ポルシェ タイカンなど、新しく開発された多くのEVには、800V高電圧電気システムが搭載されています。 この高電圧システムにより、充電時間を大幅に短縮できます。 同じ電力でも電圧が高ければ高いほど 電流が低くなり、充電中のエネルギー損失と発熱が減少する。 .

5.3 高出力充電スタンド：高出力充電スタンドは、驚くほど高い充電電力を提供できます。 たとえば、350kW の充電パイルは 15 分以内にバッテリーの 80% を充電できます。 これらの充電スタンドは通常、CHAdeMO、CCS、GB/T などの複数の規格をサポートしており、さまざまな車両との互換性を確保しています。

5.4 バッテリー管理システム (BMS): バッテリー管理システムは、高出力充電において重要な役割を果たします。 温度、電圧、バッテリーの状態を監視できます。 充電レベル 安全で効率的な充電プロセスを保証します。 BMSは充電戦略を最適化してバッテリーの過熱や過充電を回避できるため、 バッテリー寿命の延長 .

6. 高出力充電の課題

• • 熱放散

充電電力の増加により、 機器の放熱要件がより厳しくなる . たとえば、480kW の充電スタンドがフルパワーで稼働する場合、必要な放熱量は 20kW を超えます。 高出力と長時間動作が求められる大型トラックの充電エリアでは、より効果的な放熱と機器の信頼性の向上が不可欠です。 放熱の分野では、従来の直接換気方式、独立した空気ダクト、液体冷却の 3 つの主要技術があります。 これらのうち、独立した空気ダクトと液体冷却は比較的高い保護レベルを提供します。 .

• • 全体的な効率

高出力のため、効率の問題がより顕著になり、ステーション全体の放熱と経済的利益に影響を与えます。 電力変換の分野では、トポロジーとシステムレベルの最適化に加えて、シリコンカーバイドデバイスなどの新しい半導体デバイスの適用も非常に重要です。 しかし、現時点では、シリコンカーバイドデバイスの応用には、コスト、高周波駆動の要求、サポート磁気デバイスの設計、放熱、短絡保護など、いくつかの課題が残っています。

• • ノイズ

騒音は充電ユーザーの体験や充電ステーションの場所に影響を及ぼします。 特に、騒音要求が高い一部のシーンでは、騒音を発生する機器が使用できなかったり、使用や設置が制限されたりするため、騒音の影響を軽減するための適切な対策を講じる必要があります。 騒音制御では、ファンのレイアウト、空気ダクトの設計、遮音材や吸音材の使用がすべて重要な要素であり、これらが共同して騒音レベルに影響します。

• • 電力網

高出力 DC 充電の広範な適用は電力網に影響を及ぼします。 これにより、電力網の負荷が大幅に増加します。 特にショッピングモールや住宅街などの場面では、電力網の容量が限られており、高出力充電設備にアクセスするには通常、追加の容量拡張が必要になります。 これらの地域での電力網の容量拡大は困難なだけでなく、コストもかかります。 大電力充電による急激な電力上昇と下降は電力網の変動を激化させ、電力網の安定性に課題をもたらします。 この急激な電力変化は、電力網のピーク・バレー特性に影響を与え、ピーク・バレー差を拡大させる可能性があり、また、ピーク・バレー時間の変化にもつながり、発電所運営の経済的利益に影響を及ぼす可能性があります。

• • 電力分配

配電容量、ケーブル敷設、その他のエンジニアリングアプリケーションの観点から、360kW/480kW は 120kW 充電デバイスの 3/4 倍以上になる可能性があるため、多くの 360kW/480kW では、Tesla V3 などの「ステーションインステーション」またはデモステーションが選択されています。

7. 高出力充電の開発動向

まず、液体冷却放熱技術は、放熱効率と機器寿命を向上させるために、高出力充電機器の標準構成になりつつあります。

第二に、インテリジェント技術と相互接続技術が徐々に成熟しつつあります。 を通じて モノのインターネット (IoT) 、ビッグデータ、人工知能技術により、充電杭オペレーターは機器の遠隔監視、障害診断、動的価格設定を実現し、運用効率を向上させることができます。

3つ目は、高出力充電スタンド 互換性と汎用性をより重視する . さまざまなブランド、モデル、仕様のNEVに適応し、車両と充電スタンドの間の障壁を打ち破り、ユーザーにさらに便利な充電体験を提供します。

4番目、h ああ - 電力充電は再生可能エネルギー源とより密接に統合されるようになります。 太陽光と風力エネルギーを利用して充電スタンドに電力を供給することで、真にグリーンな充電が可能になり、二酸化炭素排出量をさらに削減し、持続可能なエネルギー開発を促進することができます。 .