O início deste ano testemunhou um crescimento notável no mercado global de VNEs. Como uma nova infraestrutura crítica, as pilhas de carregamento estão sendo implantadas em um ritmo acelerado, com sua escala em contínua expansão. De acordo com os dados mais recentes, tomando a China como exemplo, em janeiro de 2025, o número cumulativo de infraestrutura de carregamento na China era de 13,213 milhões, um aumento de 49,1% ano a ano. Entre eles, o carregamento de alta potência está se tornando um novo ponto brilhante na indústria chinesa de pilhas de carregamento.

O posto de carregamento de alta potência, como o nome sugere, é um dispositivo de carregamento com capacidade de saída de alta potência. Comparado com o posto de carregamento tradicional, sua vantagem mais proeminente reside na redução significativa do tempo de carregamento.

O carregamento de alta potência representa uma tecnologia de carregamento com saída de alta potência, utilizada principalmente para carregamento rápido. Geralmente, quanto maior a potência de carregamento, menor o tempo de carregamento, e a potência de carregamento depende do OBC (carregador a bordo) do veículo para carregamento AC ou do BMS (Sistema de Gerenciamento de Bateria) para carregamento DC. Antes de iniciar o carregamento, a comunicação entre o veículo e o equipamento de carregamento é verificada e confirmada, sendo um aspecto chave a potência de carregamento que o veículo pode aceitar.

Atualmente, o carregamento de alta potência visa principalmente aumentar a corrente de carregamento sem elevar a plataforma de tensão geral do veículo. No entanto, quando a corrente de carregamento aumenta, o valor calorífico dos terminais e cabos aumenta rapidamente, o que levará a um aumento acentuado da temperatura, podendo danificar os componentes eletrônicos do dispositivo de carregamento e até causar um grave acidente de segurança relacionado a incêndio.

Saída de alta voltagem ou alta corrente: Ao aumentar a voltagem de carregamento ou a corrente de carregamento, ou ambos, a quantidade de eletricidade entregue à bateria por unidade de tempo é aumentada. Por exemplo, o carregamento tradicional pode usar voltagem e corrente mais baixas, como 5V/2A; o carregamento de alta potência pode usar voltagem mais alta, como 800V ou até 1000V, ou corrente maior, como 800A e 1500A, etc.

2.2 Otimizar o design do circuito de carregamento: São adotados chips avançados de gerenciamento de energia e topologias de circuito, como a arquitetura PFC + LLC. Isso pode melhorar a eficiência de carregamento, reduzir a perda de energia e garantir que o equipamento de carregamento ainda possa manter alta eficiência de conversão e estabilidade sob a condição de saída de alta potência.

2.3 Gerenciamento inteligente de carregamento: com a ajuda de chips e algoritmos inteligentes, monitoramento em tempo real do status da bateria, como potência, tensão, temperatura, etc. Com base na condição real da bateria, os parâmetros de carregamento são ajustados automaticamente para implementar modos de carregamento como corrente constante, limitação de corrente de tensão constante e carga flutuante de tensão constante. Isso garante a segurança e a eficiência do processo de carregamento.

1 Tempo de carregamento reduzido: Esta é a vantagem mais significativa do carregamento de alta potência. Por exemplo, no setor de VEs (Veículos Elétricos), ele pode repor a energia de caminhões elétricos pesados em mais de 60% em 15 minutos. Para VEs regulares, leva apenas 15 minutos para carregar de 20% a 80%.

2 Conveniência aprimorada para o usuário: O carregamento de alta potência reduz o tempo de espera dos usuários durante o processo de carregamento. Isso torna o uso de VEs e outros dispositivos mais conveniente, melhora a eficiência das viagens e alivia a "ansiedade de autonomia".

3 Melhora da eficiência operacional: Nos campos de logística e transporte, os VEs podem ser reabastecidos rapidamente e colocados na próxima tarefa de transporte, o que melhora a eficiência operacional das frotas de logística e reduz o custo operacional.

1 Estações de carregamento públicas: Em locais públicos como áreas de serviço de autoestradas e grandes estacionamentos, pilhas de carregamento de alta potência permitem o carregamento rápido de veículos elétricos, minimizando o tempo de espera.

2 Transporte logístico: No transporte de longa distância, o carregamento de alta potência reduz significativamente o tempo de carregamento e melhora a eficiência do transporte.

1 Tecnologia de carregamento refrigerado a líquido: A tecnologia de carregamento refrigerado a líquido utiliza líquido refrigerante para arrefecer o equipamento de aquecimento durante o carregamento, como pistolas de carregamento e cabos. Este método pode controlar eficazmente a temperatura durante o carregamento, permitindo a utilização de cabos mais finos e garantindo a segurança do equipamento de carregamento e dos veículos. O Supercharger V3 da Tesla utiliza esta tecnologia de refrigeração líquida.

2 Arquitetura de alta tensão de 800V: Muitos VEs recém-desenvolvidos, como o Porsche Taycan, apresentam um sistema elétrico de alta tensão de 800V. Este sistema de alta tensão pode reduzir significativamente o tempo de carregamento. Sob a mesma potência, uma tensão mais alta resulta numa corrente mais baixa, diminuindo assim a perda de energia e a geração de calor durante o carregamento.

3 Pilhas de carregamento de alta potência: Pilhas de carregamento de alta potência podem fornecer potência de carregamento surpreendentemente alta. Por exemplo, uma pilha de carregamento de 350kW pode carregar 80% da bateria em 15 minutos. Essas pilhas de carregamento geralmente suportam múltiplos padrões, como CHAdeMO, CCS, GB/T, etc., para garantir compatibilidade com diferentes veículos.

4 Sistema de gerenciamento de bateria (BMS): O sistema de gerenciamento de bateria desempenha um papel fundamental no carregamento de alta potência. Ele pode monitorar o estado da bateria, como temperatura, tensão e nível de carga, e garantir um processo de carregamento seguro e eficiente. O BMS pode otimizar a estratégia de carregamento para evitar o superaquecimento ou a sobrecarga da bateria, estendendo assim a vida útil da bateria.

Dissipação de Calor

Com o aumento da potência de carregamento, os requisitos de dissipação de calor do equipamento tornam-se mais exigentes. Por exemplo, quando uma estação de carregamento de 480 kW opera com potência total, suas necessidades de dissipação de calor excedem 20 kW. Em áreas de carregamento de caminhões pesados, que exigem operação de alta potência e a longo prazo, uma dissipação de calor mais eficaz e maior confiabilidade do equipamento são essenciais. No campo da dissipação de calor, as três principais tecnologias são o método tradicional de ventilação direta, dutos de ar independentes e resfriamento líquido. Entre estas, os dutos de ar independentes e o resfriamento líquido oferecem níveis de proteção relativamente altos.

Eficiência Geral

Devido à alta potência, o problema da eficiência se tornará mais óbvio, o que afetará a dissipação de calor e os benefícios econômicos de toda a estação. No campo da mudança de potência, além da otimização da topologia e do nível do sistema, a aplicação de novos dispositivos semicondutores, como dispositivos de carboneto de silício, também é muito crítica. No entanto, atualmente, a aplicação de dispositivos de carboneto de silício ainda enfrenta alguns desafios, incluindo custo, demanda por acionamento de alta frequência, projeto de dispositivos magnéticos de suporte, dissipação de calor e proteção contra curto-circuito.

Ruído

O ruído afetará a experiência dos usuários de carregamento e a localização da estação. Especialmente em algumas cenas com altos requisitos de ruído, equipamentos barulhentos não podem ser usados, ou o uso e a instalação são restritos, por exemplo, medidas correspondentes precisam ser equipadas para reduzir o impacto do ruído. No controle de ruído, o layout do ventilador, o design do duto de ar e o uso de materiais de isolamento acústico e absorção sonora são todos fatores-chave, que afetam conjuntamente o nível de ruído.

redes elétricas

A ampla aplicação do carregamento DC de alta potência terá um impacto na rede elétrica. Isso leva a um aumento significativo na carga da rede elétrica. Especialmente em shoppings, áreas residenciais e outros cenários, a capacidade da rede elétrica é limitada, e o acesso a equipamentos de carregamento de alta potência geralmente requer expansão de capacidade adicional. A expansão da capacidade da rede elétrica nessas áreas não é apenas difícil, mas também custosa. A rápida ascensão e queda de potência do carregamento de alta potência leva à intensificação da flutuação da rede elétrica, o que representa um desafio para a estabilidade da rede elétrica. Essa rápida mudança de potência pode afetar as características de pico e vale da rede elétrica, aumentar a diferença de pico e vale, e também pode levar à mudança do tempo de pico e vale, afetando assim os benefícios econômicos da operação da estação.

Distribuição de Energia

Em termos de capacidade de distribuição de energia, instalação de cabos e outras aplicações de engenharia, um carregador de 360kW/480kW pode ser mais de 3/4 vezes maior que um dispositivo de carregamento de 120kW, então muitos carregadores de 360kW/480kW optaram pela "estação dentro da estação" ou estação de demonstração, como o Tesla V3.

Primeiro, a tecnologia de dissipação de calor por resfriamento líquido está se tornando a configuração padrão de equipamentos de carregamento de alta potência para melhorar a eficiência da dissipação de calor e a vida útil do equipamento.

Segundo, as tecnologias inteligentes e de interconexão estão gradualmente amadurecendo. Através da Internet das Coisas (IoT), big data e tecnologias de inteligência artificial, os operadores de pilhas de carregamento podem realizar monitoramento remoto, diagnóstico de falhas e precificação dinâmica de equipamentos e melhorar a eficiência operacional.

Terceiro, as pilhas de carregamento de alta potência darão maior ênfase à compatibilidade e versatilidade. Elas podem se adaptar a VEs de diferentes marcas, modelos e especificações, quebrando as barreiras entre veículos e pilhas de carregamento e proporcionando aos usuários uma experiência de carregamento mais conveniente.

Quarto, o carregamento de alta potência verá uma integração mais estreita com fontes de energia renovável. O uso de energia solar e eólica para alimentar pilhas de carregamento permite um carregamento verdadeiramente verde, reduzindo ainda mais as emissões de carbono e promovendo o desenvolvimento de energia sustentável.