1. Bộ chồng pin linh hoạt công suất cao có thể trở thành giải pháp sạc nhanh phổ biến
Các cột sạc tích hợp truyền thống có một công suất cố định không thể phù hợp với yêu cầu sạc ở điện áp cao hơn, và có vấn đề không "tương thích ngược". Trong quá trình "tương thích xuống", việc xây dựng các cột sạc tích hợp 800V đối mặt với tình trạng lãng phí hiệu suất và chi phí đầu tư đơn vị cao. Bộ chồng pin linh hoạt tổng hợp tất cả các mô-đun sạc của trạm sạc xe điện, và phân bổ động các mô-đun sạc theo nhu cầu sạc thực tế của xe điện thông qua bộ chuyển đổi công suất. Nó có thể bổ sung năng lượng cho nhiều xe điện cùng một lúc, và dự kiến sẽ trở thành một giải pháp sạc nhanh điện áp cao phổ biến.
2. Công nghệ làm mát bằng chất lỏng được dự kiến sẽ được phổ biến để đối phó với vấn đề sinh nhiệt trong quá trình sạc nhanh công suất cao
Sạc công suất cao mang lại bởi 800V sẽ gây ra vấn đề sinh nhiệt công suất cao và vấn đề quá nhiệt trong hệ thống sạc, đó là một thách thức quan trọng đối diện với việc sạc nhanh hiện tại của xe điện. Công nghệ làm mát bằng không khí truyền thống hầu như không thể đáp ứng yêu cầu tản nhiệt của cột sạc với công suất hàng trăm kilowatt, trong khi làm mát bằng chất lỏng phù hợp hơn với các kịch bản sạc và xả nhanh. Công nghệ làm mát bằng chất lỏng đặt một chất làm mát đặc biệt giữa dây cáp và súng sạc, được thúc đẩy bởi một bơm để lưu thông trong dây cáp và súng sạc, lấy đi nhiệt trong quá trình sạc và trả về tới bộ tản nhiệt nguồn làm mát chất lỏng, từ đó tăng công suất truyền dẫn cáp và đạt được sạc công suất cao. So với chế độ làm mát bằng không khí truyền thống, chế độ làm mát bằng chất lỏng có đặc điểm an toàn cao, sạc nhanh, tuổi thọ cao và chi phí vận hành và bảo trì thấp. Lấy ví dụ về giải pháp làm mát bằng chất lỏng đầy đủ 600KW của Huawei, mặc dù chi phí đầu tư ban đầu tương đối cao, nhưng có thể giảm chi phí đầu tư phụ, và chi phí vòng đời TCO giảm khoảng 40%.
3. Sự tập trung của sạc nhanh điện áp cao sẽ đưa áp lực lên lưới điện. Việc cấu hình hệ thống lưu trữ năng lượng có thể là một giải pháp
Việc sử dụng tập trung cột sạc công suất cao sẽ đặt áp lực lên mạng phân phối. Tỷ lệ tổn thất mạng là một chỉ số quan trọng để đánh giá hiệu quả kinh tế của lưới điện. Theo công thức tỷ lệ tổn thất mạng = (công suất tổn thất mạng / cung cấp điện) * 100%, trong trường hợp sạc không theo quy tắc của xe điện, tỷ lệ tổn thất mạng trung bình của mạng phân phối tăng từ 7,85% lên 10,14%, cho thấy rằng sạc không theo quy tắc của xe điện thường trùng với giờ cao điểm tiêu thụ điện hàng ngày của cư dân. Trong trường hợp sạc siêu nhanh 800V, sạc tập trung vào giờ cao điểm đặt yêu cầu cao về khả năng chịu tải của mạng phân phối. Hệ thống lưu trữ năng lượng đề cập đến một hệ thống chuyển đổi năng lượng thành các hình thức lưu trữ khác để có thể chuyển đổi thành năng lượng có thể sử dụng khi cần. Hệ thống lưu trữ năng lượng được cấu hình tại trạm sạc có thể lưu trữ điện trong thời gian tiêu thụ điện thấp và sạc trong thời gian tiêu thụ điện cao, làm mịn đường cong điện áp cao của trạm sạc và giảm tổn thất của mạng phân phối.
4. Thiết bị công suất trong mô-đun sạc được nâng cấp từ SiIGBT lên SiC MOSFET thế hệ thứ ba
Là thành phần cốt lõi của cột sạc DC, mô-đun sạc chiếm khoảng 50% tổng chi phí của cột sạc, và thiết bị công suất là một thành phần quan trọng của mô-đun sạc. Hiện nay, một trong những thách thức kỹ thuật mà cột sạc DC 800V đối mặt là khi điện áp và cấp độ sạc tăng, mô-đun sạc cần có khả năng chịu điện áp cao và mật độ công suất cao hơn. Sạc 800V điện áp cao tăng khoảng công suất không đổi của mô-đun sạc từ 400V-750V lên 800V-1000V, trong khi thiết bị công suất SiIGBT thông thường có giới hạn chịu điện áp tối đa là 750V, cần được nâng cấp lên chip SiCMOSFET có giới hạn chịu điện áp trên 1200V. Ngoài hiệu suất chịu điện áp cao xuất sắc, so với các thiết bị dựa trên silic, mô-đun SiC có thể tăng công suất đầu ra của cột sạc lên gần 30% và giảm tổn thất khoảng 50%.
5. Các mô-đun làm mát bằng chất lỏng có những ưu điểm đáng kể, nhưng chi phí hiện tại cao và đang ở giai đoạn giới thiệu
Với việc tăng công suất của các cột sạc, các mô-đun sạc cần chịu mật độ công suất lớn hơn. Công suất của một mô-đun đơn lẻ chủ yếu là 30-40KW, phản ánh nhu cầu về tản nhiệt mạnh mẽ hơn. So với các mô-đun làm mát bằng không khí hiện tại, ưu điểm của các mô-đun làm mát bằng chất lỏng bao gồm tuổi thọ lâu dài, hiệu suất cao, và tản nhiệt mạnh mẽ. Tuy nhiên, do chi phí cao của thiết bị mô-đun sạc làm mát bằng chất lỏng, giá bán cao hơn hơn gấp đôi so với mô-đun làm mát bằng không khí. Các mô-đun làm mát bằng chất lỏng đang ở giai đoạn ban đầu, và nhiều công ty đều đang triển khai mô-đun làm mát bằng chất lỏng. Dự kiến rằng khi chi phí giảm, tỷ lệ thâm nhập sẽ dần tăng lên.
6. Súng sạc siêu lỏng là con đường công nghệ tương lai với những ưu điểm về dòng điện cao, trọng lượng nhẹ, và sạc cắm và sử dụng
Môi trường làm việc công suất cao cũng đặt ra yêu cầu cao hơn đối với súng sạc. Dòng điện tối đa của các súng sạc làm mát tự nhiên thông thường là 250A, trong khi súng sạc làm mát bằng dầu lạnh/nước lạnh để tản nhiệt, và dòng điện sạc tối đa có thể đạt hơn 500A. Đồng thời, so với các súng sạc thông thường, chúng có thể giảm trọng lượng gần 50%. Nhưng tương tự, giá của các súng sạc làm mát bằng chất lỏng vẫn ở mức khá cao. Theo thông tin sản phẩm mới của Công ty Rifeng Co., Ltd. vào năm 2022, các súng sạc lỏng trong nước vẫn đang ở giai đoạn ban đầu, và giá đơn vị thị trường vượt quá 20.000 đồng, trong khi giá của các súng sạc DC thông thường là 1.000-2.000 đồng. Với nhu cầu về các súng sạc lỏng mang lại do việc thúc đẩy sạc nhanh 800V, dự kiến tỷ lệ thâm nhập của các súng sạc lỏng sẽ đạt mức cao hơn.
7. Các cáp siêu sạc làm mát bằng chất lỏng có những ưu điểm về dòng điện lớn, trọng lượng nhẹ, đường kính dây mỏng, và tản nhiệt nhanh
Các dây cáp kết nối với súng sạc DC tiêu chuẩn trong gia đình chủ yếu là 35mm2, có thể chịu được dòng điện 125A. Lấy ví dụ về công suất sạc 400KW, ở điện áp 800V, dòng điện cần chịu là 500A, và diện tích mặt cắt cần được tăng lên để giảm nhiệt do tăng dòng điện. Có ống làm mát bên trong cáp làm mát bằng chất lỏng, và chất làm mát có thể tiêu thụ nhiệt sinh ra bởi cáp. Đường kính cáp của một súng sạc lỏng 500A thường chỉ là 35mm, và trọng lượng của nó khoảng một nửa so với cáp truyền thống. Đồng thời, nó có thể giảm thiểu hỏng hóc do nhiệt gây ra bởi sạc công suất cao.
