Bộ sạc DC công suất cao đang đến

Theo sự phát triển của công nghệ sạc xe điện và nhu cầu sạc nhanh, Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin đã thành lập Ủy ban kỹ thuật tiêu chuẩn hóa ô tô quốc gia để hoàn thành việc sửa đổi hai tiêu chuẩn quốc gia được khuyến nghị, đạt được bản nâng cấp mới cho phiên bản gốc năm 2015 của chương trình tiêu chuẩn quốc gia (thường được gọi là tiêu chuẩn "2015+"), có lợi cho việc cải thiện hơn nữa khả năng thích ứng với môi trường, độ an toàn và độ tin cậy của các thiết bị kết nối sạc dẫn điện, đồng thời đáp ứng nhu cầu thực tế của sạc DC công suất thấp và công suất cao.

Bước tiếp theo, Bộ Công nghiệp và Công nghệ Thông tin sẽ tổ chức các đơn vị liên quan triển khai sâu rộng công tác tuyên truyền, quảng bá và thực hiện hai tiêu chuẩn quốc gia, thúc đẩy việc quảng bá và ứng dụng công nghệ sạc DC công suất cao và các công nghệ khác, đồng thời tạo ra môi trường phát triển chất lượng cao cho ngành công nghiệp xe năng lượng mới và ngành công nghiệp trạm sạc. Môi trường tốt. Sạc chậm luôn là một điểm yếu cốt lõi của ngành công nghiệp xe điện.

Theo báo cáo của Soochow Securities, tốc độ sạc lý thuyết trung bình của các mẫu xe bán chạy hỗ trợ sạc nhanh năm 2021 là khoảng 1C (C biểu thị tốc độ sạc của hệ thống pin. Nói một cách dễ hiểu, sạc 1C có thể sạc đầy hệ thống pin trong 60 phút), tức là mất khoảng 30 phút để sạc để đạt SOC 30%-80% và tuổi thọ pin khoảng 219km (tiêu chuẩn NEDC).

Trên thực tế, hầu hết xe điện thuần túy cần sạc 40-50 phút để đạt SOC 30%-80% và có thể di chuyển khoảng 150-200km. Nếu tính cả thời gian vào và ra trạm sạc (khoảng 10 phút), một chiếc xe điện thuần túy mất khoảng 1 giờ để sạc đầy chỉ có thể chạy trên đường cao tốc khoảng hơn 1 giờ.

Việc thúc đẩy và ứng dụng các công nghệ như sạc DC công suất cao sẽ đòi hỏi phải nâng cấp mạng lưới sạc trong tương lai. Bộ Khoa học và Công nghệ trước đây đã giới thiệu rằng nước ta hiện đã xây dựng được mạng lưới trạm sạc với số lượng thiết bị sạc và phạm vi phủ sóng lớn nhất. Hầu hết các trạm sạc công cộng mới chủ yếu là thiết bị sạc nhanh DC có công suất từ ​​120kW trở lên.Cọc sạc chậm AC 7kWđã trở thành tiêu chuẩn trong khu vực tư nhân. Việc ứng dụng sạc nhanh DC về cơ bản đã được phổ biến trong lĩnh vực xe chuyên dụng. Các trạm sạc công cộng có mạng lưới nền tảng đám mây để giám sát thời gian thực, khả năng tìm kiếm cọc APP và thanh toán trực tuyến đã được sử dụng rộng rãi, và các công nghệ mới như sạc công suất cao, sạc DC công suất thấp, kết nối sạc tự động và sạc theo thứ tự đang dần được công nghiệp hóa.

Trong tương lai, Bộ Khoa học và Công nghệ sẽ tập trung vào các công nghệ và thiết bị chủ chốt phục vụ sạc và hoán đổi năng lượng hiệu quả, chẳng hạn như công nghệ chủ chốt kết nối đám mây xe, phương pháp quy hoạch cơ sở sạc và công nghệ quản lý sạc có trật tự, công nghệ chủ chốt sạc không dây công suất cao và công nghệ chủ chốt thay thế pin điện nhanh chóng. Tăng cường nghiên cứu khoa học và công nghệ.

Mặt khác,sạc DC công suất caođặt ra yêu cầu cao hơn về hiệu suất của pin điện, thành phần chính của xe điện.

Theo phân tích của Soochow Securities, trước hết, việc tăng tốc độ sạc của pin trái ngược với nguyên tắc tăng mật độ năng lượng, vì tốc độ cao đòi hỏi các hạt vật liệu cực dương và cực âm của pin nhỏ hơn, và mật độ năng lượng cao đòi hỏi các hạt vật liệu cực dương và cực âm lớn hơn.

Thứ hai, việc sạc ở tốc độ cao ở trạng thái công suất cao sẽ gây ra phản ứng phụ lắng đọng lithium nghiêm trọng hơn và tác động sinh nhiệt lên pin, làm giảm độ an toàn của pin.

Trong số đó, vật liệu điện cực âm của pin là yếu tố hạn chế chính đối với sạc nhanh. Điều này là do than chì điện cực âm được làm từ các tấm graphene, và các ion lithium xâm nhập vào tấm qua các cạnh. Do đó, trong quá trình sạc nhanh, điện cực âm nhanh chóng đạt đến giới hạn khả năng hấp thụ ion, và các ion lithium bắt đầu hình thành kim loại lithium rắn trên bề mặt các hạt than chì, tức là tạo ra phản ứng kết tủa lithium. Kết tủa lithium sẽ làm giảm diện tích hiệu dụng của điện cực âm để các ion lithium được gắn vào. Một mặt, nó làm giảm dung lượng pin, tăng điện trở trong và rút ngắn tuổi thọ. Mặt khác, các tinh thể giao diện phát triển và xuyên thủng bộ tách, ảnh hưởng đến an toàn.

Giáo sư Wu Ningning và các cộng sự từ Công ty TNHH Công nghiệp Thượng Hải Handwe cũng đã từng viết rằng để cải thiện khả năng sạc nhanh của pin điện, cần phải tăng tốc độ di chuyển của ion lithium trong vật liệu catốt của pin và tăng tốc độ nhúng ion lithium vào vật liệu anode. Cải thiện độ dẫn ion của chất điện phân, lựa chọn bộ tách sạc nhanh, cải thiện độ dẫn ion và điện tử của điện cực, và lựa chọn chiến lược sạc phù hợp.

Tuy nhiên, điều mà người tiêu dùng có thể mong đợi là kể từ năm ngoái, các công ty pin trong nước đã bắt đầu phát triển và triển khai pin sạc nhanh. Vào tháng 8 năm nay, CATL, công ty hàng đầu, đã phát hành pin siêu sạc 4C Shenxing dựa trên hệ thống lithium sắt phosphate dương (4C có nghĩa là pin có thể được sạc đầy trong một phần tư giờ), có thể đạt được "10 phút sạc và phạm vi 400 kw". Tốc độ sạc siêu nhanh. Ở nhiệt độ bình thường, pin có thể được sạc tới 80% SOC trong 10 phút. Đồng thời, CATL sử dụng công nghệ kiểm soát nhiệt độ cell trên nền tảng hệ thống, có thể nhanh chóng làm nóng đến phạm vi nhiệt độ hoạt động tối ưu trong môi trường nhiệt độ thấp. Ngay cả trong môi trường nhiệt độ thấp -10°C, pin có thể được sạc tới 80% trong 30 phút và ngay cả trong điều kiện thiếu hụt nhiệt độ thấp, gia tốc 0-100 tốc độ không bị suy giảm về trạng thái điện.

Theo CATL, pin siêu nạp Shenxing sẽ được sản xuất hàng loạt trong năm nay và sẽ là loại pin đầu tiên được sử dụng trên các mẫu xe Avita.

 

Pin sạc nhanh Kirin 4C của CATL dựa trên vật liệu catốt lithium ba thành phần cũng đã ra mắt mẫu xe điện thuần túy lý tưởng trong năm nay và gần đây đã ra mắt siêu xe săn siêu sang 001FR.

Ngoài Ningde Times, cùng với các công ty pin nội địa khác, China New Aviation đã vạch ra hai hướng đi, pin vuông và pin trụ lớn, trong lĩnh vực sạc nhanh điện áp cao 800V. Pin vuông hỗ trợ sạc nhanh 4C, và pin trụ lớn hỗ trợ sạc nhanh 6C. Về giải pháp pin lăng trụ, China Innovation Aviation cung cấp cho Xpeng G9 thế hệ pin lithium sắt sạc nhanh mới và pin tam phân điện áp cao trung bình-niken được phát triển dựa trên nền tảng điện áp cao 800V, có thể đạt được SOC từ 10% đến 80% trong 20 phút.

Honeycomb Energy đã ra mắt Pin Vảy Rồng vào năm 2022. Pin này tương thích với các giải pháp hệ thống hóa học hoàn chỉnh như pin sắt-lithium, pin ba thành phần và pin không chứa coban. Pin này bao gồm các hệ thống sạc nhanh 1.6C-6C và có thể được lắp đặt trên các mẫu xe thuộc dòng A00-D. Mẫu xe này dự kiến ​​sẽ được đưa vào sản xuất hàng loạt vào quý IV năm 2023.

Yiwei Lithium Energy sẽ ra mắt hệ thống pin hình trụ lớn π vào năm 2023. Công nghệ làm mát "π" của pin có thể giải quyết vấn đề sạc nhanh và làm nóng pin. Pin hình trụ lớn series 46 của công ty dự kiến ​​sẽ được sản xuất hàng loạt và giao hàng vào quý 3 năm 2023.

Vào tháng 8 năm nay, Công ty Sunwanda cũng đã thông báo với các nhà đầu tư rằng pin "sạc nhanh" mà công ty hiện đang tung ra thị trường xe điện (BEV) có thể tương thích với hệ thống điện áp cao 800V và điện áp thường 400V. Các sản phẩm pin sạc siêu nhanh 4C đã được sản xuất hàng loạt trong quý đầu tiên. Việc phát triển pin "sạc nhanh" 4C-6C đang tiến triển thuận lợi, và toàn bộ quá trình có thể đạt được thời lượng pin 400 kW trong 10 phút.