13 сентября Министерство промышленности и информационных технологий объявило о том, что недавно предложенные Министерством промышленности и информационных технологий и находящиеся в ведении Национального технического комитета по автомобильной стандартизации и требованиям стандарты GB/T 20234.1-2023 «Соединительные устройства для проводной зарядки электромобилей. Часть 1: Общего назначения» и GB/T 20234.3-2023 «Соединительные устройства для проводной зарядки электромобилей. Часть 3: Интерфейс зарядки постоянным током» были официально опубликованы.
В соответствии с действующими в нашей стране техническими решениями в области интерфейсов зарядки постоянным током и с обеспечением универсальной совместимости новых и старых интерфейсов зарядки, новый стандарт увеличивает максимальный зарядный ток с 250 ампер до 800 ампер, а мощность зарядки — до800 кВти добавляет активное охлаждение, мониторинг температуры и другие сопутствующие функции. Технические требования, оптимизация и усовершенствование методов испытаний механических свойств, запорных устройств, срока службы и т. д.
Министерство промышленности и информационных технологий отметило, что стандарты зарядки являются основой для обеспечения взаимосвязи между электромобилями и зарядными станциями, а также безопасной и надежной зарядки. В последние годы, по мере увеличения запаса хода электромобилей и скорости зарядки аккумуляторных батарей, потребители предъявляют все более высокие требования к автомобилям, способным быстро пополнять запас электроэнергии. Появляются новые технологии, новые форматы бизнеса и новые требования, связанные с «мощной зарядкой постоянным током», и в отрасли сложилось общее мнение о необходимости ускорить пересмотр и совершенствование существующих стандартов, касающихся зарядных интерфейсов.
В связи с развитием технологий зарядки электромобилей и растущим спросом на быструю подзарядку, Министерство промышленности и информационных технологий организовало Национальный технический комитет по стандартизации автомобильной промышленности для завершения пересмотра двух рекомендованных национальных стандартов, в результате чего была достигнута новая модернизация первоначальной версии национальной схемы стандартов 2015 года (широко известной как стандарт «2015+»), что способствует дальнейшему повышению экологической адаптивности, безопасности и надежности устройств проводящего зарядного соединения, а также отвечает реальным потребностям в зарядке постоянным током малой и высокой мощности.
На следующем этапе Министерство промышленности и информационных технологий организует работу соответствующих подразделений по углубленному информированию, продвижению и внедрению двух национальных стандартов, будет способствовать развитию и применению технологий высокоскоростной зарядки постоянным током и других технологий, а также создаст благоприятную среду для развития индустрии электромобилей и зарядных устройств. Медленная зарядка всегда была одной из основных проблем в индустрии электромобилей.
Согласно отчету Soochow Securities, средняя теоретическая скорость зарядки популярных моделей, поддерживающих быструю зарядку в 2021 году, составляет около 1C (C обозначает скорость зарядки аккумуляторной системы. Проще говоря, зарядка 1C позволяет полностью зарядить аккумуляторную систему за 60 минут), то есть для достижения уровня заряда 30-80% требуется около 30 минут, а срок службы батареи составляет около 219 км (по стандарту NEDC).
На практике большинству электромобилей требуется 40-50 минут зарядки для достижения уровня заряда 30-80%, и они могут проехать около 150-200 км. Если учесть время на въезд и выезд с зарядной станции (около 10 минут), то электромобиль, зарядка которого занимает около часа, сможет проехать по трассе чуть более часа.
Для продвижения и применения таких технологий, как высокомощная зарядка постоянным током, в будущем потребуется дальнейшая модернизация сети зарядных станций. Министерство науки и технологий ранее заявляло, что в нашей стране создана сеть зарядных станций с наибольшим количеством зарядного оборудования и самой большой зоной покрытия. Большинство новых общественных зарядных станций — это в основном оборудование для быстрой зарядки постоянным током мощностью 120 кВт и выше.зарядные станции переменного тока мощностью 7 кВт для медленной зарядкиВ частном секторе они стали стандартом. Применение быстрой зарядки постоянным током в основном получило распространение в сфере специализированных транспортных средств. Общественные зарядные станции имеют облачную платформу для мониторинга в режиме реального времени, широко используются приложения для поиска зарядных станций и онлайн-оплаты, а новые технологии, такие как высокомощная зарядка, низкомощная зарядка постоянным током, автоматическое подключение к зарядной станции и упорядоченная зарядка, постепенно внедряются в промышленность.
В будущем Министерство науки и технологий сосредоточит свои усилия на ключевых технологиях и оборудовании для эффективной совместной зарядки и замены аккумуляторов, таких как ключевые технологии для объединения автомобильных аккумуляторных батарей, методы планирования зарядных станций и технологии упорядоченного управления зарядкой, ключевые технологии для беспроводной зарядки высокой мощности и ключевые технологии для быстрой замены аккумуляторных батарей. Необходимо усилить научно-технические исследования.
С другой стороны,высокомощная зарядка постоянным токомпредъявляет более высокие требования к характеристикам силовых батарей, ключевых компонентов электромобилей.
Согласно анализу компании Soochow Securities, во-первых, увеличение скорости зарядки батареи противоречит принципу увеличения плотности энергии, поскольку высокая скорость требует более мелких частиц материалов положительного и отрицательного электродов батареи, а высокая плотность энергии требует более крупных частиц материалов положительного и отрицательного электродов.
Во-вторых, высокоскоростная зарядка в режиме высокой мощности приведет к более серьезным побочным реакциям осаждения лития и выделению тепла из батареи, что снизит ее безопасность.
Среди них материал отрицательного электрода батареи является основным ограничивающим фактором для быстрой зарядки. Это связано с тем, что графит отрицательного электрода состоит из графеновых листов, и ионы лития проникают в листы через их края. Поэтому в процессе быстрой зарядки отрицательный электрод быстро достигает предела своей способности поглощать ионы, и ионы лития начинают образовывать твердый металлический литий на поверхности графитовых частиц, то есть происходит побочная реакция осаждения лития. Осаждение лития уменьшает эффективную площадь отрицательного электрода для внедрения ионов лития. С одной стороны, это снижает емкость батареи, увеличивает внутреннее сопротивление и сокращает срок службы. С другой стороны, происходит рост кристаллов на границе раздела, которые прокалывают сепаратор, влияя на безопасность.
Профессор У Ниннин и другие сотрудники компании Shanghai Handwe Industry Co., Ltd. ранее также писали, что для улучшения способности аккумуляторных батарей к быстрой зарядке необходимо увеличить скорость миграции ионов лития в катодном материале батареи и ускорить внедрение ионов лития в анодный материал. Необходимо улучшить ионную проводимость электролита, выбрать быстрозаряжаемый сепаратор, повысить ионную и электронную проводимость электрода и выбрать подходящую стратегию зарядки.
Однако потребители могут рассчитывать на то, что с прошлого года отечественные производители аккумуляторов начали разрабатывать и внедрять быстрозаряжаемые батареи. В августе этого года ведущая компания CATL выпустила сверхбыстрозаряжаемую батарею Shenxing 4C на основе положительной литий-железо-фосфатной системы (4C означает, что батарея может быть полностью заряжена за четверть часа), которая обеспечивает сверхбыструю зарядку «10 минут зарядки и запас хода 400 кВт». При нормальной температуре батарея может быть заряжена до 80% SOC за 10 минут. В то же время CATL использует технологию контроля температуры ячеек на системной платформе, которая позволяет быстро нагреваться до оптимального диапазона рабочих температур в условиях низких температур. Даже при низкой температуре -10°C батарея может быть заряжена до 80% за 30 минут, и даже при дефиците низких температур ускорение до 0,1000 км/ч не снижается в электрическом состоянии.
По данным CATL, серийное производство аккумуляторов Shenxing с повышенной мощностью начнется в этом году, и они первыми будут использоваться в моделях Avita.
Компания CATL также выпустила в этом году идеальную полностью электрическую модель с быстрозаряжаемой батареей Kirin 4C на основе тройного литиевого катодного материала, а недавно представила роскошный суперкар 001FR, работающий на криптоне.
Помимо Ningde Times, среди прочих отечественных производителей аккумуляторов, компания China New Aviation разработала два направления в области быстрой зарядки высоковольтных батарей 800 В: квадратные и большие цилиндрические. Квадратные батареи поддерживают быструю зарядку 4C, а большие цилиндрические — 6C. Что касается призматических батарей, China Innovation Aviation предоставляет Xpeng G9 новое поколение быстрозаряжаемых литий-железо-фосфатных батарей и средненикелевых высоковольтных тройных батарей, разработанных на основе высоковольтной платформы 800 В, которые позволяют достичь уровня заряда от 10% до 80% за 20 минут.
Компания Honeycomb Energy выпустила батарею Dragon Scale в 2022 году. Батарея совместима с различными химическими системами, такими как железо-литиевые, тройные и безкобальтовые. Она поддерживает системы быстрой зарядки 1,6C-6C и может устанавливаться на модели серии A00-D. Ожидается, что серийное производство этой модели начнётся в четвёртом квартале 2023 года.
Компания Yiwei Lithium Energy планирует выпустить в 2023 году крупногабаритную цилиндрическую аккумуляторную систему π-типа. Технология охлаждения «π» позволит решить проблему быстрой зарядки и нагрева батарей. Ожидается, что серийное производство и поставки крупногабаритных цилиндрических батарей серии 46 начнутся в третьем квартале 2023 года.
В августе этого года компания Sunwanda также сообщила инвесторам, что выпускаемая ею батарея с функцией «быстрой зарядки» для рынка электромобилей может быть адаптирована к высоковольтным системам 800 В и системам нормального напряжения 400 В. Сверхбыстрозаряжаемые батареи 4C были запущены в серийное производство в первом квартале. Разработка батарей 4C-6C с функцией «быстрой зарядки» идет успешно, и в целом это позволяет достичь времени автономной работы в 400 кВт за 10 минут.
Дата публикации: 17 октября 2023 г.