La infraestructura para cargar y intercambiar vehículos eléctricos incluye estaciones de carga y estaciones de intercambio, que son importantes soportes para el desarrollo de la industria de los vehículos eléctricos. En los últimos años, han surgido varios problemas en la infraestructura de la carga y el intercambio de vehículos eléctricos, como la distribución insuficiente y desigual de las estaciones de carga, la velocidad de carga lenta y el bajo nivel de información en los servicios de carga.
La construcción y desarrollo de la infraestructura de carga y intercambio de vehículos eléctricos afecta seriamente la popularidad y la experiencia del usuario de los vehículos eléctricos. Se puede ver que en los últimos años, la industria ha mejorado activamente los problemas de la carga y el intercambio de vehículos eléctricos. Tanto la infraestructura de carga como de intercambio aceleran la construcción, y al mismo tiempo, la infraestructura de carga y intercambio está constantemente innovando en tecnología.
Acelerar la construcción de la infraestructura de carga y intercambio de vehículos eléctricos, e innovar continuamente la tecnología
En términos de infraestructura de carga, según los últimos datos, a partir de agosto de 2024, el número acumulativo de infraestructura de carga en China ha alcanzado los 10.999 millones de unidades, un aumento interanual del 52.6%. En los últimos meses, ha habido un aumento significativo en la infraestructura de carga, especialmente en términos de estaciones de carga pública y estaciones de carga privadas construidas con vehículos. Por ejemplo, de enero a agosto de 2024, el aumento en la infraestructura de carga fue de 2.403 millones de unidades, un aumento interanual del 20.3%. Entre ellos, el aumento en las estaciones de carga pública fue de 537000 unidades, un aumento interanual del 13,3%; El aumento en las estaciones de carga privadas instaladas con vehículos fue de 1.866 millones de unidades, un aumento interanual del 22.5%.
En términos de infraestructura de intercambio de baterías, en comparación con el rápido desarrollo de la infraestructura de carga, la construcción de infraestructura de intercambio de baterías es relativamente lenta. Esto se debe principalmente a factores como altos costos de construcción de las estaciones de intercambio de baterías y estándares inconsistentes de batería. Sin embargo, con el soporte político y los avances tecnológicos, la infraestructura para el intercambio de baterías está aumentando gradualmente. A finales de diciembre de 2023, el número de estaciones de intercambio de baterías en China ha alcanzado 3567, un aumento significativo de 1594 en comparación con el año anterior, con un crecimiento interanual del 80.8%.
Con el avance continuo de la tecnología, tanto las tecnologías de carga como de intercambio introducirán nuevas oportunidades de desarrollo, entre las cuales varios puntos de innovación clave son: tecnología de carga rápida, tecnología de carga inalámbrica, inteligencia y redes, tecnología de intercambio, tecnología de supercondensadores, etc.
La tecnología de carga rápida acorta significativamente el tiempo de carga de los vehículos eléctricos al aumentar la potencia de carga, lo que hace que la experiencia de carga sea más cercana a la experiencia de reabastecimiento de combustible de los vehículos de combustible tradicionales. Con el avance continuo de la tecnología de la batería y la mejora de la energía de los equipos de carga, la tecnología de carga rápida ha podido reponer una gran cantidad de electricidad para vehículos eléctricos en un período de tiempo relativamente corto. Algunas estaciones de carga rápida avanzadas ya pueden cargar por completo los vehículos eléctricos en 30 minutos.
La tecnología de carga inalámbrica transmite energía a través de campos electromagnéticos y puede cargar vehículos eléctricos sin conexión física, mejorando en gran medida la conveniencia y flexibilidad de la carga. La tecnología de carga inalámbrica está madurando gradualmente y se aplica en el campo comercial. Aunque todavía existen algunos desafíos tecnológicos y problemas de costos, con los continuos avances en tecnología y la expansión del mercado, se espera que la tecnología de carga inalámbrica se convierta en una opción importante para cargar vehículos eléctricos en el futuro.
Las instalaciones de carga también se han vuelto más inteligentes y eficientes al integrar la inteligencia artificial, el análisis de big data y la tecnología IoT. Los usuarios pueden monitorear el estado de la batería en tiempo real, seleccionar el período de carga óptimo y disfrutar de servicios de carga personalizados a través de aplicaciones móviles. La inteligencia y las redes se han convertido en tendencias importantes en el desarrollo de instalaciones de carga. Cada vez más estaciones de carga están adoptando sistemas de gestión inteligentes, optimizando las estrategias de carga a través del análisis de datos y mejorando la eficiencia de carga y la experiencia del usuario. Al mismo tiempo, la profunda integración de las instalaciones de carga y las redes inteligentes avanza constantemente, proporcionando posibilidades para lograr el flujo bidireccional y la utilización eficiente de la energía.
La tecnología de intercambio de baterías logra una reabastecimiento de energía rápida al reemplazar los paquetes de baterías para vehículos eléctricos, con ventajas como un bajo costo de tiempo y un impacto mínimo en la red eléctrica. La tecnología de intercambio de baterías se ha aplicado y promovido en algunas ciudades y regiones. Por ejemplo, NIO ha establecido múltiples estaciones de intercambio de baterías en todo el país para proporcionar servicios convenientes de intercambio de baterías para los propietarios de automóviles de NIO. Al mismo tiempo, algunos gobiernos locales también han comenzado a apoyar el desarrollo de la tecnología de intercambio de baterías y promover la construcción y operación de las instalaciones de intercambio de baterías.
La tecnología de super capacitor proporciona una solución de almacenamiento de energía flexible y eficiente para nuevos vehículos de energía, con ventajas como la velocidad de carga rápida y descarga y la larga vida útil del ciclo. Aunque la aplicación de la tecnología de supercondensadores en el campo de los vehículos eléctricos es relativamente limitada en la actualidad, con el progreso continuo de la tecnología y la reducción de los costos, se espera que la tecnología de supercondensadores se use y promueva ampliamente en el futuro.
Uso de chips y algoritmos avanzados para proporcionar servicios eficientes e inteligentes de carga y intercambio
En la construcción y operación de la infraestructura de carga y intercambio en la industria de los vehículos eléctricos, se necesitan varios chips para garantizar su operación eficiente, segura e inteligente, incluidos los chips de control principales, los chips de semiconductores eléctricos, los chips de gestión de seguridad, los chips de almacenamiento, los chips de almacenamiento, Chips de administración de energía, así como chips de sensor de temperatura, chips de sensor actuales, chips de controlador LED, etc.
La infraestructura de carga y intercambio en la industria de los vehículos eléctricos también está experimentando innovación tecnológica en chips, como la tecnología de semiconductores de energía de alta eficiencia. En aplicaciones de carga rápida, los MOSFET de supercambtion de alto voltaje se han convertido en la solución preferida para el diseño de pilotes de carga debido a su excelente eficiencia y baja impedancia. Este tipo de chip puede mejorar significativamente la eficiencia de conversión de energía, reducir la pérdida de energía y, por lo tanto, acelerar la velocidad de carga.
Además, el uso de material de carburo de silicio ha mostrado amplias perspectivas de aplicación en el campo de las pilas de carga debido a sus ventajas únicas de rendimiento. Los dispositivos de potencia SIC tienen mayor frecuencia de conmutación, menor resistencia y una mejor estabilidad térmica, lo que puede mejorar significativamente la densidad de potencia y la eficiencia de las estaciones de carga al tiempo que reducen el volumen y el peso.
En la arquitectura de las estaciones de carga, MCU desempeña un papel del sistema nervioso central en la tecnología de control y gestión inteligente. Es responsable de la precisión de la medición y la facturación, la seguridad de los pagos, el cifrado de datos y el procesamiento de descifrado, así como el control inicial de las operaciones de carga. Al mismo tiempo, MCU también admite la visualización amigable de la interfaz humana-computadora para garantizar la comunicación perfecta entre la pila de carga y el sistema de vehículos y la plataforma de Internet. Al integrar algoritmos inteligentes, MCU puede lograr un control de carga ordenado de vehículos eléctricos, ajustando automáticamente la potencia y el tiempo de carga según la carga de la red y el usuario necesita equilibrar la carga de la red y mejorar la eficiencia de carga.
Por ejemplo, el uso de la tecnología de detección y diagnóstico de fallas para monitorear el estado de operación de las instalaciones de carga en tiempo real, detectar y diagnosticar fallas de manera oportuna y garantizar la operación segura del equipo. Estas tecnologías integran sensores y algoritmos de diagnóstico para lograr un monitoreo y mantenimiento integrales de las estaciones de carga.
La infraestructura de carga y intercambio en la industria de los vehículos eléctricos también logra una alta eficiencia mediante el uso de chips avanzados. La estación de intercambio de baterías NIO adopta la tecnología avanzada de chips para lograr servicios de intercambio de baterías eficientes e inteligentes. Específicamente, el chip Orin X de alta potencia de NIO para las estaciones de intercambio de baterías. Especialmente para su cuarta estación de alimentación de sustitución, cada estación está equipada con 4 chips Orin X como estándar, con una potencia informática total de 1016tops. Estos chips proporcionan una potente potencia informática para la estación de intercambio, admitiendo algoritmos complejos y procesamiento de datos en tiempo real durante el proceso de intercambio.
La estación de intercambio de baterías NIO también está equipada con múltiples lidars ultra gran angular, que funcionan junto con el chip Orin X para lograr excelentes capacidades de percepción ambiental. Estos radares láser pueden escanear el entorno circundante en tiempo real, identificar la ubicación del vehículo, los obstáculos y otra información, proporcionando un posicionamiento espacial preciso y soporte de datos para el proceso de intercambio de baterías.
La adición de LIDAR permite que las estaciones de intercambio de baterías de NIO guíen con mayor precisión los vehículos en el área de intercambio, reduciendo el riesgo de colisiones y rasguños. Mientras tanto, durante el proceso de intercambio de baterías, el LiDAR también puede monitorear el estado y la posición de la batería en tiempo real, asegurando la seguridad y la estabilidad del proceso de intercambio.
Confiando en el sistema de detección multidimensional construido por las terminales de computación de nubes de energía y borde, Weilai Exchange Power Station también lleva a cabo un manejo inteligente en la temperatura de la batería, la humedad, el humo, la inmersión del agua, los asuntos extraños, la alarma de aislamiento de la temperatura de voltaje, el cargador y el enfriamiento líquido sistema. Este sistema de gestión inteligente puede monitorear varios indicadores de la estación de intercambio de energía en tiempo real, asegurando la operación estable y el servicio eficiente de la estación de intercambio de energía.
