كومة شحن التيار المستمر عالية الطاقة قادمة

وفقًا لتطور تكنولوجيا شحن المركبات الكهربائية والطلب على الشحن السريع، نظمت وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات اللجنة الفنية الوطنية لتوحيد معايير السيارات لاستكمال مراجعة معيارين وطنيين موصى بهما، وتحقيق ترقية جديدة للنسخة الأصلية لعام 2015 من مخطط المعايير الوطنية (المعروف باسم معيار "2015 +")، مما يساعد على تحسين القدرة على التكيف البيئي والسلامة والموثوقية لأجهزة توصيل الشحن الموصلة، وفي الوقت نفسه تلبية الاحتياجات الفعلية للشحن منخفض الطاقة وعالي الطاقة المستمر.

في الخطوة التالية، ستُنشئ وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات وحداتٍ معنية للترويج والتطبيق المتعمق للمعيارين الوطنيين، وتشجيع ترويج وتطبيق تقنيات الشحن بالتيار المستمر عالي الطاقة وغيرها، وتهيئة بيئة تطوير عالية الجودة لصناعة مركبات الطاقة الجديدة وقطاع مرافق الشحن. بيئة جيدة. لطالما كان الشحن البطيء مصدر قلقٍ رئيسي في صناعة المركبات الكهربائية.

وفقًا لتقرير صادر عن Soochow Securities، يبلغ متوسط ​​معدل الشحن النظري للنماذج الأكثر مبيعًا التي تدعم الشحن السريع في عام 2021 حوالي 1C (يمثل C معدل شحن نظام البطارية. وبعبارات بسيطة، يمكن لشحن 1C شحن نظام البطارية بالكامل في 60 دقيقة)، أي يستغرق الشحن حوالي 30 دقيقة لتحقيق SOC 30٪ -80٪، ويبلغ عمر البطارية حوالي 219 كم (معيار NEDC).

عمليًا، تتطلب معظم المركبات الكهربائية النقية 40-50 دقيقة من الشحن للوصول إلى نسبة شحن 30%-80%، ويمكنها قطع مسافة تتراوح بين 150 و200 كيلومتر تقريبًا. مع احتساب وقت الدخول والخروج من محطة الشحن (حوالي 10 دقائق)، فإن المركبة الكهربائية النقية التي يستغرق شحنها حوالي ساعة واحدة لا يمكنها السير على الطريق السريع لأكثر من ساعة واحدة تقريبًا.

سيتطلب تعزيز وتطبيق تقنيات مثل الشحن بالتيار المستمر عالي الطاقة مزيدًا من التطوير لشبكة الشحن مستقبلًا. وقد أعلنت وزارة العلوم والتكنولوجيا سابقًا أن بلدي قد أنشأ شبكة مرافق شحن تضم أكبر عدد من معدات الشحن وأوسع نطاق تغطية. معظم مرافق الشحن العامة الجديدة هي في الغالب معدات شحن سريع بالتيار المستمر بقدرة 120 كيلوواط أو أكثر.أكوام شحن بطيئة بتيار متردد بقدرة 7 كيلو واتأصبحت تقنية الشحن السريع بالتيار المستمر شائعة في القطاع الخاص. وقد انتشر تطبيقها بشكل كبير في مجال المركبات الخاصة. وتتمتع مرافق الشحن العامة بشبكات منصات سحابية للمراقبة الفورية. وقد استُخدمت على نطاق واسع إمكانيات تحديد مواقع المركبات عبر التطبيقات والدفع الإلكتروني، كما تشهد تقنيات جديدة، مثل الشحن عالي الطاقة، والشحن منخفض الطاقة بالتيار المستمر، والاتصال التلقائي بالشحن، والشحن المنظم، تطورًا صناعيًا تدريجيًا.

في المستقبل، ستركز وزارة العلوم والتكنولوجيا على التقنيات والمعدات الرئيسية للشحن والتبادل التعاوني الفعال، مثل التقنيات الرئيسية لربط المركبات بشبكة سحابية، وطرق تخطيط مرافق الشحن، وتقنيات إدارة الشحن المنظم، والتقنيات الرئيسية للشحن اللاسلكي عالي الطاقة، والتقنيات الرئيسية للاستبدال السريع لبطاريات الطاقة. كما ستعزز البحث العلمي والتكنولوجي.

على الجانب الآخر،شحن تيار مستمر عالي الطاقةتضع متطلبات أعلى على أداء بطاريات الطاقة، المكونات الرئيسية للسيارات الكهربائية.

وفقًا لتحليل Soochow Securities، فإن زيادة معدل شحن البطارية يتعارض أولاً وقبل كل شيء مع مبدأ زيادة كثافة الطاقة، لأن المعدل المرتفع يتطلب جزيئات أصغر من مواد الأقطاب الموجبة والسالبة للبطارية، وتتطلب كثافة الطاقة العالية جزيئات أكبر من مواد الأقطاب الموجبة والسالبة.

ثانياً، سيؤدي الشحن بمعدل مرتفع في حالة الطاقة العالية إلى حدوث تفاعلات جانبية أكثر خطورة لترسب الليثيوم وتأثيرات توليد الحرارة على البطارية، مما يؤدي إلى انخفاض سلامة البطارية.

من بينها، تُعدّ مادة القطب السالب للبطارية العامل الرئيسي المُحدِّد للشحن السريع. وذلك لأن الجرافيت القطب السالب مصنوع من صفائح الجرافين، وتدخل أيونات الليثيوم إلى الصفائح عبر حوافها. لذلك، أثناء عملية الشحن السريع، يصل القطب السالب بسرعة إلى حدّ امتصاصه للأيونات، وتبدأ أيونات الليثيوم بتكوين معدن ليثيوم صلب فوق جزيئات الجرافيت، أي ما يُؤدي إلى تفاعل ترسيب الليثيوم. يُقلّل ترسيب الليثيوم من المساحة الفعالة للقطب السالب لانغراس أيونات الليثيوم. من جهة، يُقلّل من سعة البطارية، ويزيد من مقاومتها الداخلية، ويُقصّر من عمرها الافتراضي. من جهة أخرى، تنمو بلورات الواجهة وتُخترق الفاصل، مما يُؤثر على السلامة.

سبق للبروفيسور وو نينغنينغ وآخرون من شركة شنغهاي هاندوي الصناعية المحدودة أن أشاروا إلى أنه لتحسين قدرة الشحن السريع لبطاريات الطاقة، من الضروري زيادة سرعة انتقال أيونات الليثيوم في مادة الكاثود للبطارية وتسريع دمجها في مادة الأنود. يجب تحسين الموصلية الأيونية للإلكتروليت، واختيار فاصل شحن سريع، وتحسين الموصلية الأيونية والإلكترونية للقطب، واختيار استراتيجية شحن مناسبة.

ومع ذلك، ما يتطلع إليه المستهلكون هو أن شركات البطاريات المحلية بدأت منذ العام الماضي بتطوير ونشر بطاريات الشحن السريع. في أغسطس من هذا العام، أطلقت شركة CATL الرائدة بطارية 4C Shenxing فائقة الشحن، القائمة على نظام فوسفات الحديد الليثيوم الموجب (4C يعني إمكانية شحن البطارية بالكامل في ربع ساعة)، والتي يمكنها تحقيق "10 دقائق من الشحن ونطاق شحن يصل إلى 400 كيلوواط". في درجة الحرارة العادية، يمكن شحن البطارية إلى 80% من شحن البطارية في 10 دقائق. في الوقت نفسه، تستخدم CATL تقنية التحكم في درجة حرارة الخلية على منصة النظام، والتي يمكنها التسخين بسرعة إلى نطاق درجة حرارة التشغيل الأمثل في بيئات منخفضة الحرارة. حتى في بيئة منخفضة الحرارة تبلغ -10 درجات مئوية، يمكن شحنها إلى 80% في 30 دقيقة، وحتى في حالات العجز في درجات الحرارة المنخفضة، لا يتلاشى التسارع بسرعة صفر-مائة في الحالة الكهربائية.

وبحسب شركة CATL، سيتم إنتاج بطاريات Shenxing فائقة الشحن بكميات كبيرة خلال هذا العام وستكون الأولى التي يتم استخدامها في طرازات Avita.

 

أطلقت شركة CATL أيضًا بطارية 4C Kirin ذات الشحن السريع والمبنية على مادة الكاثود الليثيوم الثلاثي النموذج الكهربائي الخالص المثالي هذا العام، وأطلقت مؤخرًا سيارة الصيد الفاخرة للغاية 001FR.

بالإضافة إلى نينغده تايمز، من بين شركات بطاريات محلية أخرى، وضعت شركة الطيران الجديدة الصينية مسارين، مربع وأسطواني كبير، في مجال الشحن السريع عالي الجهد 800 فولت. تدعم البطاريات المربعة الشحن السريع 4C، بينما تدعم البطاريات الأسطوانية الكبيرة الشحن السريع 6C. أما بالنسبة لحلول البطاريات المنشورية، فقد زودت شركة الطيران الجديدة الصينية جهاز Xpeng G9 بجيل جديد من بطاريات الليثيوم والحديد سريعة الشحن، وبطاريات ثلاثية متوسطة النيكل عالية الجهد، مُطورة بناءً على منصة عالية الجهد 800 فولت، والتي يمكنها تحقيق معدل شحن من 10% إلى 80% في 20 دقيقة.

أطلقت شركة هوني كومب إنيرجي بطارية دراجون سكيل في عام ٢٠٢٢. تتوافق هذه البطارية مع حلول الأنظمة الكيميائية الكاملة، مثل بطاريات الحديد-الليثيوم، والبطاريات الثلاثية، والبطاريات الخالية من الكوبالت. تدعم أنظمة الشحن السريع 1.6C-6C، ويمكن تركيبها على طرازات سلسلة A00-D. من المتوقع أن يبدأ إنتاج هذا الطراز بكميات كبيرة في الربع الأخير من عام ٢٠٢٣.

ستطرح شركة ييوي ليثيوم إنرجي نظام بطاريات أسطوانية كبيرة π في عام ٢٠٢٣. تُسهم تقنية التبريد "π" في البطارية في حل مشكلة الشحن السريع وتسخين البطاريات. ومن المتوقع إنتاج بطارياتها الأسطوانية الكبيرة من سلسلة ٤٦ بكميات كبيرة وتسليمها في الربع الثالث من عام ٢٠٢٣.

في أغسطس من هذا العام، أبلغت شركة صن واندا المستثمرين أن بطارية "الشحن السريع" التي أطلقتها الشركة حاليًا لسوق السيارات الكهربائية قابلة للتكيف مع أنظمة الجهد العالي 800 فولت والجهد العادي 400 فولت. وقد حققت منتجات بطاريات 4C فائقة الشحن إنتاجًا ضخمًا في الربع الأول. ويسير تطوير بطاريات 4C-6C "الشحن السريع" بسلاسة، ويمكن تحقيق عمر بطارية يصل إلى 400 كيلو وات في 10 دقائق.