开云app(中国)官方网站-2022慕尼黑华南电子展特别观察 酷暑下现新短板,全产业链营救大兵“EV”
2023-10-28



本年炎天,南边的一场极端高温将新能源电动汽车(EV)的成长推向了风口浪尖,很多新能源车主四周找桩,彻夜列队,完善诠释了甚么叫“不是在充电,就是在找充电桩的路上”。但要知道我国新能源汽车保有量跨越了1000万辆,车桩比已经是世界前列,按照中国电动汽车充电根本举措措施增进同盟(EVCIPA)发布的数据,截至2021年末,全国充电桩保有量达261.7万台。

图源:站酷海洛

这场高温年夜考充实证实了仅成长充电桩其实不是解决“补能焦炙”的独一怀抱衡。呼声强烈的超充、快充手艺不竭出新,车桩比不竭下降也不克不及解决泉源问题。年夜量充电桩接入增年夜了电网侧的用电负荷,在缺电窘境下更是加重电网调峰压力,使得电网运行效力下降,同时还可能会引发供电装备过载。一系列的挑战也逐步将行业的眼光拉向了能源范畴,思虑若何下降电网侧的负荷压力,实现利用侧与电网侧的用电均衡才是当务之急。2022年慕尼黑华南电子展特殊推出国际电动车驱动与充电手艺立异论坛、国际第三代功率半导体与碳中和时期立异论坛,旨在约请行业专家配合交换能源相干科技变化态势,配合切磋能源行业成长趋向。新能源汽车行业一把手的特斯拉再度抛却了车展,却回头加入了服贸会,展出其新能源手艺一度成了会上的网红打卡地,你还在聚焦新能源汽车,他人已超出山丘看到更广漠的星斗年夜海。解压电网侧,新能源发电辅助充电站“用电自由”更高功率的公用直流充电站是新能源汽车充电焦炙的优解。直流充电答应以更高的功率对电动汽车充电:3级充电器的高额定直流电压和额定功率别离为450 V和150 kW,超等充电器(相当在4级)则可跨越800 V和350 kW。出在平安缘由,在输出接头插入车辆时,电压上限设为1000 V直流。流连结在电缆尺寸和本钱的公道规模内,这意味着必需准确设计安装充电站的微电网或子电网并肯定其规格。

图源:站酷海洛

我们无妨假想一款将来(2030年)的充电站:输电线路经由过程变压器接入中压(MV)电网,再对充电桩供给电能。假如我们想让充电站内数个乃至数十个高压充电桩同时为驾驶员可以或许在不到15分钟的时候里为电动汽车布满电,那末这类简单的方式是没法延续的。假定充电站有五个直流充电桩,每一个充电桩可以输出500 kW的峰值功率,我们假定有五台电动汽车,每台均配备75 kWh的电池,需要从10%的电量(SOC)充电至80%电网必需持续15分钟向这些电动汽车供给略多在1 MW的电能。这也意味着必需安装很是昂贵的变压器,将低压充电站接入中压电网,确保将电能从电厂输送到充电站的输电线路在规格上能知足峰值功率需求。简单、经济的解决方案是利用太阳能、风能等可再生能源在本地出产的电能,而不是安装新的输电线路和年夜型变压器。如许用户便可以直连有过剩电能的充电站,而不是完全依托电网。现实上,可以在充电站或毗连充电站的子电网四周安装100 kW至500 kW的太阳能光伏(PV)电站。固然光伏电源可以供给500 kW的电能,将对电网的功率需求降至500 kW。

图源:ADI官网

但是,光伏电源具有间歇性的特点,并不是老是存在。这就给电网带来了不不变问题,需要采取储能系统解决。可以把储能系统视为年夜型电池,它能未来自可再生能源的电能存储起来并输送至电网、充电桩或回充至电网。还要恰当肯定储能系统规格,确保峰值功率和电能容量之间的比率合适具体装配的优化要求。该比率在很年夜水平上取决在经由过程太阳能、风能或其他能源在当地发生的电量、充电桩的数目、接入子电网的其他负荷和功率变换系统的效力。政策加持储能手艺,钠离子电池财产化加快在储能范畴已有一系列响应的政策鼓动勉励鞭策成长,2021年《关在加速鞭策新型储能成长的指点定见》指出到2025年,实现新型储能从贸易化早期向范围化成开云网页长改变,装机范围达3000万千瓦(30GW)以上,到2030年,实现新型储能周全市场化成长。今朝,该范畴的电化学储能凭仗其矫捷的长处,成熟的市场和极高的性价比,成了储能手艺中极具前景的手艺线路。在2022年的《“十四五”新型储能成长实行方案》中明白指出了,到2025年,电化学储能手艺机能进一步晋升,系统本钱下降30%以上。作为占有了电化学储能系统本钱的50%的焦点,储能电池的改良是有用下降储能系统本钱的要害。当前业界是锂电池以优良的机能占有主导地位,但因为碳酸锂价钱暴涨,从2021年头5.2万元/吨涨至50万元/吨,涨幅近900%,企业纷纭追求新材料系统的冲破。钠电池由于自然的本钱优势而成为首选,其工作道理和锂离子电池近似,是经由过程钠离子在正负极之间移动来工作。它们的首要区分在在正负极材料、电解液分歧。特别是正极材料,钠离子电池的正极材料首要有磷酸铁钠、普鲁士蓝、铁铜锰氧化物本钱比锂电的磷酸铁锂、钴锰镍氧化物低很多,凡是为锂盐的1/10。

图源:站酷海洛

今朝,钠离子电池范畴已有很多巨子最先结构。前不久,宁德时期公然暗示公司正致力推动钠离子电池在2023年实现财产化;传艺科技行将进行中试线投产,估计一期2GWh的钠离子电池项目将在2023年投建;华阳股分和中科海纳打算成立电池PACK厂,2023年扩产至10GWh钠离子电池正、负极材料出产线;容百科技计划在2023年实现钠电池正极材料每一个月千吨级出货。但是,也有业内助士其实不看好,认为今朝钠离子电池各方面机能还不克不及知足高机能汽车利用要求,估计到2035年钠、钾离子电池机能年夜幅晋升、比能量到达300瓦时/公斤摆布时,才会年夜范围开云网站进入市场。

图源:宁德时期

另外一方面,除钠离子电池外,合用在年夜中型储能的液流电池也有新的进展,国内首个盐酸基全钒液流电池储能电站在潍坊滨海经济开辟区建造落成,一期工程范围为1MW/4MWh,项目打算总范围为10MW/40MWh,是盐酸基全钒液流电场储能电站,能量密度相较在传统硫酸基全钒液流电池晋升了20%,工作温度上限拓展至65℃。将来,钠离子电池和液流电池有望在储能范畴的分歧层面上彼此弥补。电池平安、长命若何兼得?储能BMS保驾护航储能范畴绕不开电池治理系统(BMS)和能量治理系统(EMS),范围越年夜的储能站在高机能、不变性、平安上要求就越加严酷。固然BMS/EMS硬件本钱不高,但其机能和节制策略直接影响了储能系统的运行效力和平安水平,且具有必然的开辟难度,一向是用户或集成商较为存眷的环节。

图源:ADI

在储能系统中,切确靠得住的电池荷电状况(SOC)和健康状况(SOH)计较可以使电池寿命耽误10年至20年。是以,BMS不是仅供给一些粗略的汇总值,而是要对内部模块的年夜量数据和系统温度进行切确丈量,这对电池组的充放电与监控相当主要。对此,ADI亚德诺半导体推出针对BMS的解决方案多单位电池堆监控器ADBMS1818,可丈量多达18个串连毗连的电池单位,具有0~5V的电池丈量规模,总丈量误差小在3.0mV,合适年夜大都化学电池利用。另外,为了在影响BMS机能之前减轻系统噪声,ADBMS1818内部集成了16位∑-Δ ADC,也预置了可编程的噪声滤波器,年夜年夜削减了电磁干扰和其他瞬态噪声的影响。另外一边,ST意法半导体(展位号2E26)也发布了两款MCU SPC58NG84和SPC574K72,专为BMS解决方案所设计。此中SPC58NG84为3核,功能壮大,集成了丰硕的硬件和外设资本;而SPC574K72为2核,更合适中低端需求的BMS利用,性价比高。另外还高集成度的摹拟前端L9963E,是用在高靠得住性汽车利用和储能系统的锂离子电池监测和庇护芯片,可监测14个堆叠的电芯和撑持7个NTC的收集,信息经由过程SPI通讯或隔离接口授输。

图源:意法半导体

据领会,多个L9963E可以以菊花链情势毗连,并经由过程变压器隔离的接口与一个主机处置器通讯,具有高速、低EMI、远距离和靠得住的数据传输的长处。在正常和低功耗模式下,L9963E可撑持按时平衡和休眠下的平衡。今朝储能市场上除专门研发储能市场治理系统的企业外,还新能源汽车BMS制造商将手艺迁徙到储能BMS上。例如本土企业均胜电子并购了德国普瑞,向宝马i3纯电动汽车供给电池治理系统,成为向宝马公司供给电池治理系统的汽车零部件企业。和亿能电子是国内手艺优异、市场据有率较高的电动汽车电池治理系统供给商,也向年夜储能系统集成商供给年夜型BMS产物。逐步燎原的虚拟电厂是噱头仍是风口?就在储能手艺成长如火如荼的同时,一个新兴的概念正悄然走俏。本年3月发布的《“十四五”现代能源系统计划》指出,要鞭策储能举措措施、虚拟电厂、用户可中止负荷等矫捷性资本介入电力辅助办事。另外,北京、上海等多地的十四五计划中也都点名提到成长和扶植虚拟电厂。虚拟电厂其实不是真正意义上的发电厂,而是一种智能电网手艺,作为储能手艺的弥补。其焦点理念就是经由过程进步前辈信息通讯手艺和软件系统,把各类分离、可调理的电源和负荷会聚起来,构成一个虚拟的“电厂”进行同一治理和调剂,也是为了弥适用电侧和电网侧双边的掉衡。

图源:站酷海洛

现在,被业界当作储能窘境破局者的虚拟电厂方兴日盛,吸引着各路玩家纷纭入局。2022年7月,特斯拉公司在加利福尼亚州推出一项虚拟电厂试点打算,约请两万五千户安装有屋顶光伏、电池系统的家庭,组建一个局部的虚拟电厂能源收集。它将按照电网同一要求,在电网用电告急的时辰,同一削减用电;而在用电低谷,则将电池里面存储的电量,反向卖回给电网。另外,国内也有很多从业者纷纭开启虚拟电厂摸索,好比天楹股分、电享科技、国能日新、特来电、零碳智能等等。总之,虚拟电厂被寄与厚望,在电网布局向洁净低碳转型的布景下,物美价廉的虚拟电厂是不是可以或许充实消纳洁净能源发电量,助力充电根本举措措施等配套办事系统不竭健全?我们拭目以待。结语深究此次高温限电的窘境,不难发现新能源汽车充电焦炙到底仍是能源操纵问题。看天吃饭的新能源比例不竭增高,但缺少高效储能手艺致使用电低谷期年夜量可再生能源难以获得有用操纵。聚焦储能手艺成长已是行业共鸣,对此,2022年慕尼黑华南电子展特殊推出了“新能源”行业要害词,届时将会聚优异的国内外企业,展出其在能源范畴的立异产物和手艺解决方案。

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