Laporan Khas mengenai Pertukaran Bateri Tenaga Baharu: Stesen Pertukaran Bateri yang Diremehkan （bahagian 4 )

Cabaran dalam mengekalkan kuasa keluaran puncak teori bagi stesen pengecas

Stesen pengecasan berjuang untuk mengekalkan kuasa keluaran puncak teori mereka. Institut Sains Metrologi Henan mendapati bahawa untuk kuasa undian 60 kW pengecas kenderaan elektrik, apabila kuasa input AC meningkat, kecekapan penukaran kuasa bertambah baik tetapi sentiasa kurang daripada output teori, kurang 100%.

Keluk kuasa keluaran tidak stabil, menunjukkan kenaikan yang perlahan diikuti dengan penurunan yang cepat. Mengambil BYD Han EV sebagai contoh, penilaian praktikal ESAFE mendedahkan bahawa kuasa keluaran kenderaan elektrik semasa proses pengecasan pada mulanya meningkat secara perlahan, mencecah sekitar 110 kW. Walau bagaimanapun, apabila paras bateri mencapai 50%, kuasa output menurun dengan ketara kepada 22 kW sehingga bateri dicas sepenuhnya. Sepanjang proses pengecasan, kuasa puncak dikekalkan kurang daripada separuh masa pengecasan, menyebabkan masa pengecasan sebenar jauh melebihi nilai teori.

Terdapat beberapa sebab mengapa stesen pengecas gagal memenuhi output kuasa terkadarnya:

1. Grid kuasa yang tidak stabil menjejaskan kestabilan kuasa output. Turun naik dalam voltan grid kuasa dan turun naik seketika yang disebabkan oleh beban grid yang tidak sekata dan perubahan beban boleh memberi kesan kepada kelajuan pengecasan kenderaan elektrik dan, sedikit sebanyak, merosakkan bateri. Apabila populariti stesen pengecasan meningkat, beban pada grid kuasa juga meningkat.

2. Bateri terlalu panas mengurangkan penghantaran kuasa. DC Stesen pengecasan menjana sejumlah besar haba semasa proses pengecasan, dan apabila penyejukan bateri tidak mencukupi, ia meningkatkan suhu bateri. Apabila suhu bateri melebihi ambang tertentu, ia mengurangkan penghantaran kuasa dan boleh menyebabkan kerosakan pada bateri.

3. Kehilangan tenaga berlaku semasa proses pengecasan. Infrastruktur pengecasan, seperti kabel dan bateri, mengalami kehilangan haba semasa pengecasan, yang mengurangkan kuasa output sebenar stesen pengecasan berbanding dengan nilai teori.

4. Penuaan dan kerosakan kepada Stesen pengecasan DC boleh mengakibatkan penurunan kuasa keluaran. Penuaan dan kerosakan pada stesen pengecas menyukarkan untuk membekalkan kuasa kepada kenderaan elektrik pada kuasa terkadar biasa, menghasilkan kuasa keluaran yang lebih rendah daripada kuasa terkadar.

Beban grid kuasa bergelut untuk memenuhi permintaan Stesen pengecasan pantas pembinaan: Percambahan stesen pengecas memberikan tekanan yang besar pada grid kuasa, dan kapasiti grid sedia ada tidak mencukupi untuk memenuhi permintaan untuk pembinaan stesen pengecasan. Mengambil bandar tingkat pertama di China sebagai contoh, pada akhir tahun 2022, City A mempunyai sejumlah 945,000 kenderaan elektrik. Dengan mengandaikan spesifikasi kuasa pengecasan sebanyak 200 kW untuk pengecas pantas DC, apabila semua kenderaan elektrik di Bandar A mengecas serentak, kuasa output boleh mencapai 18,900,000 kW. Menurut ramalan A Power Grid, kapasiti beban maksimumnya ialah kira-kira 35,000,000 kW, menghasilkan jurang permintaan-bekalan sebanyak 590%. Walaupun semua kenderaan elektrik di City A sedang mengecas dengan spesifikasi kuasa minimum, ia boleh mencapai 540% daripada kapasiti muatan maksimum bandar. Para saintis telah menggunakan model matematik untuk membuat ramalan yang lebih tepat tentang kesan beban pengecasan kenderaan elektrik pada grid kuasa. Keputusan menunjukkan bahawa beban pengecasan mempunyai kesan yang ketara pada grid kuasa, dengan beban puncak berlaku kebanyakannya pada waktu malam semasa musim sejuk dan semasa tengah hari pada musim panas, dipengaruhi oleh keadaan cuaca. Beban grid kuasa sebahagian besarnya dipengaruhi oleh pengecasan kenderaan elektrik.

Selain itu, di bawah beban grid kuasa sedia ada, adalah lebih sukar untuk menyokong pembinaan stesen pengecasan besar berskala besar. Pada masa ini, Syarikat Tenaga Baharu Esafe (https://www.esafenewenergy.com) yang membekalkan Pengecas DC telah memperkenalkan stesen pengecas ultra-pantas yang menyokong kuasa puncak 800 kW, yang kini merupakan kuasa puncak senapang tunggal tertinggi bagi stesen pengecasan. Walau bagaimanapun, pengubah 1,250 kVA hanya boleh menyokong pengecasan satu pengecas ultra pantas 800 kW, dan pengubah 2,000 kVA boleh menyokong pengecasan hanya dua pengecas ultra pantas 800 kW. Apabila stesen pengecas ultra-pantas berskala besar digunakan, sistem grid kuasa boleh runtuh. Oleh itu, pengecas ultra-pantas biasanya perlu digunakan bersama-sama dengan peranti storan tenaga.

Stesen pertukaran bateri dan stesen pengecas tidak saling eksklusif, dan stesen pertukaran bateri bergerak ke stesen tenaga tambahan (penukaran bateri + pengecasan). Kos stesen pertukaran bateri dan stesen pengecasan sebahagian besarnya didorong oleh kos peralatan pemeteran pengedaran (menjadi lebih 30%). Model "stesen pengecasan dan pertukaran gabungan" boleh menyediakan kapasiti perkhidmatan yang lebih tinggi dalam kawasan yang sama tanpa meningkatkan kos dengan ketara. Stesen pertukaran bateri generasi ketiga yang berkuasa boleh dipasangkan dengan 4-20 pengecas ultra. Memandangkan keadaan pengecasan standard kapasiti grid 630 kVA, berbanding susun atur 8 pengecas ultra di kawasan dengan 10 tempat letak kereta, konfigurasi "stesen pengecasan dan pertukaran gabungan" termasuk 4 pengecas ultra. Stesen pengecasan dengan 8 pengecas ultra boleh mengecas sepenuhnya 8 kenderaan elektrik dengan kapasiti bateri 80%, manakala stesen pengecasan dan pertukaran gabungan boleh melayani 12 kenderaan dengan pertukaran bateri pada selang 5 minit, termasuk 4 pengecas ultra yang menyediakan tenaga tambahan untuk 4 kenderaan, berjumlah 16 kenderaan yang dilayan. Secara ringkasnya, gabungan stesen pengecasan dan pertukaran boleh mencapai kecekapan perkhidmatan 1.6-2 kali lebih tinggi daripada stesen pengecasan super pada asas kawasan yang sama.

Stesen pertukaran bateri sendiri bertindak sebagai peranti storan tenaga dan mempunyai kos yang lebih rendah. Stesen pertukaran bateri mempunyai keupayaan penyimpanan tenaga, membolehkan mereka mengecas bateri semasa tempoh penggunaan elektrik yang rendah dan menyediakan perkhidmatan menukar bateri semasa masa penggunaan elektrik puncak. Ini membolehkan pelarasan imbangan kuasa yang berkesan dan mengurangkan tekanan pada grid kuasa. Selain itu, gabungan stesen pengecasan dan pertukaran boleh mengurangkan kos dengan berkongsi transformer. Semasa permintaan puncak siang hari untuk pengecasan dan pertukaran, stesen pengecasan beroperasi, menggunakan kapasiti pengubah. Semasa permintaan rendah pada waktu malam untuk mengecas dan menukar, bateri dicas semula, menggunakan pengubah untuk menyediakan stesen pertukaran bateri. Stesen pengecasan dan pertukaran gabungan memanfaatkan ciri kedua-dua stesen pengecasan dan stesen pertukaran bateri, memaksimumkan penggunaan transformer, mencapai kos yang lebih rendah dan mengekalkan beban grid kuasa tanpa membebankannya. Untuk maklumat lanjut, sila layari https://www.esafenewenergy.com/blog.