Informe especial sobre el intercambio de baterías de nueva energía: estaciones de intercambio de baterías subestimadas (parte 2)

La potencia máxima teórica de salida de las estaciones de carga es difícil de mantener. El Instituto de Ciencias de Metrología de Henan ha descubierto que, por ejemplo, con una potencia nominal de 60 kW para un vehículo de nueva energía, a medida que cambia la potencia de entrada de CA, la eficiencia de conversión aumentará pero siempre será menor que la potencia de salida teórica, y no puede llegar al 100%.

La curva de potencia de producción es inestable y muestra un lento aumento seguido de una rápida disminución. Tomando el BYD Han EV como ejemplo, las pruebas reales realizadas por una plataforma de evaluación de automóviles, DCD, revelaron que la potencia de salida del vehículo de nueva energía durante el proceso de carga aumentaría lentamente hasta alrededor de 110 kW. Cuando la batería alcanza el 50% de su capacidad, la potencia de salida caerá significativamente a 22 kW, hasta que la batería esté completamente cargada. A lo largo de todo el proceso de carga, la potencia máxima se mantiene durante menos de la mitad del tiempo de carga, lo que hace que el tiempo de carga real de los vehículos de nueva energía sea mucho más largo que el valor teórico. 

Hay varias razones por las que la potencia de salida de las estaciones de carga no puede alcanzar la potencia nominal:

 1. La inestabilidad de la red eléctrica provoca una potencia de salida inestable. Debido a cargas desiguales de la red y cambios instantáneos de carga, pueden ocurrir fluctuaciones de voltaje y fluctuaciones transitorias de voltaje durante la carga, lo que puede afectar la velocidad de carga de los vehículos eléctricos y, hasta cierto punto, dañar la batería. Con la popularización de las estaciones de carga, la carga de la red eléctrica aumenta, lo que provoca fluctuaciones intensificadas en la carga de la red.

 2. El sobrecalentamiento de la batería reduce la potencia de transmisión. Estaciones de carga Genera una gran cantidad de calor durante el proceso de carga y, cuando la disipación de calor de la batería es deficiente, puede aumentar la temperatura de la batería. Cuando la temperatura de la batería excede un cierto umbral, reducirá la potencia de transmisión y dañará la batería.

3. La pérdida de energía se produce durante el proceso de carga de vehículos de nueva energía. Estaciones de carga CC Puede producir pérdidas de calor en cables, baterías y otros componentes durante el proceso de carga, lo que puede reducir la potencia de salida real de la estación de carga en comparación con el valor teórico. 

4. Envejecimiento y deterioro del Estaciones de carga para vehículos eléctricos También puede reducir la potencia de salida. El envejecimiento y los daños de las estaciones de carga pueden provocar la incapacidad de suministrar energía a vehículos de nueva energía al nivel de potencia normal, lo que lleva a una potencia de salida inferior a la potencia nominal.

La carga de la red eléctrica es difícil de satisfacer la demanda de Estación de carga construcción. La gran cantidad de estaciones de carga ejerce una enorme presión sobre la red eléctrica y la capacidad de la red eléctrica existente es insuficiente para satisfacer la demanda de construcción de estaciones de carga. Tomando a Shanghai como ejemplo, a finales de 2022, el número de vehículos de nueva energía en Shanghai alcanzó los 945.000. Suponiendo una especificación de potencia de 200 kW para Carga rápida CC, la potencia de salida cuando todos los vehículos de nueva energía en Shanghai se cargan simultáneamente puede alcanzar los 18,9 millones de kW. Según la predicción de la red eléctrica de Shanghai, la carga máxima de la red eléctrica de Shanghai es de aproximadamente 35 millones de kW, lo que da como resultado una relación entre la demanda y la carga real de 5,9 veces. Cuando los vehículos de nueva energía en Shanghai se cargan con la especificación de potencia mínima, pueden alcanzar el 540% de la carga máxima de toda la red eléctrica de Shanghai. Zhang Chenyu, de la Universidad de Guangxi, utilizó un modelo matemático para hacer predicciones más precisas del impacto de las cargas de carga de vehículos de nueva energía en la red eléctrica. Tomando la ciudad de Yiwu como objeto de investigación, los resultados de la investigación mostraron que la carga de la red eléctrica está muy influenciada por la carga de carga, y que la carga máxima más alta generalmente ocurre durante la noche durante el invierno, y durante el verano, la carga máxima se ve afectada por las condiciones climáticas y ocurre alrededor del mediodía. La carga de la red eléctrica está fuertemente influenciada por la carga de vehículos de nueva energía.

Con la carga de la red eléctrica existente, resulta aún más difícil apoyar la construcción de estaciones de carga ultrarrápidas a gran escala. Actualmente, Extreme Battery ha lanzado estaciones de carga ultrarrápidas con una potencia máxima de 800 kW, lo que la convierte en la estación de carga con mayor potencia máxima con una sola pistola. Sin embargo, un transformador de 1250 kVA solo puede soportar la carga de una estación de carga ultrarrápida de 800 kW, y un transformador de 2000 kVA solo puede soportar la carga de dos estaciones de carga ultrarrápida de 800 kW. El uso a gran escala de estaciones de carga ultrarrápidas puede provocar el colapso del sistema de red eléctrica. Por lo tanto, estaciones de carga ultrarrápida Por lo general, deben usarse junto con dispositivos de almacenamiento de energía.

Las estaciones de intercambio de baterías y las estaciones de carga no son excluyentes entre sí, y las estaciones de intercambio de baterías están avanzando hacia un modelo de suministro energético complementario (intercambio de baterías + carga). El coste de las estaciones de cambio de baterías y de las estaciones de carga se atribuye principalmente a los costes de los equipos de distribución y medición (representan más del 30%). El modelo de "estación integrada de carga e intercambio" puede proporcionar una mayor capacidad de servicio con el mismo costo y una huella más pequeña. La estación de intercambio de baterías de tercera generación de NIO puede equiparse con de 4 a 20 pilas de súper carga. Tomando como ejemplo la condición de carga estándar con una carga de red eléctrica de 630 kVA, suponiendo la disposición de 8 pilas de supercarga en un área con 10 plazas de aparcamiento, en comparación con una configuración de la estación de intercambio de baterías de NIO más 4 pilas de supercarga, la carga La estación con 8 pilas de supercarga puede cargar completamente 8 vehículos de nueva energía con baterías de 80 kWh, mientras que la estación integrada con cambio y carga de baterías puede dar servicio a 12 vehículos en ciclos de 5 minutos, y 4 pilas de supercarga pueden proporcionar servicios de cambio de baterías para 4 vehículos. , dando servicio a un total de 16 vehículos. En resumen, las estaciones de carga e intercambio integradas pueden proporcionar más de 1,6 a 2 veces la capacidad de servicio a plena carga en comparación con las estaciones de súper carga con el mismo porcentaje de ocupación del área.

Estaciones de cambio de baterías En sí mismos son dispositivos de almacenamiento de energía, y las estaciones de carga e intercambio integradas tienen costos más bajos. Las estaciones de intercambio de baterías tienen capacidades de almacenamiento de energía. Se pueden utilizar para reducir los picos de la red eléctrica cargando las baterías durante períodos de bajo consumo de energía y brindando servicios de intercambio de baterías durante períodos de alto consumo de energía, equilibrando efectivamente el suministro de energía y reduciendo la presión sobre la red eléctrica. Al mismo tiempo, las estaciones integradas de carga e intercambio pueden reducir los costos al compartir transformadores.