El 13 de septiembre, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información anunció que la norma GB/T 20234.1-2023 "Dispositivos de conexión para la carga conductiva de vehículos eléctricos Parte 1: Uso general" fue propuesta recientemente por el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información y está bajo la jurisdicción del Comité Técnico Nacional de Normalización Automotriz. Requisitos" y la norma GB/T 20234.3-2023 "Dispositivos de conexión para la carga conductiva de vehículos eléctricos Parte 3: Interfaz de carga de CC" fueron publicadas oficialmente.
Si bien sigue las soluciones técnicas de interfaz de carga de CC actuales de mi país y garantiza la compatibilidad universal de las interfaces de carga nuevas y antiguas, el nuevo estándar aumenta la corriente de carga máxima de 250 amperios a 800 amperios y la potencia de carga a800 kWy añade refrigeración activa, monitorización de temperatura y otras características relacionadas. Requisitos técnicos, optimización y mejora de los métodos de ensayo para propiedades mecánicas, dispositivos de bloqueo, vida útil, etc.
El Ministerio de Industria y Tecnología de la Información señaló que los estándares de carga son fundamentales para garantizar la interconexión entre los vehículos eléctricos y las estaciones de carga, así como una carga segura y confiable. En los últimos años, a medida que aumenta la autonomía de los vehículos eléctricos y la velocidad de carga de las baterías, los consumidores demandan cada vez más vehículos que recarguen rápidamente la energía eléctrica. Con la continua aparición de nuevas tecnologías, nuevos modelos de negocio y nuevas demandas, como la carga de CC de alta potencia, se ha convertido en un consenso general en la industria acelerar la revisión y mejora de los estándares originales relacionados con las interfaces de carga.
En consonancia con el desarrollo de la tecnología de carga de vehículos eléctricos y la demanda de recarga rápida, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información organizó el Comité Técnico Nacional de Normalización Automotriz para completar la revisión de dos normas nacionales recomendadas, logrando una nueva actualización de la versión original de 2015 del esquema de normas nacionales (conocida comúnmente como la norma "2015+"), lo que contribuye a mejorar aún más la adaptabilidad ambiental, la seguridad y la fiabilidad de los dispositivos de conexión de carga conductiva, y al mismo tiempo satisface las necesidades reales de carga de CC de baja y alta potencia.
En la siguiente etapa, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información organizará las unidades pertinentes para llevar a cabo una difusión, promoción e implementación exhaustivas de las dos normas nacionales, promover la aplicación de la carga de CC de alta potencia y otras tecnologías, y crear un entorno de desarrollo de alta calidad para la industria de vehículos de nueva energía y la industria de instalaciones de carga. El problema de la carga lenta siempre ha sido un punto crítico en la industria de vehículos eléctricos.
Según un informe de Soochow Securities, la tasa de carga teórica promedio de los modelos más vendidos que admiten carga rápida en 2021 es de aproximadamente 1C (C representa la tasa de carga del sistema de batería. En términos sencillos, una carga de 1C puede cargar completamente el sistema de batería en 60 minutos), es decir, se necesitan unos 30 minutos para alcanzar un SOC del 30 % al 80 %, y la duración de la batería es de aproximadamente 219 km (según el ciclo NEDC).
En la práctica, la mayoría de los vehículos eléctricos puros requieren entre 40 y 50 minutos de carga para alcanzar un estado de carga del 30 % al 80 % y pueden recorrer entre 150 y 200 km. Si se incluye el tiempo de entrada y salida de la estación de carga (unos 10 minutos), un vehículo eléctrico puro que tarda aproximadamente 1 hora en cargarse solo puede circular por la autopista durante poco más de 1 hora.
La promoción y aplicación de tecnologías como la carga rápida de CC de alta potencia requerirá una mayor modernización de la red de carga en el futuro. El Ministerio de Ciencia y Tecnología informó anteriormente que nuestro país ha construido una red de estaciones de carga con la mayor cantidad de equipos y la mayor cobertura. La mayoría de las nuevas estaciones de carga públicas son principalmente equipos de carga rápida de CC de 120 kW o más.Puntos de carga lenta de CA de 7 kWSe han convertido en un estándar en el sector privado. La aplicación de la carga rápida de CC se ha popularizado básicamente en el campo de los vehículos especiales. Las instalaciones de carga públicas cuentan con redes de plataforma en la nube para monitoreo en tiempo real. Las capacidades, la búsqueda de puntos de carga mediante aplicación y el pago en línea se han utilizado ampliamente, y nuevas tecnologías como la carga de alta potencia, la carga de CC de baja potencia, la conexión de carga automática y la carga ordenada se están industrializando gradualmente.
En el futuro, el Ministerio de Ciencia y Tecnología se centrará en tecnologías y equipos clave para la carga y el intercambio colaborativos eficientes, tales como tecnologías clave para la interconexión de la nube de vehículos, métodos de planificación de instalaciones de carga y tecnologías de gestión de carga ordenada, tecnologías clave para la carga inalámbrica de alta potencia y tecnologías clave para el reemplazo rápido de baterías. Se fortalecerá la investigación científica y tecnológica.
Por otro lado,carga de CC de alta potenciaimpone mayores exigencias al rendimiento de las baterías, componentes clave de los vehículos eléctricos.
Según el análisis de Soochow Securities, en primer lugar, aumentar la velocidad de carga de la batería es contrario al principio de aumentar la densidad de energía, porque una velocidad alta requiere partículas más pequeñas de los materiales de los electrodos positivo y negativo de la batería, y una alta densidad de energía requiere partículas más grandes de los materiales de los electrodos positivo y negativo.
En segundo lugar, la carga a alta velocidad en un estado de alta potencia provocará reacciones secundarias de deposición de litio más graves y efectos de generación de calor en la batería, lo que reducirá la seguridad de la misma.
Entre ellos, el material del electrodo negativo de la batería es el principal factor limitante para la carga rápida. Esto se debe a que el grafito del electrodo negativo está compuesto de láminas de grafeno, y los iones de litio penetran en la lámina a través de los bordes. Por lo tanto, durante el proceso de carga rápida, el electrodo negativo alcanza rápidamente el límite de su capacidad de absorción de iones, y los iones de litio comienzan a formar litio metálico sólido sobre las partículas de grafito, lo que genera una reacción secundaria de precipitación de litio. La precipitación de litio reduce el área efectiva del electrodo negativo para la incrustación de iones de litio. Por un lado, reduce la capacidad de la batería, aumenta la resistencia interna y acorta la vida útil. Por otro lado, los cristales de la interfaz crecen y perforan el separador, lo que afecta la seguridad.
El profesor Wu Ningning y otros investigadores de Shanghai Handwe Industry Co., Ltd. también han señalado previamente que, para mejorar la capacidad de carga rápida de las baterías, es necesario aumentar la velocidad de migración de los iones de litio en el cátodo y acelerar su incorporación en el ánodo. Asimismo, se requiere mejorar la conductividad iónica del electrolito, seleccionar un separador de carga rápida, optimizar la conductividad iónica y electrónica del electrodo y elegir una estrategia de carga adecuada.
Sin embargo, lo que los consumidores pueden esperar es que, desde el año pasado, las empresas nacionales de baterías han comenzado a desarrollar e implementar baterías de carga rápida. En agosto de este año, el líder CATL lanzó la batería supercargable 4C Shenxing basada en el sistema positivo de fosfato de hierro y litio (4C significa que la batería se puede cargar completamente en un cuarto de hora), que puede lograr una velocidad de carga súper rápida de "10 minutos de carga y un alcance de 400 kW". A temperatura normal, la batería puede cargarse al 80% de SOC en 10 minutos. Al mismo tiempo, CATL utiliza tecnología de control de temperatura de celda en la plataforma del sistema, que puede calentar rápidamente al rango de temperatura de funcionamiento óptimo en entornos de baja temperatura. Incluso en un entorno de baja temperatura de -10 °C, puede cargarse al 80% en 30 minutos, e incluso en déficits de baja temperatura, la aceleración de 0 a 100 km/h no se degrada en el estado eléctrico.
Según CATL, las baterías de alto rendimiento Shenxing se producirán en masa este año y serán las primeras en utilizarse en los modelos Avita.
La batería de carga rápida Kirin 4C de CATL, basada en un material de cátodo de litio ternario, también ha dado lugar este año al modelo eléctrico puro ideal, y recientemente lanzó el superdeportivo de caza de lujo 001FR, extremadamente lujoso y fabricado en kriptón.
Además de Ningde Times, entre otras compañías nacionales de baterías, China New Aviation ha establecido dos rutas, cuadradas y cilíndricas grandes, en el campo de la carga rápida de alto voltaje de 800 V. Las baterías cuadradas admiten carga rápida 4C, y las cilíndricas grandes admiten carga rápida 6C. En cuanto a la solución de baterías prismáticas, China Innovation Aviation proporciona al Xpeng G9 una nueva generación de baterías de litio-hierro de carga rápida y baterías ternarias de níquel de alto voltaje de tamaño medio desarrolladas sobre una plataforma de alto voltaje de 800 V, que pueden alcanzar un SOC del 10 % al 80 % en 20 minutos.
Honeycomb Energy lanzó la batería Dragon Scale en 2022. Esta batería es compatible con sistemas químicos completos, como baterías de hierro-litio, ternarias y sin cobalto. Admite sistemas de carga rápida de 1,6C a 6C y se puede instalar en modelos de la serie A00-D. Se prevé que la producción en masa comience en el cuarto trimestre de 2023.
Yiwei Lithium Energy lanzará en 2023 un sistema de baterías cilíndricas de gran capacidad con tecnología π. Esta tecnología de refrigeración π resuelve el problema de la carga rápida y el sobrecalentamiento de las baterías. Se prevé que la producción en masa y la entrega de sus baterías cilíndricas de gran capacidad de la serie 46 comiencen en el tercer trimestre de 2023.
En agosto de este año, Sunwanda Company también informó a los inversores que la batería de carga rápida que la compañía lanzó para el mercado de vehículos eléctricos puede adaptarse a sistemas de alto voltaje de 800 V y de voltaje normal de 400 V. Los productos de baterías de carga ultrarrápida 4C alcanzaron la producción en masa en el primer trimestre. El desarrollo de baterías de carga rápida 4C-6C avanza sin contratiempos, y en todo el proceso se puede lograr una autonomía de 400 kW en 10 minutos.
Fecha de publicación: 17 de octubre de 2023