Какими будут станции зарядки электромобилей в 2030 году: лучшие решения и мировой опыт для отечественных разработок

24 апреля

Владислав Долгов (КОМПЭЛ)

Российский рынок электроники находится на пороге бума зарядных станций. Для успешного их проектирования необходимо хорошо понимать все нюансы отечественной электротранспортной промышленности, а также иметь инструменты для быстрого и эффективного выхода на рынок. Эта задача выглядит решаемой благодаря доступу к технологиям и линейкам электронных компонентов, выпускаемых лидерами индустрии электротранспорта и возобновляемой энергетики Китая.

Крупнейшие мировые автопроизводители стремительно переориентируются на электротранспорт, который становится все доступнее не только для энтузиастов, но и для массового потребителя. Это можно наглядно увидеть как на улицах российских мегаполисов, так и в провинции. Бум электротранспорта влечет за собой и рост зарядной инфраструктуры, работа по организации которой сейчас активно ведется и на законодательном уровне, и на уровне бизнеса.

На данный момент в России насчитывается около 5000 зарядных станций, из которых только около 800 являются быстрыми. К 2029 году прогнозируется увеличение их числа до 40000. В преддверии такого огромного скачка многие компании и стартапы стремятся занять долю этого рынка.

Отечественный рынок электротранспорта имеет ряд особенностей, которые не позволят просто скопировать западные и азиатские решения. Свой отпечаток накладывают климатические, экономические, потребительские и географические особенности. Российские зарядные станции наверняка унаследуют от общемировых решений структуру, компонентную базу и деление на медленные и быстрые (рисунок 1).

Рис. 1. Принцип работы медленных (а) и быстрых зарядных станций (б)

Медленные станции заряда мощностью 3…50 кВт заряжают электромобиль переменным током, а после встроенный в автомобиль преобразователь (Onboard charger) заряжает батарею. Зарядные станции этого типа имеют монолитную компоновку, а силовая часть выполнена на базе дискретных транзисторов, таких как Si и SiC, в корпусах TO-247, TO-220, TO-263 и подобных.

Быстрые станции мощностью 50…300 кВт заряжают батарею электромобиля постоянным током. В большинстве случаев они имеют модульную конструкцию в виде силовых субмодулей на 10…100 кВт, которые гальванически изолированы друг от друга. В зависимости от количества и типа потребителей, зарядные станции этого типа могут подключать дополнительные субмодули, регулируя выходную мощность. Каждый силовой субмодуль в свою очередь может строиться как на дискретных транзисторах в корпусах TO-247, TO-220, TO-263 и прочих, так и на основе транзисторных модулей (Easy 1 B/2 B, PIM, EconoDual), таких как IGBT и SiC.

Большое количество китайских производителей зарядных станций также предлагает готовые субмодули (рисунок 2), например, модели на 40 кВт производства компании Tonhe и Sinexel, оставляя за разработчиком зарядных станций проектирование системы управления и обвязки в виде пассивных компонентов и электромеханики.

Рис. 2. Компоненты для создания быстрых зарядных станций

На данный момент идеальным вариантом для построения зарядной инфраструктуры в России является использование решений и электронных компонентов китайских производителей.

Размер рынка электротранспорта Китая в 2024 году оценивается в 305,57 млрд $ США. Основные игроками являются такие местные компании, как Geely, BYD и BAIC. К 2029 году прогнозируется рост объемов их производства более чем в 2 раза. Преобладающая часть самых продаваемых автомобилей в Китае – электрические.

Весь этот электротранспорт требует соответствующей зарядной инфраструктуры, которую также обеспечивают китайские компании TELD, Star Charge, YKC, State Grid, Tonhe, TGOOD, Winline, Sinexel, INFY POWER, KELONG, BENY и другие. Зарядная инфраструктура включает в себя как сами зарядные станции, так и инверторы для альтернативной энергетики и накопители энергии. Рынок зарядной инфраструктуры Китая оценивается в 4,28 млрд $ США и по прогнозам достигнет 22,09 млрд $ США к 2029 году. В прошлом году в Китае насчитывалось более 5 млн станций заряда электротранспорта.

Китайские производители электронных компонентов стремительно вытесняют иностранные компании с рынка электротранспорта и инфраструктуры. В линейке продукции каждого производителя есть решения, предназначенные именно для зарядных станций. В этом можно убедиться, изучая каталоги продукции китайских компаний.

Дистрибьютор электронных компонентов КОМПЭЛ нацелен на работу с китайскими производителями уже более двух лет и за это время консолидировал огромное количество информации об этой доле китайского рынка. Накопленной информацией мы с удовольствием делимся, проводим вебинары и круглые столы, на которые приглашаем ведущих разработчиков из топовых отечественных компаний, а также представителей лидирующих китайских производителей электронных компонентов.

Один из таких вебинаров по теме: «Решения для зарядных станций» состоится 28.05.2024 года в 11:00

Как должны выглядеть зарядные станции для российского рынка и каким требованиям должны соответствовать, хорошо понимают разработчики электротранспортной индустрии. Приглашаем вас поделиться своим видением конечного продукта на вебинаре. А мы в свою очередь расскажем о наиболее интересных и подходящих для этих требований линейках электронных компонентов китайского производства.