С бързото развитие на пазара на електрически превозни средства потребителите поставят все по-високи изисквания към обхвата, скоростта на зареждане, удобството при зареждане и други аспекти. Въпреки това все още има недостатъци и проблеми с несъответствието в инфраструктурата за зареждане у дома и в чужбина, което кара потребителите често да се сблъскват с проблеми като невъзможност да намерят подходящи станции за зареждане, дълго време за изчакване и слаб ефект от зареждането при пътуване.
Huawei Digital Energy написа в Туитър: „Компресорът на Huawei с пълно течно охлаждане спомага за създаването на висока надморска височина и бързо зареждане на висококачествен 318 Sichuan-Tibet Supercharging Green Corridor.“ Статията отбелязва, че тези терминали за презареждане с пълно течно охлаждане имат следните характеристики:
1. Максималната изходна мощност е 600KW, а максималният ток е 600A. Известен е като „един километър в секунда“ и може да осигури максимална мощност на зареждане на голяма надморска височина.
2. Технологията за пълно течно охлаждане осигурява висока надеждност на оборудването: на платото то може да издържи на високи температури, висока влажност, прах и корозия и може да се адаптира към различни трудни условия на работа на линията.
3. Подходящ за всички модели: Диапазонът на зареждане е 200-1000 V, а степента на успех на зареждането може да достигне 99%. Той може да се сравни с леки автомобили като Tesla, Xpeng и Lili, както и с търговски превозни средства като Lalamove и може да постигне: „Отидете до колата, заредете я, заредете я и тръгвайте.“
Технологията за суперзареждане с течно охлаждане не само предоставя висококачествени услуги и опит на местните потребители на нови енергийни превозни средства, но също така ще помогне за по-нататъшното разширяване и насърчаване на пазара на нови енергийни превозни средства. Тази статия ще ви помогне да разберете технологията за презареждане с течно охлаждане и да анализирате състоянието на пазара и бъдещите тенденции.
Какво представлява презареждането с течно охлаждане?
Презареждането с течно охлаждане се постига чрез създаване на специален канал за циркулация на течност между кабела и пистолета за зареждане. Този канал е пълен с охлаждаща течност за отстраняване на топлината. Електрическата помпа насърчава циркулацията на течна охлаждаща течност, която може ефективно да разсее топлината, генерирана по време на процеса на зареждане. Силовата част на системата използва течно охлаждане и е напълно изолирана от външната среда, като по този начин отговаря на стандарта за дизайн IP65. В същото време системата използва и мощен вентилатор за намаляване на шума от разсейване на топлината и подобряване на екологичността.
Технически характеристики и предимства на компресорното течно охлаждане.
1. По-висок ток и по-бърза скорост на зареждане.
Изходният ток на зареждащата батерия е ограничен от проводника на пистолета за зареждане, който обикновено използва медни кабели за пренасяне на тока. Въпреки това топлината, генерирана от кабела, е пропорционална на квадрата на тока, което означава, че с увеличаването на тока на зареждане е по-вероятно кабелът да генерира излишна топлина. За да се намали проблемът с прегряването на кабела, площта на напречното сечение на проводника трябва да се увеличи, но това също ще направи пистолета за зареждане по-тежък. Например, настоящият национален стандартен пистолет за зареждане 250A обикновено използва 80 mm² кабел, което прави пистолета за зареждане като цяло по-тежък и не е лесен за огъване.
Ако трябва да постигнете по-висок ток на зареждане, зарядното устройство с двоен пистолет е жизнеспособно решение, но това е подходящо само за специални случаи. Най-доброто решение за зареждане с висок ток обикновено е технологията на пистолета за зареждане с течно охлаждане. Тази технология ефективно охлажда вътрешността на пистолета за зареждане, което му позволява да работи с по-високи токове без прегряване.
Вътрешната структура на пистолета за зареждане с течно охлаждане включва кабели и водопроводни тръби. Обикновено площта на напречното сечение на кабела на пистолета за зареждане с течно охлаждане 500A е само 35 mm², а генерираната топлина се разсейва ефективно от потока на охлаждащата течност във водната тръба. Тъй като кабелът е по-тънък, пистолетът за зареждане с течно охлаждане е с 30 до 40% по-лек от конвенционалния пистолет за зареждане.
Освен това пистолет за зареждане с течно охлаждане също трябва да се използва с охлаждащ модул, който включва резервоари за вода, водни помпи, радиатори, вентилатори и други компоненти. Водната помпа е отговорна за циркулацията на охлаждащата течност вътре в линията на дюзата, пренася топлината към радиатора и след това я издухва с вентилатора, като по този начин осигурява по-голям капацитет за носене на ток в сравнение с конвенционалните дюзи с естествено охлаждане.
2. Кабелът на пистолета е по-лек и оборудването за зареждане е по-леко.
3. По-малко топлина, бързо разсейване на топлината и висока безопасност.
Конвенционалните зареждащи котли и зареждащите котли с полутечно охлаждане обикновено използват системи за отвеждане на топлина с въздушно охлаждане, при които въздухът влиза в тялото на котела от едната страна, отстранява топлината, генерирана от електрическите компоненти и токоизправителните модули, и след това излиза от тялото на котела. сгънете тялото на другата страна. Въпреки това, този метод за отстраняване на топлина има някои проблеми, тъй като въздухът, навлизащ в купчината, може да съдържа прах, солен спрей и водни пари и тези вещества могат да полепнат по повърхността на вътрешните компоненти, което води до намалена изолационна производителност на купчината. системи и намалена ефективност на разсейване на топлината, което намалява ефективността на зареждане и скъсява живота на оборудването.
За конвенционалните зареждащи котли и зареждащите котли с полутечно охлаждане отвеждането на топлината и защитата са две противоречиви понятия. Ако защитните характеристики са важни, термичните характеристики могат да бъдат ограничени и обратното. Това усложнява дизайна на такива пилоти и изисква пълно отчитане на разсейването на топлината, като същевременно защитава оборудването.
Блокът за зареждане с изцяло течно охлаждане използва модул за зареждане с течно охлаждане. Този модул няма въздуховоди отпред или отзад. Модулът използва охлаждаща течност, циркулираща през вътрешната плоча за течно охлаждане, за да обменя топлина с външната среда, което позволява на силовата част на багажника да постигне напълно затворен дизайн. Радиаторът се поставя от външната страна на купчината и охлаждащата течност вътре пренася топлината към радиатора, а след това външният въздух отвежда топлината от повърхността на радиатора.
При този дизайн модулът за зареждане с течно охлаждане и електрическите аксесоари вътре в блока за зареждане са напълно изолирани от външната среда, постигайки ниво на защита IP65 и повишавайки надеждността на системата.
4. Нисък шум при зареждане и по-висока защита.
Както традиционните, така и системите за зареждане с течно охлаждане имат вградени модули за зареждане с въздушно охлаждане. Модулът е оборудван с няколко високоскоростни малки вентилатора, които обикновено създават нива на шум над 65 децибела по време на работа. В допълнение, самата купчина за зареждане е оборудвана с охлаждащ вентилатор. В момента зарядните устройства с въздушно охлаждане често надвишават 70 децибела, когато работят на пълна мощност. Това може да не се забележи през деня, но през нощта може да причини още повече смущения в околната среда.
Затова повишеният шум от зарядните станции е най-честото оплакване от страна на операторите. За да разрешат този проблем, операторите трябва да предприемат коригиращи мерки, но те често са скъпи и имат ограничена ефективност. В крайна сметка работата с ограничена мощност може да бъде единственият начин за намаляване на шумовите смущения.
Блокът на багажника с изцяло течно охлаждане приема структура за разсейване на топлината с двойна циркулация. Вътрешният модул за течно охлаждане циркулира охлаждащата течност през водната помпа, за да разсее топлината и да прехвърли топлината, генерирана вътре в модула, към радиатора с ребра. Голям вентилатор или климатична система с ниска скорост, но голям обем въздух се използва извън радиатора за ефективно разсейване на топлината. Този тип нискоскоростен обемен вентилатор има относително ниско ниво на шум и е по-малко вреден от шума на високоскоростен малък вентилатор.
В допълнение, компресорът с пълно течно охлаждане може също да има разделен дизайн на разсейване на топлината, подобен на принципа на разделените климатици. Този дизайн предпазва охлаждащия модул от хора и дори може да обменя топлина с басейни, фонтани и др. за по-добро охлаждане и намалени нива на шум.
5. Ниска обща цена на притежание.
Когато се разглежда цената на оборудването за зареждане на зарядните станции, трябва да се вземат предвид общите разходи за жизнения цикъл (TCO) на зарядното устройство. Традиционните системи за зареждане, използващи модули за зареждане с въздушно охлаждане, обикновено имат експлоатационен живот по-малко от 5 години, докато настоящите условия за оперативен лизинг на станция за зареждане обикновено са 8-10 години. Това означава, че зарядното оборудване трябва да се смени поне веднъж през живота на съоръжението. За разлика от това, един напълно течно охлаждан заряден котел може да има експлоатационен живот от най-малко 10 години, покривайки целия жизнен цикъл на електроцентралата. Освен това, за разлика от зареждащия блок на модул с въздушно охлаждане, който изисква често отваряне на корпуса за отстраняване на прах и поддръжка, зареждащият блок с изцяло течно охлаждане трябва да се промие само след натрупване на прах върху външния радиатор, което затруднява поддръжката . удобно.
Следователно общата цена на притежание на система за зареждане с пълно течно охлаждане е по-ниска от тази на традиционна система за зареждане, използваща модули за зареждане с въздушно охлаждане, и с широкото приемане на системи с пълно течно охлаждане, нейните предимства по отношение на разходната ефективност ще станат по-очевидно по-очевидно.
Дефекти в технологията за суперзареждане с течно охлаждане.
1. Лош топлинен баланс
Течното охлаждане все още се основава на принципа на топлообмен поради температурни разлики. Следователно проблемът с температурната разлика вътре в модула на батерията не може да бъде избегнат. Температурните разлики могат да доведат до презареждане, презареждане или недозареждане. Разреждане на отделните компоненти на модула по време на зареждане и разреждане. Презареждането и прекаленото разреждане на батериите може да причини проблеми с безопасността на батерията и да съкрати живота на батерията. Недостатъчното зареждане и разреждане намаляват енергийната плътност на батерията и скъсяват нейния работен обхват.
2. Топлообменната мощност е ограничена.
Скоростта на зареждане на батерията е ограничена от скоростта на разсейване на топлината, в противен случай съществува риск от прегряване. Силата на топлопредаване на течното охлаждане на студената плоча е ограничена от температурната разлика и скоростта на потока, а контролираната температурна разлика е тясно свързана с температурата на околната среда.
3. Съществува висок риск от температурни промени.
Термично изтичане на батерията възниква, когато батерията генерира голямо количество топлина за кратък период от време. Поради ограничената скорост на осезаемо разсейване на топлината поради температурни разлики, голямото натрупване на топлина води до внезапен растеж. температура, което води до положителен цикъл между загряването на батерията и повишаването на температурата, причинявайки експлозии и пожари, както и водещо до термично бягство в съседните клетки.
4. Голяма паразитна консумация на енергия.
Съпротивлението на цикъла на течно охлаждане е високо, особено предвид ограниченията на обема на модула на батерията. Каналът за потока на студената плоча обикновено е малък. Когато преносът на топлина е голям, скоростта на потока ще бъде голяма и загубата на налягане в цикъла ще бъде голяма. , и консумацията на енергия ще бъде голяма, което ще намали производителността на батерията при презареждане.
Състояние на пазара и тенденции в развитието на пълнителите за течно охлаждане.
Състояние на пазара
Според последните данни на China Charging Alliance през февруари 2023 г. е имало 31 000 обществени станции за зареждане повече, отколкото през януари 2023 г., което е с 54,1% повече от февруари. Към февруари 2023 г. единиците-членки на алианса отчитат общо 1,869 милиона обществени зарядни станции, включително 796 000 DC зарядни станции и 1,072 милиона AC зарядни станции.
Тъй като степента на навлизане на новите енергийни превозни средства продължава да расте и поддържащите съоръжения като товарни купчини бързо се развиват, новата технология за компресор с течно охлаждане се превърна в обект на конкуренция в индустрията. Много компании за нови енергийни превозни средства и компании за пилоти също са започнали да провеждат технологични изследвания и разработки и планират да надуят цените.
Tesla е първата автомобилна компания в индустрията, която започва масово приемане на компресорни агрегати с течно охлаждане. В момента е разположил повече от 1500 станции за суперзареждане в Китай, с общо 10 000 единици за суперзареждане. Компресорът Tesla V3 разполага с дизайн с изцяло течно охлаждане, модул за зареждане с течно охлаждане и пистолет за зареждане с течно охлаждане. Един пистолет може да зарежда до 250 kW/600 A, увеличавайки обхвата с 250 километра за 15 минути. Моделът V4 ще се произвежда на партиди. Инсталацията за зареждане също така увеличава мощността на зареждане до 350 kW на пистолет.
Впоследствие Porsche Taycan представи първата в света 800 V високоволтова електрическа архитектура и поддържа мощно 350 kW бързо зареждане; Глобалната лимитирана серия Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 има ток до 600 A, напрежение до 800 V и пикова мощност на зареждане от 480 kW; пиково напрежение до 1000 V, ток до 600 A и пикова мощност на зареждане 480 kW; Xiaopeng G9 е сериен автомобил с 800V силиконова батерия; карбидна волтажна платформа и е подходяща за 480 kW ултра-бързо зареждане.
Понастоящем основните компании за производство на зарядни устройства, които навлизат на вътрешния пазар на компресори с течно охлаждане, включват главно Inkerui, Infineon Technology, ABB, Ruisu Intelligent Technology, Power Source, Star Charging, Te Laidian и др.
Бъдещата тенденция на презареждане с течно охлаждане
Областта на течното охлаждане с компресор е в начален стадий и има голям потенциал и широки перспективи за развитие. Течното охлаждане е чудесно решение за зареждане с висока мощност. Няма технически проблеми при проектирането и производството на захранващи устройства с висока мощност за зареждане на батерии у нас и в чужбина. Необходимо е да се реши въпросът с кабелната връзка от захранването на високомощната зарядна батерия към пистолета за зареждане.
Въпреки това степента на внедряване на високомощни пилоти с течно охлаждане с компресор в моята страна е все още ниска. Това е така, защото пистолетите за зареждане с течно охлаждане имат сравнително висока цена, а системите за бързо зареждане ще отворят пазар на стойност стотици милиарди долари през 2025 г. Според публично достъпна информация средната цена на зарядните устройства е около 0,4 RMB/ У.
Цената на 240kW устройства за бързо зареждане се оценява на около 96 000 юана, според цените на кабелите за зареждане с течно охлаждане в Rifeng Co., Ltd. На пресконференцията, която струва 20 000 юана за комплект, се предполага, че зарядното устройство е с течно охлаждане. Цената на пистолета е приблизително 21% от цената на купчината за зареждане, което го прави най-скъпият компонент след модула за зареждане. Тъй като броят на новите модели за бързо зареждане с енергия се увеличава, пазарната площ за батерии с висока мощност за бързо зареждане в моята страна се очаква да бъде приблизително 133,4 милиарда юана до 2025 г.
В бъдеще технологията за презареждане с течно охлаждане допълнително ще ускори проникването. Разработването и прилагането на мощна технология за компресор с течно охлаждане все още има да извърви дълъг път. Това изисква сътрудничество между автомобилни компании, компании за батерии, компании за натрупване и други страни.
Само по този начин можем да подкрепим по-добре развитието на индустрията за електрически превозни средства в Китай, да насърчим допълнително рационализираното зареждане и V2G и да насърчим пестенето на енергия и намаляването на емисиите в подход с ниски въглеродни емисии. и зелено развитие и ускоряване на изпълнението на стратегическата цел „двоен въглерод“.
Време на публикуване: 6 май 2024 г