S brzim razvojem tržišta električnih vozila, korisnici postavljaju sve veće zahtjeve u pogledu dometa, brzine punjenja, pogodnosti punjenja i drugih aspekata. Međutim, još uvijek postoje nedostaci i nedosljednosti u infrastrukturi za punjenje u zemlji i inostranstvu, zbog čega se korisnici često susreću s problemima kao što su nemogućnost pronalaženja odgovarajućih stanica za punjenje, dugo vremena čekanja i loš učinak punjenja prilikom putovanja.
Huawei Digital Energy je tvitovao: „Huaweijev punjač s tekućim hlađenjem pomaže u stvaranju visokokvalitetnog 318 Sichuan-Tibet Supercharging Green koridora na velikoj nadmorskoj visini i brzog punjenja.“ U članku se napominje da ovi potpuno tekućinom hlađeni terminali za punjenje imaju sljedeće karakteristike:
1. Maksimalna izlazna snaga je 600KW, a maksimalna struja je 600A. Poznat je kao "jedan kilometar u sekundi" i može pružiti maksimalnu snagu punjenja na velikim visinama.
2. Tehnologija potpunog tečnog hlađenja osigurava visoku pouzdanost opreme: na platou može izdržati visoke temperature, visoku vlažnost, prašinu i koroziju i može se prilagoditi različitim teškim uslovima rada linije.
3. Pogodno za sve modele: Opseg punjenja je 200-1000V, a stopa uspjeha punjenja može doseći 99%. Može odgovarati putničkim automobilima kao što su Tesla, Xpeng i Lili, kao i komercijalnim vozilima kao što je Lalamove, i može postići: „Priđite automobilu, napunite ga, napunite ga i idite.”
Tehnologija kompresora hlađena tekućinom ne samo da pruža visokokvalitetne usluge i iskustvo domaćim korisnicima novih energetskih vozila, već će također pomoći u daljnjem širenju i promoviranju tržišta novih energetskih vozila. Ovaj članak će vam pomoći da shvatite tehnologiju punjenja tekućim hlađenjem i analizirate njen status na tržištu i buduće trendove.
Šta je prekomjerno punjenje tekućim hlađenjem?
Dopunjavanje tekućim hlađenjem se postiže stvaranjem posebnog kanala za cirkulaciju tekućine između kabela i pištolja za punjenje. Ovaj kanal je napunjen rashladnom tečnošću kako bi se uklonila toplota. Pumpa za napajanje podstiče cirkulaciju tečnog rashladnog sredstva, koje može efikasno raspršiti toplotu stvorenu tokom procesa punjenja. Energetski dio sistema koristi tečno hlađenje i potpuno je izolovan od vanjskog okruženja, stoga zadovoljava standard dizajna IP65. U isto vrijeme, sistem također koristi snažan ventilator za smanjenje buke rasipanje topline i poboljšanje ekološke prihvatljivosti.
Tehničke karakteristike i prednosti tečnog hlađenja sa napunjenim punjenjem.
1. Veća struja i brža brzina punjenja.
Strujni izlaz baterije za punjenje ograničen je žicom pištolja za punjenje, koja obično koristi bakrene kablove za prenos struje. Međutim, toplina koju proizvodi kabel je proporcionalna kvadratu struje, što znači da kako se struja punjenja povećava, veća je vjerovatnoća da će kabel generirati višak topline. Da bi se smanjio problem pregrijavanja kabela, površina poprečnog presjeka žice mora se povećati, ali to će također otežati pištolj za punjenje. Na primjer, trenutni nacionalni standardni pištolj za punjenje 250A obično koristi kabel od 80 mm², što ga čini težim i nije ga lako savijati.
Ako trebate postići veću struju punjenja, punjač s dva pištolja je održivo rješenje, ali to je prikladno samo za posebne slučajeve. Najbolje rješenje za punjenje velikom strujom obično je tehnologija pištolja za punjenje hlađena tekućinom. Ova tehnologija efikasno hladi unutrašnjost pištolja za punjenje, omogućavajući mu da podnese veće struje bez pregrijavanja.
Unutrašnja struktura pištolja za punjenje sa hlađenjem tekućinom uključuje kablove i vodovodne cijevi. Tipično, površina poprečnog presjeka 500A tekućinom hlađenog kabela pištolja za punjenje je samo 35 mm², a generirana toplina se efikasno raspršuje protokom rashladne tekućine u cijevi za vodu. Budući da je kabel tanji, pištolj za punjenje hlađen tekućinom je 30 do 40% lakši od konvencionalnog pištolja za punjenje.
Dodatno, pištolj za punjenje hlađen tekućinom također se mora koristiti s jedinicom za hlađenje, koja uključuje rezervoare za vodu, pumpe za vodu, radijatore, ventilatore i druge komponente. Pumpa za vodu je odgovorna za cirkulaciju rashladne tekućine unutar linije mlaznica, prijenos topline na radijator, a zatim je izduvavanje pomoću ventilatora, čime se osigurava veći kapacitet struje od konvencionalnih prirodno hlađenih mlaznica.
2. Kabel pištolja je lakši, a oprema za punjenje lakša.
3. Manje topline, brzo rasipanje topline i visoka sigurnost.
Konvencionalni kotlovi za punjenje i kotlovi za punjenje sa hlađenjem polutekom obično koriste vazdušno hlađene sisteme za odbacivanje toplote u kojima vazduh ulazi u telo kotla s jedne strane, uklanja toplotu koju stvaraju električne komponente i moduli ispravljača, a zatim izlazi iz tela kotla. preklopite tijelo na drugu stranu. Međutim, ovaj način odvođenja topline ima određenih problema jer zrak koji ulazi u gomilu može sadržavati prašinu, slani sprej i vodenu paru, a te tvari mogu prianjati na površinu unutarnjih komponenti, što rezultira smanjenim izolacijskim performansama gomile. sistemima i smanjenom efikasnošću odvođenja toplote, što smanjuje efikasnost punjenja i skraćuje životni vek opreme.
Za konvencionalne kotlove za punjenje i kotlove za punjenje s hlađenjem polutekom, odvođenje topline i zaštita su dva kontradiktorna koncepta. Ako su zaštitne performanse važne, termičke performanse mogu biti ograničene i obrnuto. Ovo komplikuje dizajn takvih šipova i zahtijeva potpuno razmatranje odvođenja topline uz zaštitu opreme.
Blok za podizanje hlađen potpuno tekućinom koristi modul za podizanje hlađen tekućinom. Ovaj modul nema zračne kanale sprijeda ili straga. Modul koristi rashladnu tečnost koja cirkuliše kroz unutrašnju ploču za hlađenje tečnosti za razmenu toplote sa spoljašnjim okruženjem, omogućavajući pogonskom delu jedinice za prtljažnik da postigne potpuno zatvoren dizajn. Radijator se postavlja na vanjsku stranu gomile, a rashladna tekućina iznutra prenosi toplinu na radijator, a zatim vanjski zrak odvodi toplinu sa površine radijatora.
U ovom dizajnu, tekućinom hlađeni modul za punjenje i električni pribor unutar bloka za punjenje potpuno su izolirani od vanjskog okruženja, postižući nivo zaštite IP65 i povećavajući pouzdanost sistema.
4. Niska buka pri punjenju i veća zaštita.
I tradicionalni i tečno hlađeni sistemi punjenja imaju ugrađene vazdušno hlađene module za punjenje. Modul je opremljen sa nekoliko malih ventilatora velike brzine koji obično proizvode nivo buke preko 65 decibela tokom rada. Osim toga, sama gomila za punjenje opremljena je ventilatorom za hlađenje. Trenutno punjači sa vazdušnim hlađenjem često prelaze 70 decibela kada rade punom snagom. To se možda neće primijetiti tokom dana, ali noću može uzrokovati još više poremećaja u okolišu.
Stoga je povećana buka sa stanica za punjenje najčešća pritužba operatera. Da bi riješili ovaj problem, operateri moraju poduzeti korektivne mjere, ali one su često skupe i imaju ograničenu efikasnost. Konačno, rad sa ograničenom snagom može biti jedini način za smanjenje smetnji u buci.
Blok prtljažnika hlađen potpuno tekućinom ima strukturu odvođenja topline s dvostrukom cirkulacijom. Interni modul za tečno hlađenje cirkuliše rashladnu tečnost kroz vodenu pumpu kako bi raspršio toplotu i preneo toplotu stvorenu unutar modula do rebrastog hladnjaka. Veliki ventilator ili sistem klimatizacije sa malom brzinom, ali velikom količinom vazduha se koristi izvan radijatora za efikasno odvođenje toplote. Ovaj tip ventilatora male brzine ima relativno nizak nivo buke i manje je štetan od buke malog ventilatora velike brzine.
Osim toga, kompresor s potpuno tekućim hlađenjem također može imati podijeljeni dizajn odvođenja topline, sličan principu podijeljenih klima uređaja. Ovaj dizajn štiti rashladnu jedinicu od ljudi i može čak razmjenjivati toplinu sa bazenima, fontanama itd. radi boljeg hlađenja i smanjenog nivoa buke.
5. Niski ukupni troškovi vlasništva.
Kada se razmatraju troškovi opreme za punjenje na stanicama za punjenje, mora se uzeti u obzir ukupni trošak životnog ciklusa (TCO) punjača. Tradicionalni sistemi za punjenje koji koriste vazdušno hlađene module za punjenje obično imaju životni vek manji od 5 godina, dok su trenutni uslovi operativnog zakupa stanice za punjenje tipično 8-10 godina. To znači da se oprema za punjenje mora zamijeniti barem jednom tokom životnog vijeka objekta. Nasuprot tome, potpuno hlađeni kotao za punjenje može imati vijek trajanja od najmanje 10 godina, pokrivajući cijeli životni ciklus elektrane. Dodatno, za razliku od bloka za prtljažnik zračno hlađenog modula, koji zahtijeva često otvaranje kućišta radi uklanjanja prašine i održavanja, blok prtljažnika hlađen potpuno tekućinom treba isprati tek nakon što se prašina nakupi na vanjskom hladnjaku, što otežava održavanje. . udobno.
Stoga je ukupni trošak posjedovanja potpuno hlađenog tekućinom hlađenog sistema za punjenje niži od tradicionalnog sistema punjenja koji koristi vazdušno hlađene module za punjenje, a sa široko rasprostranjenim usvajanjem sistema potpuno hlađenog tekućinom, njegove prednosti u pogledu isplativosti će postati očiglednije očiglednije.
Defekti u tehnologiji prepunjavanja tečnog hlađenja.
1. Loša termička ravnoteža
Tečno hlađenje se i dalje zasniva na principu razmjene topline zbog temperaturnih razlika. Stoga se problem temperaturne razlike unutar baterijskog modula ne može izbjeći. Temperaturne razlike mogu dovesti do prepunjavanja, prepunjavanja ili nedovoljnog punjenja. Pražnjenje pojedinih komponenti modula tokom punjenja i pražnjenja. Prekomjerno punjenje i prekomjerno pražnjenje baterija može uzrokovati sigurnosne probleme baterije i skratiti vijek trajanja baterije. Nedovoljno punjenje i pražnjenje smanjuju gustinu energije baterije i skraćuju njen radni opseg.
2. Snaga prijenosa topline je ograničena.
Brzina punjenja baterije ograničena je brzinom odvođenja topline, u suprotnom postoji opasnost od pregrijavanja. Snaga prijenosa topline tečnog hlađenja hladne ploče ograničena je temperaturnom razlikom i brzinom protoka, a kontrolirana temperaturna razlika usko je povezana sa temperaturom okoline.
3. Postoji veliki rizik od pada temperature.
Termički bijeg baterije nastaje kada baterija generiše veliku količinu topline u kratkom periodu. Zbog ograničene brzine osjetljivog odvođenja topline zbog temperaturnih razlika, velika akumulacija topline rezultira naglim rastom. temperature, što rezultira pozitivnim ciklusom između zagrijavanja baterije i porasta temperature, što uzrokuje eksplozije i požare, kao i dovodi do toplinskog odlaska u susjedne ćelije.
4. Velika parazitska potrošnja energije.
Otpor ciklusa tečnog hlađenja je visok, posebno imajući u vidu ograničenja zapremine baterijskog modula. Kanal protoka hladne ploče je obično mali. Kada je prijenos topline velik, brzina protoka će biti velika, a gubitak tlaka u ciklusu će biti veliki. , a potrošnja energije će biti velika, što će smanjiti performanse baterije pri prekomjernom punjenju.
Tržišni status i trendovi razvoja dopuna za tečno hlađenje.
Tržišni status
Prema najnovijim podacima Kineske alijanse za punjenje, u februaru 2023. bilo je 31.000 javnih stanica za punjenje više nego u januaru 2023., što je 54,1% više u odnosu na februar. Od februara 2023., jedinice članice Alijanse prijavile su ukupno 1,869 miliona javnih stanica za punjenje, uključujući 796,000 DC stanica za punjenje i 1,072 miliona AC stanica za punjenje.
Kako stopa prodiranja novih energetskih vozila nastavlja da raste i prateći objekti kao što su utovarni šipovi brzo se razvijaju, nova tehnologija kompresora hlađena tekućinom postala je predmet konkurencije u industriji. Mnoge kompanije za proizvodnju novih energetskih vozila i kompanije za gomilanje gomila takođe su počele da provode tehnološka istraživanja i razvoj i planiraju da naduvaju cene.
Tesla je prva automobilska kompanija u industriji koja je počela masovno usvajanje jedinica s tečnim hlađenjem sa kompresorom. Trenutno ima više od 1.500 stanica za punjenje u Kini, sa ukupno 10.000 jedinica za punjenje. Tesla V3 superpunjač ima dizajn potpuno hlađen tekućinom, modul za punjenje hlađen tekućinom i pištolj za punjenje hlađen tekućinom. Jedan pištolj može napuniti do 250 kW/600 A, povećavajući domet za 250 kilometara za 15 minuta. Model V4 će se proizvoditi u serijama. Instalacija za punjenje također povećava snagu punjenja na 350 kW po pištolju.
Nakon toga, Porsche Taycan je predstavio prvu na svijetu visokonaponsku električnu arhitekturu od 800 V i podržava snažno brzo punjenje od 350 kW; Globalno ograničeno izdanje Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 ima struju do 600 A, napon do 800 V i vršnu snagu punjenja od 480 kW; vršni napon do 1000 V, struja do 600 A i vršna snaga punjenja 480 kW; Xiaopeng G9 je serijski automobil sa 800V silikonskom baterijom; karbidna naponska platforma i pogodna je za ultra-brzo punjenje od 480 kW.
Trenutno, najveće kompanije za proizvodnju punjača koje ulaze na domaće tržište superpunjača hlađenih tekućinom uglavnom uključuju Inkerui, Infineon Technology, ABB, Ruisu Intelligent Technology, Power Source, Star Charging, Te Laidian, itd.
Budući trend punjenja tečnog hlađenja
Područje hlađenja tekućinom s nadopunjavanjem je u povojima i ima veliki potencijal i široke razvojne perspektive. Tečno hlađenje je odlično rješenje za punjenje velike snage. Nema tehničkih problema u projektovanju i proizvodnji baterija za napajanje velike snage u zemlji i inostranstvu. Neophodno je riješiti pitanje kabelskog povezivanja od napajanja baterije za punjenje velike snage do pištolja za punjenje.
Međutim, stopa usvajanja šipova velike snage s tečnim hlađenjem u mojoj zemlji je još uvijek niska. To je zato što pištolji hlađeni tekućinom za punjenje imaju relativno visoku cijenu, a sistemi za brzo punjenje će otvoriti tržište vrijedno stotine milijardi dolara 2025. Prema javno dostupnim informacijama, prosječna cijena jedinica za punjenje je oko 0,4 RMB/ W.
Cijena jedinica za brzo punjenje od 240 kW procjenjuje se na oko 96.000 juana, prema cijenama tečnog hlađenja kablova za punjenje u Rifeng Co., Ltd. Na konferenciji za novinare, koja košta 20.000 juana po kompletu, pretpostavlja se da je punjač hlađen tekućinom. Cijena pištolja iznosi otprilike 21% cijene punjenja, što ga čini najskupljom komponentom nakon modula za punjenje. Kako se broj novih modela brzog punjenja povećava, očekuje se da će tržišna površina za baterije velike snage brzog punjenja u mojoj zemlji biti približno 133,4 milijarde juana do 2025.
U budućnosti će tehnologija dopunjavanja tekućim hlađenjem dodatno ubrzati prodor. Razvoj i implementacija moćne tehnologije kompresora hlađenog tekućinom još uvijek ima dug put. Ovo zahtijeva saradnju između automobilskih kompanija, kompanija za proizvodnju baterija, kompanija za gomilanje gomila i drugih strana.
Samo na taj način možemo bolje podržati razvoj kineske industrije električnih vozila, dalje promovirati pojednostavljeno punjenje i V2G, te promovirati uštedu energije i smanjenje emisija u pristupu s niskim udjelom ugljika. i zeleni razvoj, te ubrzati implementaciju strateškog cilja „dvostrukog ugljika“.
Vrijeme objave: 06.05.2024