Tecnologia de sobrecàrrega refrigerada per líquid: ajudeu el mercat de vehicles d'energia nova

sobrealimentador refrigerat per líquid-1

Amb el ràpid desenvolupament del mercat de vehicles elèctrics, els usuaris exigeixen cada cop més la gamma, la velocitat de càrrega, la comoditat de càrrega i altres aspectes. No obstant això, encara hi ha mancances i problemes d'incoherència en la infraestructura de càrrega a casa i a l'estranger, cosa que fa que els usuaris sovint es trobin amb problemes com ara la impossibilitat de trobar estacions de recàrrega adequades, temps d'espera llargs i un efecte de càrrega deficient quan viatgen.

Huawei Digital Energy va tuitejar: "El sobrealimentador complet refrigerat per líquid de Huawei ajuda a crear el Corredor Verd de Supercàrrega 318 Sichuan-Tibet d'alta qualitat a gran altitud i de càrrega ràpida". L'article assenyala que aquests terminals de recàrrega totalment refrigerats per líquid tenen les característiques següents:

1. La potència màxima de sortida és de 600KW i el corrent màxim és de 600A. Es coneix com "un quilòmetre per segon" i pot proporcionar la màxima potència de càrrega a gran altitud.

2. La tecnologia de refrigeració líquida completa garanteix l'alta fiabilitat de l'equip: a l'altiplà, pot suportar altes temperatures, alta humitat, pols i corrosió, i pot adaptar-se a diverses condicions de funcionament difícils de la línia.

3. Apte per a tots els models: el rang de càrrega és de 200-1000 V i la taxa d'èxit de càrrega pot arribar al 99%. Pot coincidir amb cotxes de passatgers com Tesla, Xpeng i Lili, així com amb vehicles comercials com Lalamove, i pot aconseguir: "Apropa't al cotxe, carrega'l, carrega'l i marxa".

La tecnologia de sobrealimentació refrigerada per líquid no només proporciona serveis i experiència d'alta qualitat als usuaris nacionals de vehicles d'energia nova, sinó que també ajudarà a ampliar i promoure encara més el mercat de vehicles d'energia nova. Aquest article us ajudarà a entendre la tecnologia de recàrrega de refrigeració líquida i analitzar-ne l'estat del mercat i les tendències futures.

 

Què és la sobrecàrrega de refrigeració líquida?

La recàrrega de refrigeració líquida s'aconsegueix creant un canal de circulació de líquid especial entre el cable i la pistola de càrrega. Aquest canal s'omple de líquid refrigerant per eliminar la calor. La bomba de potència afavoreix la circulació del refrigerant líquid, que pot dissipar eficaçment la calor generada durant el procés de càrrega. La part d'alimentació del sistema utilitza refrigeració líquida i està completament aïllada de l'entorn extern, complint per tant l'estàndard de disseny IP65. Al mateix temps, el sistema també utilitza un potent ventilador per reduir el soroll de dissipació de calor i millorar el respecte al medi ambient.

 

Característiques tècniques i avantatges de la refrigeració líquida sobrealimentada.

1. Major corrent i velocitat de càrrega més ràpida.

La sortida actual de la bateria de càrrega està limitada pel cable de la pistola de càrrega, que normalment utilitza cables de coure per transportar el corrent. Tanmateix, la calor generada per un cable és proporcional al quadrat del corrent, és a dir, a mesura que augmenta el corrent de càrrega, és més probable que el cable generi un excés de calor. Per reduir el problema del sobreescalfament del cable, s'ha d'augmentar l'àrea de la secció transversal del cable, però això també farà que la pistola de càrrega sigui més pesada. Per exemple, la pistola de càrrega estàndard nacional actual de 250 A normalment utilitza un cable de 80 mm², cosa que fa que la pistola de càrrega sigui més pesada i no sigui fàcil de doblegar.

Si necessiteu un corrent de càrrega més alt, un carregador de pistola dual és una solució viable, però només és adequat per a casos especials. La millor solució per a la càrrega d'alta corrent sol ser la tecnologia de pistola de càrrega refrigerada per líquid. Aquesta tecnologia refreda eficaçment l'interior de la pistola de càrrega, la qual cosa li permet gestionar corrents més altes sense sobreescalfar-se.

L'estructura interna de la pistola de càrrega refrigerada per líquid inclou cables i canonades d'aigua. Normalment, l'àrea de la secció transversal del cable de la pistola de càrrega refrigerat per líquid 500A és de només 35 mm² i la calor generada es dissipa efectivament pel flux de refrigerant a la canonada d'aigua. Com que el cable és més prim, una pistola de càrrega refrigerada per líquid és entre un 30 i un 40% més lleugera que una pistola de càrrega convencional.

A més, també s'ha d'utilitzar una pistola de càrrega refrigerada per líquid amb una unitat de refrigeració, que inclou dipòsits d'aigua, bombes d'aigua, radiadors, ventiladors i altres components. La bomba d'aigua s'encarrega de fer circular el refrigerant dins de la línia de broquets, transferir la calor al radiador i després bufar-lo amb el ventilador, proporcionant així una major capacitat de transport de corrent que els broquets convencionals refrigerats de manera natural.

2. El cable de la pistola és més lleuger i l'equip de càrrega és més lleuger.

3. Menys calor, ràpida dissipació de calor i alta seguretat.

Les calderes de càrrega convencionals i les calderes de càrrega semi-refrigerades per fluid solen utilitzar sistemes de rebuig de calor refrigerats per aire en què l'aire entra al cos de la caldera per un costat, elimina la calor generada pels components elèctrics i mòduls rectificadors i després surt del cos de la caldera. doblegar el cos cap a l'altre costat. No obstant això, aquest mètode d'eliminació de calor té alguns problemes perquè l'aire que entra a la pila pot contenir pols, esprai de sal i vapor d'aigua, i aquestes substàncies poden adherir-se a la superfície dels components interns, donant lloc a un rendiment d'aïllament reduït de la pila. sistemes i una eficiència de dissipació de calor reduïda, que redueix l'eficiència de càrrega i escurça la vida útil de l'equip.

Per a les calderes de càrrega convencionals i les calderes de càrrega semi-refrigerades per fluid, l'eliminació de calor i la protecció són dos conceptes contradictoris. Si el rendiment de protecció és important, el rendiment tèrmic pot ser limitat, i viceversa. Això complica el disseny d'aquestes piles i requereix una consideració completa de la dissipació de calor mentre es protegeix l'equip.

El bloc d'arrencada refrigerat per líquid utilitza un mòdul d'arrencada refrigerat per líquid. Aquest mòdul no té conductes d'aire a la part davantera o posterior. El mòdul utilitza refrigerant que circula per la placa de refrigeració líquida interna per intercanviar calor amb l'entorn extern, permetent que la secció de potència de la unitat d'arrencada aconsegueixi un disseny completament tancat. El radiador es col·loca a l'exterior de la pila i el refrigerant interior transfereix calor al radiador i després l'aire exterior s'emporta la calor de la superfície del radiador.

En aquest disseny, el mòdul de càrrega refrigerat per líquid i els accessoris elèctrics dins del bloc de càrrega estan completament aïllats de l'entorn extern, aconseguint un nivell de protecció IP65 i augmentant la fiabilitat del sistema.

4. Baix soroll de càrrega i major protecció.

Tant els sistemes de càrrega tradicionals com els refrigerats per líquid tenen mòduls de càrrega refrigerats per aire integrats. El mòdul està equipat amb diversos ventiladors petits d'alta velocitat que solen produir nivells de soroll superiors als 65 decibels durant el funcionament. A més, la pila de càrrega en si està equipada amb un ventilador de refrigeració. Actualment, els carregadors refrigerats per aire solen superar els 70 decibels quan funcionen a plena potència. Pot ser que això no es noti durant el dia, però a la nit pot causar encara més alteracions al medi ambient.

Per tant, l'augment del soroll de les estacions de recàrrega és la queixa més habitual dels operadors. Per resoldre aquest problema, els operadors han de prendre mesures correctores, però sovint són costoses i tenen una eficàcia limitada. En última instància, el funcionament limitat de potència pot ser l'única manera de reduir la interferència del soroll.

El bloc d'arrencada refrigerat per líquid adopta una estructura de dissipació de calor de doble circulació. El mòdul de refrigeració líquid intern fa circular el refrigerant per la bomba d'aigua per dissipar la calor i transferir la calor generada dins del mòdul al dissipador de calor amb aletes. Un gran ventilador o sistema d'aire condicionat amb baixa velocitat però gran volum d'aire s'utilitza fora del radiador per dissipar la calor de manera eficaç. Aquest tipus de ventilador de volum de baixa velocitat té un nivell de soroll relativament baix i és menys nociu que el soroll d'un ventilador petit d'alta velocitat.

A més, un sobrealimentador totalment refrigerat per líquid també pot tenir un disseny de dissipació de calor dividida, similar al principi dels aparells d'aire condicionat dividits. Aquest disseny protegeix la unitat de refrigeració de les persones i fins i tot pot intercanviar calor amb piscines, fonts, etc. per millorar la refrigeració i reduir els nivells de soroll.

5. Baix cost total de propietat.

Quan es considera el cost dels equips de càrrega a les estacions de recàrrega, s'ha de tenir en compte el cost total del cicle de vida (TCO) del carregador. Els sistemes de càrrega tradicionals que utilitzen mòduls de càrrega refrigerats per aire solen tenir una vida útil de menys de 5 anys, mentre que els terminis d'arrendament operatiu de les estacions de càrrega actuals solen ser d'entre 8 i 10 anys. Això vol dir que l'equip de càrrega s'ha de substituir almenys una vegada durant la vida útil de la instal·lació. En canvi, una caldera de càrrega totalment refrigerada per líquid pot tenir una vida útil d'almenys 10 anys, cobrint tot el cicle de vida de la central elèctrica. A més, a diferència del bloc d'arrencada d'un mòdul refrigerat per aire, que requereix obertura freqüent de l'armari per a l'eliminació de pols i manteniment, un bloc d'arrencada refrigerat per líquid només s'ha de rentar després que la pols s'hagi acumulat al dissipador de calor extern, cosa que dificulta el manteniment. . còmode.

Per tant, el cost total de propietat d'un sistema de càrrega refrigerat per líquid complet és inferior al d'un sistema de càrrega tradicional que utilitza mòduls de càrrega refrigerat per aire, i amb l'adopció generalitzada de sistemes refrigerats per líquid complet, els seus avantatges de rendibilitat es convertiran en més evident més evident.

sobrealimentador refrigerat per líquid

Defectes en la tecnologia de sobrealimentació de refrigeració líquida.

1. Mal equilibri tèrmic

El refredament líquid encara es basa en el principi d'intercanvi de calor a causa de les diferències de temperatura. Per tant, no es pot evitar el problema de la diferència de temperatura dins del mòdul de la bateria. Les diferències de temperatura poden provocar una sobrecàrrega, una sobrecàrrega o una baixa càrrega. Descàrrega de components individuals del mòdul durant la càrrega i descàrrega. La sobrecàrrega i la descàrrega excessiva de les bateries poden causar problemes de seguretat i escurçar la seva vida útil. La baixa càrrega i descàrrega redueixen la densitat d'energia de la bateria i escurcen el seu rang de funcionament.

2. La potència de transferència de calor és limitada.

La velocitat de càrrega de la bateria està limitada per la velocitat de dissipació de calor, en cas contrari, hi ha risc de sobreescalfament. La potència de transferència de calor de la refrigeració líquida de la placa freda està limitada per la diferència de temperatura i el cabal, i la diferència de temperatura controlada està estretament relacionada amb la temperatura ambient.

3. Hi ha un alt risc de fuga de temperatura.

La fuga tèrmica de la bateria es produeix quan la bateria genera una gran quantitat de calor en un període curt. A causa de la taxa limitada de dissipació de calor sensible a causa de les diferències de temperatura, una gran acumulació de calor provoca un creixement sobtat. temperatura, que provoca un cicle positiu entre l'escalfament de la bateria i l'augment de la temperatura, provocant explosions i incendis, a més de provocar una fuga tèrmica a les cèl·lules veïnes.

4. Gran consum d'energia paràsit.

La resistència del cicle de refrigeració líquida és alta, sobretot tenint en compte les limitacions del volum del mòdul de la bateria. El canal de flux de la placa freda sol ser petit. Quan la transferència de calor és gran, el cabal serà gran i la pèrdua de pressió al cicle serà gran. , i el consum d'energia serà gran, cosa que reduirà el rendiment de la bateria quan es sobrecarregui.

Estat del mercat i tendències de desenvolupament per a recàrregues de refrigeració líquida.

Estat del mercat

Segons les últimes dades de la Xina Charging Alliance, el febrer del 2023 hi havia 31.000 estacions de recàrrega públiques més que el gener del 2023, un 54,1% més que el febrer. Al febrer de 2023, les unitats membres de l'aliança van informar d'un total d'1.869 milions d'estacions de recàrrega públiques, incloses 796.000 estacions de recàrrega de CC i 1.072 milions d'estacions de recàrrega de CA.

A mesura que la taxa de penetració de vehicles d'energia nova continua augmentant i les instal·lacions de suport com ara piles de càrrega es desenvolupen ràpidament, la nova tecnologia de sobrealimentació refrigerada per líquid s'ha convertit en objecte de competència a la indústria. Moltes empreses de vehicles d'energia nova i empreses de muntatge també han començat a dur a terme investigació i desenvolupament tecnològic i tenen previst inflar els preus.

Tesla és la primera empresa d'automòbils de la indústria que comença l'adopció massiva d'unitats refrigerades per líquid sobrealimentades. Actualment ha desplegat més de 1.500 estacions de sobrealimentació a la Xina, amb un total de 10.000 unitats de sobrealimentació. El sobrealimentador Tesla V3 compta amb un disseny totalment refrigerat per líquid, un mòdul de càrrega refrigerat per líquid i una pistola de càrrega refrigerada per líquid. Una pistola pot carregar fins a 250 kW/600 A, augmentant l'autonomia en 250 quilòmetres en 15 minuts. El model V4 es produirà per lots. La instal·lació de càrrega també augmenta la potència de càrrega a 350 kW per pistola.

Posteriorment, el Porsche Taycan va presentar la primera arquitectura elèctrica d'alt voltatge de 800 V del món i admet una potent càrrega ràpida de 350 kW; L'edició limitada global Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 té un corrent de fins a 600 A, una tensió de fins a 800 V i una potència de càrrega màxima de 480 kW; tensió màxima de fins a 1000 V, corrent fins a 600 A i potència de càrrega màxima 480 kW; Xiaopeng G9 és un cotxe de producció amb una bateria de silici de 800 V; plataforma de tensió de carbur i és adequada per a una càrrega ultraràpida de 480 kW.

En l'actualitat, les principals empreses de fabricació de carregadors que entren al mercat nacional de sobrealimentadors refrigerats per líquid inclouen principalment Inkerui, Infineon Technology, ABB, Ruisu Intelligent Technology, Power Source, Star Charging, Te Laidian, etc.

 

La tendència futura de la recàrrega de refrigeració líquida

El camp de la refrigeració líquida sobrealimentada està en els seus inicis i té un gran potencial i àmplies perspectives de desenvolupament. La refrigeració líquida és una gran solució per a la càrrega d'alta potència. No hi ha problemes tècnics en el disseny i la producció de fonts d'alimentació de bateries de càrrega d'alta potència a casa i a l'estranger. Cal resoldre el problema de la connexió del cable des de la font d'alimentació de la bateria de càrrega d'alta potència fins a la pistola de càrrega.

Tanmateix, la taxa d'adopció de piles sobrealimentades refrigerades per líquid d'alta potència al meu país encara és baixa. Això es deu al fet que les pistoles de càrrega refrigerades per líquid tenen un cost relativament elevat i els sistemes de càrrega ràpida obriran un mercat per valor de centenars de milers de milions de dòlars el 2025. Segons la informació disponible públicament, el preu mitjà de les unitats de càrrega és d'uns 0,4 RMB/ W.

S'estima que el preu de les unitats de càrrega ràpida de 240 kW és d'uns 96.000 iuans, segons els preus dels cables de càrrega de refrigeració líquida a Rifeng Co., Ltd. A la conferència de premsa, que costa 20.000 iuans per joc, se suposa que el carregador és refrigerat per líquid. El cost de la pistola és aproximadament el 21% del cost de la pila de càrrega, el que la converteix en el component més car després del mòdul de càrrega. A mesura que augmenta el nombre de nous models de càrrega d'energia ràpida, s'espera que l'àrea de mercat de bateries de càrrega ràpida d'alta potència al meu país sigui d'aproximadament 133.400 milions de iuans el 2025.

En el futur, la tecnologia de recàrrega de refrigeració líquida accelerarà encara més la penetració. El desenvolupament i la implementació d'una potent tecnologia de sobrealimentació refrigerada per líquid encara té un llarg camí per recórrer. Això requereix la col·laboració entre empreses d'automòbils, empreses de bateries, empreses de muntatge i altres parts.

Només d'aquesta manera podrem donar suport millor al desenvolupament de la indústria del vehicle elèctric de la Xina, promoure encara més la càrrega racionalitzada i V2G, i promoure l'estalvi d'energia i la reducció d'emissions en un enfocament baix en carboni. i desenvolupament verd, i accelerar la implementació de l'objectiu estratègic del "doble carboni".


Hora de publicació: maig-06-2024