S rychlým rozvojem trhu s elektrickými vozidly kladou uživatelé stále vyšší požadavky na dojezd, rychlost nabíjení, pohodlí nabíjení a další aspekty. Stále však existují nedostatky a problémy s nejednotností v dobíjecí infrastruktuře doma i v zahraničí, což způsobuje, že uživatelé se často setkávají s problémy, jako je nemožnost najít vhodné dobíjecí stanice, dlouhé čekací doby a špatný efekt nabíjení při cestování.
Huawei Digital Energy tweetoval: „Úplný kapalinou chlazený kompresor Huawei pomáhá vytvářet vysoce kvalitní a rychle nabíjecí vysoce kvalitní 318 Sichuan-Tibet Supercharger Green Corridor.“ Článek uvádí, že tyto plně kapalinou chlazené dobíjecí terminály mají následující vlastnosti:
1. Maximální výstupní výkon je 600KW a maximální proud je 600A. Je známá jako „jeden kilometr za sekundu“ a může poskytnout maximální nabíjecí výkon ve vysokých nadmořských výškách.
2. Technologie úplného kapalinového chlazení zajišťuje vysokou spolehlivost zařízení: na plošině odolává vysokým teplotám, vysoké vlhkosti, prachu a korozi a dokáže se přizpůsobit různým obtížným provozním podmínkám linky.
3. Vhodné pro všechny modely: Rozsah nabíjení je 200-1000V a úspěšnost nabíjení může dosáhnout 99%. Může se vyrovnat osobním automobilům, jako jsou Tesla, Xpeng a Lili, i užitkovým vozidlům, jako je Lalamove, a může dosáhnout: „Přijděte k autu, nabijte ho, nabijte a jeďte.“
Technologie kapalinou chlazeného přeplňování nejen poskytuje vysoce kvalitní služby a zkušenosti domácím uživatelům nových energetických vozidel, ale také pomůže dále rozšiřovat a propagovat trh nových energetických vozidel. Tento článek vám pomůže pochopit technologii dobíjení kapalinového chlazení a analyzovat její stav na trhu a budoucí trendy.
Co je přetížení kapalinového chlazení?
Dobíjení kapalinového chlazení je dosaženo vytvořením speciálního kanálu pro cirkulaci kapaliny mezi kabelem a nabíjecí pistolí. Tento kanál je naplněn chladicí kapalinou pro odvod tepla. Čerpadlo podporuje cirkulaci kapalné chladicí kapaliny, která může účinně odvádět teplo vznikající během procesu nabíjení. Výkonová část systému využívá kapalinové chlazení a je zcela izolovaná od vnějšího prostředí, čímž splňuje designový standard IP65. Systém zároveň využívá také výkonný ventilátor pro snížení hluku způsobeného odvodem tepla a zlepšení šetrnosti k životnímu prostředí.
Technické vlastnosti a výhody přeplňovaného kapalinového chlazení.
1. Vyšší proud a vyšší rychlost nabíjení.
Proudový výstup nabíjecí baterie je omezen drátem nabíjecí pistole, který k přenosu proudu obvykle používá měděné kabely. Teplo generované kabelem je však úměrné druhé mocnině proudu, což znamená, že jak se nabíjecí proud zvyšuje, je pravděpodobnější, že kabel bude generovat přebytečné teplo. Aby se snížil problém s přehříváním kabelu, musí být zvětšena plocha průřezu drátu, ale také bude nabíjecí pistole těžší. Například současná národní standardní 250A nabíjecí pistole obvykle používá 80mm² kabel, díky čemuž je nabíjecí pistole celkově těžší a není snadné ji ohnout.
Pokud potřebujete dosáhnout vyššího nabíjecího proudu, je schůdným řešením duální nabíječka pistolí, která je však vhodná pouze pro speciální případy. Nejlepším řešením pro vysokoproudé nabíjení je obvykle kapalinou chlazená nabíjecí pistole. Tato technologie účinně ochlazuje vnitřek nabíjecí pistole, což jí umožňuje zvládat vyšší proudy bez přehřívání.
Vnitřní struktura kapalinou chlazené nabíjecí pistole obsahuje kabely a vodovodní potrubí. Typicky je průřez kabelu 500A kapalinou chlazené nabíjecí pistole pouze 35 mm² a generované teplo je efektivně odváděno proudem chladicí kapaliny ve vodním potrubí. Protože je kabel tenčí, kapalinou chlazená nabíjecí pistole je o 30 až 40 % lehčí než běžná nabíjecí pistole.
Kapalinou chlazená nabíjecí pistole musí být navíc použita s chladicí jednotkou, která zahrnuje vodní nádrže, vodní čerpadla, radiátory, ventilátory a další komponenty. Vodní čerpadlo je zodpovědné za cirkulaci chladicí kapaliny uvnitř potrubí trysek, přenos tepla do chladiče a jeho následné vyfukování ventilátorem, čímž poskytuje větší proudovou kapacitu než běžné přirozeně chlazené trysky.
2. Šňůra pistole je lehčí a nabíjecí zařízení lehčí.
3. Méně tepla, rychlý odvod tepla a vysoká bezpečnost.
Konvenční nakládací kotle a polokapalinou chlazené nakládací kotle typicky používají vzduchem chlazené systémy odvodu tepla, ve kterých vzduch vstupuje do kotlového tělesa z jedné strany, odebírá teplo generované elektrickými součástmi a moduly usměrňovače a poté opouští kotlové těleso. přeložte tělo na druhou stranu. Tento způsob odvodu tepla má však určité problémy, protože vzduch vstupující do vlasu může obsahovat prach, solnou mlhu a vodní páru a tyto látky mohou ulpívat na povrchu vnitřních součástí, což má za následek snížené izolační vlastnosti vlasu. systémy a snížená účinnost odvodu tepla, což snižuje účinnost nabíjení a zkracuje životnost zařízení.
U konvenčních nabíjecích kotlů a polokapalinou chlazených nakládacích kotlů jsou odvod tepla a ochrana dva protichůdné pojmy. Pokud je ochranný výkon důležitý, tepelný výkon může být omezený a naopak. To komplikuje konstrukci takových pilot a vyžaduje plné zohlednění odvodu tepla při ochraně zařízení.
Kapalinou chlazený zaváděcí blok používá kapalinou chlazený spouštěcí modul. Tento modul nemá vpředu ani vzadu žádné vzduchové kanály. Modul využívá chladicí kapalinu cirkulující přes vnitřní desku kapalinového chlazení k výměně tepla s vnějším prostředím, což umožňuje výkonové části zavazadlového prostoru dosáhnout zcela uzavřené konstrukce. Radiátor je umístěn na vnější straně hromádky a chladicí kapalina uvnitř předává teplo chladiči a poté venkovní vzduch odvádí teplo z povrchu chladiče.
V tomto provedení jsou kapalinou chlazený nabíjecí modul a elektrické příslušenství uvnitř nabíjecího bloku zcela izolovány od vnějšího prostředí, čímž je dosaženo úrovně ochrany IP65 a zvyšuje se spolehlivost systému.
4. Nízká hlučnost při nabíjení a vyšší ochrana.
Tradiční i kapalinou chlazené nabíjecí systémy mají vestavěné vzduchem chlazené nabíjecí moduly. Modul je vybaven několika vysokorychlostními malými ventilátory, které během provozu obvykle produkují hladinu hluku přes 65 decibelů. Samotná nabíjecí hromádka je navíc vybavena chladicím ventilátorem. V současné době vzduchem chlazené nabíječky často překračují 70 decibelů při provozu na plný výkon. Ve dne to nemusí být patrné, ale v noci to může způsobit ještě větší narušení životního prostředí.
Nejčastější stížností operátorů je proto zvýšený hluk z dobíjecích stanic. K vyřešení tohoto problému musí provozovatelé přijmout nápravná opatření, která jsou však často nákladná a mají omezenou účinnost. Jediným způsobem, jak snížit rušení šumem, může být nakonec provoz s omezeným výkonem.
Kapalinou chlazený zaváděcí blok využívá strukturu pro odvod tepla s dvojitou cirkulací. Vnitřní modul chlazení kapalinou cirkuluje chladicí kapalinu vodním čerpadlem, aby odvádělo teplo a přenášelo teplo generované uvnitř modulu do žebrovaného chladiče. Velký ventilátor nebo klimatizační systém s nízkou rychlostí, ale velkým objemem vzduchu se používá vně chladiče, aby účinně odváděl teplo. Tento typ nízkorychlostního ventilátoru má relativně nízkou hladinu hluku a je méně škodlivý než hluk vysokorychlostního malého ventilátoru.
Plně kapalinou chlazené kompresorové dmychadlo může mít navíc konstrukci děleného odvodu tepla, podobně jako princip dělených klimatizací. Tato konstrukce chrání chladicí jednotku před lidmi a může dokonce vyměňovat teplo s bazény, fontánami atd. pro lepší chlazení a snížení hladiny hluku.
5. Nízké celkové náklady na vlastnictví.
Při zvažování nákladů na nabíjecí zařízení na nabíjecích stanicích je třeba vzít v úvahu celkové náklady na životní cyklus (TCO) nabíječky. Tradiční nabíjecí systémy využívající vzduchem chlazené nabíjecí moduly mají obvykle životnost méně než 5 let, zatímco současná doba operativního pronájmu nabíjecí stanice je obvykle 8–10 let. To znamená, že nabíjecí zařízení musí být vyměněno alespoň jednou za životnost zařízení. Naproti tomu plně kapalinou chlazený nabíjecí kotel může mít životnost minimálně 10 let, pokrývající celý životní cyklus elektrárny. Navíc, na rozdíl od zaváděcího bloku vzduchem chlazeného modulu, který vyžaduje časté otevírání skříně kvůli odstraňování prachu a údržbě, kapalinou chlazený zaváděcí blok stačí propláchnout až poté, co se prach nahromadí na externím chladiči, což ztěžuje údržbu. . komfortní.
Proto jsou celkové náklady na vlastnictví plně kapalinou chlazeného nabíjecího systému nižší než u tradičního nabíjecího systému využívajícího vzduchem chlazené nabíjecí moduly a s rozšířeným přijetím plně kapalinou chlazených systémů se stanou jeho výhodami z hlediska nákladové efektivity. zřetelnější zřetelnější.
Vady v technologii přeplňování kapalinovým chlazením.
1. Špatná tepelná bilance
Kapalinové chlazení je stále založeno na principu výměny tepla vlivem teplotních rozdílů. Proto se nelze vyhnout problému teplotního rozdílu uvnitř bateriového modulu. Teplotní rozdíly mohou vést k přebití, přebití nebo nedostatečnému nabití. Vybíjení jednotlivých komponent modulu při nabíjení a vybíjení. Přebíjení a nadměrné vybíjení baterií může způsobit problémy s bezpečností baterie a zkrátit životnost baterie. Podbíjení a vybíjení snižuje hustotu energie baterie a zkracuje její provozní dosah.
2. Výkon přenosu tepla je omezený.
Rychlost nabíjení baterie je omezena rychlostí rozptylu tepla, jinak hrozí přehřátí. Síla přenosu tepla kapalinového chlazení studenými deskami je omezena teplotním rozdílem a průtokem a řízený teplotní rozdíl úzce souvisí s okolní teplotou.
3. Existuje vysoké riziko teplotního úniku.
K tepelnému úniku baterie dochází, když baterie během krátké doby vygeneruje velké množství tepla. Vzhledem k omezené rychlosti citelného odvodu tepla v důsledku teplotních rozdílů má velká akumulace tepla za následek náhlý růst. teplota, což má za následek pozitivní cyklus mezi zahřátím baterie a zvýšením teploty, což způsobí výbuchy a požáry a také vede k tepelnému úniku v sousedních článcích.
4. Velká parazitní spotřeba energie.
Odolnost cyklu kapalinového chlazení je vysoká, zejména s ohledem na omezení objemu bateriového modulu. Průtokový kanál studené desky je obvykle malý. Když je přenos tepla velký, průtok bude velký a tlaková ztráta v cyklu bude velká. a spotřeba energie bude velká, což sníží výkon baterie při přebíjení.
Stav trhu a vývojové trendy náplní pro kapalinové chlazení.
Stav na trhu
Podle nejnovějších údajů China Charging Alliance bylo v únoru 2023 o 31 000 veřejných dobíjecích stanic více než v lednu 2023, což je o 54,1 % více než v únoru. K únoru 2023 hlásily členské jednotky aliance celkem 1,869 milionu veřejných dobíjecích stanic, včetně 796 000 DC nabíjecích stanic a 1,072 milionu AC nabíjecích stanic.
Vzhledem k tomu, že míra penetrace nových energetických vozidel neustále roste a podpůrná zařízení, jako jsou nakládací hromady, se rychle rozvíjejí, nová technologie kapalinou chlazeného přeplňování se stala předmětem konkurence v tomto odvětví. Mnoho společností zabývajících se novými energetickými vozidly a pilotních společností také začalo provádět technologický výzkum a vývoj a plánují nafouknout ceny.
Tesla je první automobilkou v oboru, která zahájila masové přijímání přeplňovaných kapalinou chlazených jednotek. V současné době rozmístila v Číně více než 1 500 přeplňovacích stanic s celkovým počtem 10 000 přeplňovacích jednotek. Supercharger Tesla V3 se vyznačuje zcela kapalinou chlazeným designem, kapalinou chlazeným nabíjecím modulem a kapalinou chlazenou nabíjecí pistolí. Jedna pistole dokáže nabít až 250 kW/600 A, čímž se dojezd zvýší o 250 kilometrů za 15 minut. Model V4 se bude vyrábět sériově. Nabíjecí instalace také zvyšuje nabíjecí výkon na 350 kW na pistoli.
Následně Porsche Taycan představilo jako první na světě 800 V vysokonapěťovou elektrickou architekturu a podporuje výkonné rychlonabíjení o výkonu 350 kW; Globální limitovaná edice Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 má proud až 600 A, napětí až 800 V a špičkový nabíjecí výkon 480 kW; špičkové napětí do 1000 V, proud do 600 A a špičkový nabíjecí výkon 480 kW; Xiaopeng G9 je sériový vůz s 800V silikonovou baterií; karbidová napěťová platforma a je vhodná pro ultrarychlé nabíjení 480 kW.
V současné době mezi hlavní společnosti vyrábějící nabíječky vstupující na domácí trh kapalinou chlazených kompresorů patří především Inkerui, Infineon Technology, ABB, Ruisu Intelligent Technology, Power Source, Star Charging, Te Laidian atd.
Budoucí trend chlazení kapalinou
Oblast přeplňovaného kapalinového chlazení je v plenkách a má velký potenciál a široké vyhlídky rozvoje. Kapalinové chlazení je skvělým řešením pro vysoce výkonné nabíjení. Při návrhu a výrobě vysokovýkonných nabíjecích bateriových zdrojů doma i v zahraničí nevznikají žádné technické problémy. Je nutné vyřešit otázku kabelového připojení od napájení vysokovýkonné nabíjecí baterie k nabíjecí pistoli.
Nicméně míra přijetí vysoce výkonných kapalinou chlazených přeplňovaných pilotů v mé zemi je stále nízká. Kapalinou chlazené nabíjecí pistole totiž mají poměrně vysokou cenu a rychlonabíjecí systémy otevřou trh v hodnotě stovek miliard dolarů v roce 2025. Podle veřejně dostupných informací je průměrná cena nabíjecích jednotek cca 0,4 RMB/ W.
Cena 240kW rychlonabíjecích jednotek se odhaduje na přibližně 96 000 juanů, podle cen nabíjecích kabelů s kapalinovým chlazením ve společnosti Rifeng Co., Ltd. Na tiskové konferenci, která stojí 20 000 juanů za sadu, se předpokládá, že nabíječka je kapalinou chlazené. Cena pistole je přibližně 21 % nákladů na nabíjecí hromadu, což z ní dělá nejdražší součást po nabíjecím modulu. Vzhledem k tomu, že se počet nových modelů rychlého nabíjení zvyšuje, očekává se, že oblast trhu pro vysoce výkonné rychle nabíjecí baterie v mé zemi bude do roku 2025 činit přibližně 133,4 miliardy juanů.
V budoucnu technologie dobíjení kapalinovým chlazením dále urychlí penetraci. Vývoj a implementace výkonné technologie kapalinou chlazeného přeplňování má před sebou ještě dlouhou cestu. To vyžaduje spolupráci mezi automobilovými společnostmi, společnostmi zabývajícími se bateriemi, pilotními společnostmi a dalšími stranami.
Pouze tímto způsobem můžeme lépe podporovat rozvoj čínského průmyslu elektrických vozidel, dále podporovat efektivnější nabíjení a V2G a podporovat úsporu energie a snižování emisí v rámci nízkouhlíkového přístupu. a zelený rozvoj a urychlit realizaci strategického cíle „dvojího uhlíku“.
Čas odeslání: květen-06-2024