فن آوری سوپرشارژ خنک کننده مایع: به بازار خودروهای انرژی جدید کمک کنید

با توسعه سریع بازار خودروهای الکتریکی، کاربران به طور فزاینده ای تقاضاهای زیادی در مورد برد، سرعت شارژ، راحتی شارژ و سایر جنبه ها دارند. با این حال، هنوز کاستی ها و مسائل ناهماهنگی در زیرساخت شارژ در داخل و خارج از کشور وجود دارد که باعث می شود کاربران اغلب با مشکلاتی مانند ناتوانی در یافتن ایستگاه های شارژ مناسب، زمان انتظار طولانی و اثر ضعیف شارژ در هنگام سفر مواجه شوند.

هواوی دیجیتال انرژی در توییتی نوشت: «سوپرشارژر کامل هواوی با خنک‌کننده مایع به ایجاد کریدور سبز سوپرشارژ 318 سیچوان-تبت در ارتفاع بالا و شارژ سریع با کیفیت بالا کمک می‌کند.» این مقاله خاطرنشان می‌کند که این پایانه‌های شارژ کاملاً با مایع خنک‌شونده دارای ویژگی‌های زیر هستند:

1. حداکثر توان خروجی 600KW و حداکثر جریان 600A است. به عنوان "یک کیلومتر در ثانیه" شناخته می شود و می تواند حداکثر قدرت شارژ را در ارتفاعات بالا ارائه دهد.

2. فن آوری خنک کننده مایع کامل، قابلیت اطمینان بالای تجهیزات را تضمین می کند: در فلات، می تواند در برابر درجه حرارت بالا، رطوبت بالا، گرد و غبار و خوردگی مقاومت کند و می تواند با شرایط مختلف عملیات خط دشوار سازگار شود.

3. مناسب برای همه مدل ها: محدوده شارژ 200-1000 ولت است و میزان موفقیت شارژ می تواند به 99٪ برسد. این می تواند با خودروهای سواری مانند تسلا، اکسپنگ، و لیلی و همچنین خودروهای تجاری مانند لالاموو مطابقت داشته باشد و می تواند به این موارد دست پیدا کند: «به سمت ماشین بروید، آن را شارژ کنید، آن را شارژ کنید و بروید».

فن آوری سوپرشارژ با خنک کننده مایع نه تنها خدمات و تجربه با کیفیت بالا را به کاربران داخلی وسایل نقلیه انرژی جدید ارائه می دهد، بلکه به گسترش و ارتقای بیشتر بازار خودروهای انرژی جدید نیز کمک خواهد کرد. این مقاله به شما کمک می کند تا فناوری شارژ مایع خنک کننده را درک کنید و وضعیت بازار و روندهای آینده آن را تجزیه و تحلیل کنید.

اضافه شارژ مایع خنک کننده چیست؟

شارژ مایع خنک کننده با ایجاد یک کانال مخصوص گردش مایع بین کابل و تفنگ شارژ به دست می آید. این کانال با مایع خنک کننده برای حذف گرما پر می شود. پمپ قدرت گردش مایع خنک کننده را تقویت می کند، که می تواند به طور موثر گرمای تولید شده در طول فرآیند شارژ را دفع کند. بخش برق سیستم از خنک کننده مایع استفاده می کند و کاملاً از محیط خارجی جدا شده است، بنابراین استاندارد طراحی IP65 را دارد. در عین حال، این سیستم همچنین از یک فن قدرتمند برای کاهش صدای اتلاف گرما و بهبود سازگاری با محیط استفاده می کند.

مشخصات فنی و مزایای خنک کننده مایع سوپرشارژ.

1. جریان بالاتر و سرعت شارژ سریعتر.

خروجی جریان باتری شارژ توسط سیم تفنگ شارژ محدود می شود که معمولاً از کابل های مسی برای انتقال جریان استفاده می کند. با این حال، گرمای تولید شده توسط کابل متناسب با مجذور جریان است، به این معنی که با افزایش جریان شارژ، کابل به احتمال زیاد گرمای اضافی تولید می کند. برای کاهش مشکل گرمای بیش از حد کابل، سطح مقطع سیم باید افزایش یابد، اما این کار باعث سنگین تر شدن تفنگ شارژ نیز می شود. به عنوان مثال، تفنگ شارژ استاندارد ملی فعلی 250A معمولاً از یک کابل 80 میلی‌متر مربعی استفاده می‌کند که باعث می‌شود تفنگ شارژ به طور کلی سنگین‌تر شود و خم شدن آن آسان نباشد.

اگر نیاز به دستیابی به جریان شارژ بالاتری دارید، شارژر دو تفنگی راه حل مناسبی است، اما این تنها برای موارد خاص مناسب است. بهترین راه حل برای شارژ با جریان بالا معمولاً فناوری تفنگ شارژ مایع خنک‌شده است. این فناوری به طور موثر داخل تفنگ شارژ را خنک می کند و به آن اجازه می دهد تا جریان های بالاتر را بدون گرم شدن بیش از حد کنترل کند.

ساختار داخلی تفنگ شارژ مایع خنک کننده شامل کابل ها و لوله های آب است. به طور معمول، سطح مقطع کابل تفنگ شارژ مایع 500A تنها 35 میلی متر مربع است و گرمای تولید شده به طور موثر توسط جریان خنک کننده در لوله آب دفع می شود. از آنجایی که کابل نازک‌تر است، یک تپانچه شارژ مایع 30 تا 40 درصد سبک‌تر از یک تپانچه شارژ معمولی است.

علاوه بر این، یک تفنگ شارژ مایع خنک‌شده نیز باید همراه با واحد خنک‌کننده استفاده شود که شامل مخازن آب، پمپ‌های آب، رادیاتورها، فن‌ها و سایر اجزا است. پمپ آب وظیفه گردش مایع خنک کننده را در داخل خط نازل، انتقال گرما به رادیاتور و سپس دمیدن آن با فن بر عهده دارد و در نتیجه ظرفیت حمل جریان بیشتری نسبت به نازل های معمولی خنک کننده طبیعی دارد.

2. سیم اسلحه سبک تر و تجهیزات شارژ سبک تر است.

3. گرمای کمتر، اتلاف سریع گرما و ایمنی بالا.

بویلرهای بارگیری معمولی و دیگ های بارگیری نیمه سیال معمولاً از سیستم های دفع حرارت با هوا خنک استفاده می کنند که در آن هوا از یک طرف وارد بدنه دیگ می شود، گرمای تولید شده توسط اجزای الکتریکی و ماژول های یکسو کننده را حذف می کند و سپس از بدنه دیگ خارج می شود. بدن را به طرف دیگر تا کنید. اما این روش حذف حرارت دارای مشکلاتی است زیرا هوای ورودی به شمع ممکن است حاوی گرد و غبار، اسپری نمک و بخار آب باشد و این مواد ممکن است به سطح اجزای داخلی بچسبند و در نتیجه عملکرد عایق شمع کاهش یابد. سیستم ها و کاهش راندمان اتلاف گرما، که باعث کاهش راندمان شارژ و کوتاه شدن عمر تجهیزات می شود.

برای دیگ های شارژ معمولی و دیگ های بارگیری نیمه سیال خنک کننده، حذف حرارت و حفاظت دو مفهوم متناقض هستند. اگر عملکرد حفاظتی مهم باشد، عملکرد حرارتی ممکن است محدود شود و بالعکس. این امر طراحی چنین شمع هایی را پیچیده می کند و نیاز به توجه کامل به اتلاف گرما در حین محافظت از تجهیزات دارد.

بلوک بوت تمام مایع خنک شده از یک ماژول بوت خنک کننده مایع استفاده می کند. این ماژول هیچ کانال هوا در جلو یا عقب ندارد. این ماژول از مایع خنک‌کننده استفاده می‌کند که از طریق صفحه خنک‌کننده مایع داخلی به گردش در می‌آید تا گرما را با محیط خارجی مبادله کند و به بخش برق واحد بوت اجازه می‌دهد تا به طراحی کاملاً بسته دست یابد. رادیاتور در قسمت بیرونی شمع قرار می گیرد و خنک کننده داخل آن گرما را به رادیاتور منتقل می کند و سپس هوای بیرون گرما را از سطح رادیاتور می برد.

در این طرح، ماژول شارژ مایع خنک‌شده و لوازم الکتریکی داخل بلوک شارژ کاملاً از محیط خارجی جدا شده‌اند و به سطح حفاظت IP65 و افزایش قابلیت اطمینان سیستم دست می‌یابند.

4. صدای شارژ کم و حفاظت بالاتر.

هر دو سیستم شارژ سنتی و مایع خنک کننده دارای ماژول های شارژ با هوا خنک هستند. این ماژول مجهز به چندین فن کوچک پرسرعت است که معمولاً در حین کار، صدایی بیش از 65 دسی بل تولید می کنند. علاوه بر این، خود شمع شارژ مجهز به فن خنک کننده است. در حال حاضر، شارژرهای هوا خنک اغلب در هنگام کار با تمام توان از 70 دسی بل فراتر می روند. این ممکن است در روز قابل توجه نباشد، اما در شب می تواند باعث اختلال بیشتر در محیط شود.

بنابراین افزایش صدای ایستگاه های شارژ رایج ترین شکایت اپراتورها است. برای حل این مشکل، اپراتورها باید اقدامات اصلاحی انجام دهند، اما این اقدامات اغلب پرهزینه هستند و اثربخشی محدودی دارند. در نهایت، عملکرد محدود قدرت ممکن است تنها راه برای کاهش تداخل نویز باشد.

بلوک بوت تمام مایع خنک‌شده از ساختار اتلاف حرارت با گردش دوگانه استفاده می‌کند. ماژول خنک کننده مایع داخلی مایع خنک کننده را از طریق پمپ آب به گردش در می آورد تا گرما را دفع کند و گرمای تولید شده در داخل ماژول را به هیت سینک پره دار منتقل کند. یک فن بزرگ یا سیستم تهویه مطبوع با سرعت کم اما حجم هوای بالا در خارج از رادیاتور برای دفع موثر گرما استفاده می شود. این نوع از فن های ولوم سرعت پایین صدای نسبتا کمی دارد و نسبت به صدای فن های کوچک پرسرعت آسیب کمتری دارد.

علاوه بر این، یک سوپرشارژر کاملاً خنک با مایع نیز ممکن است دارای طراحی اتلاف گرمای تقسیم شده باشد، مشابه اصل تهویه مطبوع اسپلیت. این طراحی از واحد خنک کننده در برابر افراد محافظت می کند و حتی می تواند برای خنک شدن بهتر و کاهش سطح صدا، گرما را با استخر، آبنما و ... تبادل کند.

5. کم هزینه کل مالکیت.

هنگام در نظر گرفتن هزینه تجهیزات شارژ در ایستگاه های شارژ، هزینه کل چرخه عمر (TCO) شارژر باید در نظر گرفته شود. سیستم‌های شارژ سنتی که از ماژول‌های شارژ هوا خنک استفاده می‌کنند معمولاً عمر مفیدی کمتر از 5 سال دارند، در حالی که شرایط اجاره فعلی ایستگاه شارژ معمولاً 8 تا 10 سال است. این بدان معناست که تجهیزات شارژ باید حداقل یک بار در طول عمر تاسیسات تعویض شوند. در مقابل، یک دیگ شارژ کاملاً خنک با مایع می تواند حداقل 10 سال عمر مفید داشته باشد و کل چرخه عمر نیروگاه را پوشش دهد. بعلاوه، بر خلاف بوت بلوک ماژول با هوا خنک، که به باز کردن مکرر کابینت برای حذف گرد و غبار و نگهداری نیاز دارد، یک بلوک بوت تمام مایع خنک‌شده فقط باید پس از جمع شدن گرد و غبار روی هیت سینک خارجی شسته شود و تعمیر و نگهداری را دشوار می‌کند. . راحت

بنابراین، هزینه کل مالکیت یک سیستم شارژ کامل با خنک کننده مایع کمتر از سیستم شارژ سنتی با استفاده از ماژول های شارژ با هوا خنک است و با استفاده گسترده از سیستم های کامل خنک کننده مایع، مزایای مقرون به صرفه بودن آن تبدیل خواهد شد. آشکارتر آشکارتر

نقص در فن آوری سوپرشارژ خنک کننده مایع.

1. تعادل حرارتی ضعیف

خنک کننده مایع به دلیل تفاوت دما هنوز بر اساس اصل تبادل حرارت است. بنابراین نمی توان از مشکل اختلاف دمای داخل ماژول باتری جلوگیری کرد. تفاوت دما ممکن است منجر به شارژ بیش از حد، شارژ بیش از حد یا کم شارژ شود. تخلیه تک تک اجزای ماژول در هنگام شارژ و دشارژ. شارژ و تخلیه بیش از حد باتری ها می تواند باعث مشکلات ایمنی باتری و کاهش عمر باتری شود. شارژ و دشارژ کم، چگالی انرژی باتری را کاهش داده و برد عملکرد آن را کوتاه می کند.

2. قدرت انتقال حرارت محدود است.

سرعت شارژ باتری با سرعت اتلاف گرما محدود می شود، در غیر این صورت، خطر داغ شدن بیش از حد وجود دارد. قدرت انتقال حرارت خنک کننده مایع صفحه سرد توسط اختلاف دما و سرعت جریان محدود می شود و اختلاف دمای کنترل شده ارتباط نزدیکی با دمای محیط دارد.

3. خطر فرار دما زیاد است.

فرار حرارتی باتری زمانی اتفاق می افتد که باتری در مدت زمان کوتاهی مقدار زیادی گرما تولید کند. با توجه به سرعت محدود اتلاف حرارت محسوس به دلیل اختلاف دما، تجمع گرمای زیاد منجر به رشد ناگهانی می شود. دما، که منجر به یک چرخه مثبت بین گرم شدن باتری و افزایش دما می شود و باعث انفجار و آتش سوزی می شود و همچنین منجر به فرار حرارتی در سلول های همسایه می شود.

4. مصرف برق انگلی بزرگ.

مقاومت چرخه خنک کننده مایع بالا است، به خصوص با توجه به محدودیت های حجم ماژول باتری. کانال جریان صفحه سرد معمولا کوچک است. وقتی انتقال حرارت زیاد باشد، سرعت جریان زیاد خواهد بود و افت فشار در چرخه زیاد خواهد بود. و مصرف برق زیاد خواهد بود که باعث کاهش عملکرد باتری در هنگام شارژ بیش از حد می شود.

وضعیت بازار و روند توسعه برای شارژ مجدد خنک کننده مایع.

وضعیت بازار

طبق آخرین داده های اتحادیه شارژ چین، در فوریه 2023، 31000 ایستگاه شارژ عمومی بیشتر از ژانویه 2023 وجود داشت که 54.1 درصد نسبت به فوریه افزایش داشت. تا فوریه 2023، واحدهای عضو اتحاد مجموعاً 1.869 میلیون ایستگاه شارژ عمومی شامل 796000 ایستگاه شارژ DC و 1.072 میلیون ایستگاه شارژ AC را گزارش کردند.

از آنجایی که ضریب نفوذ وسایل نقلیه با انرژی جدید همچنان در حال افزایش است و امکانات پشتیبانی مانند شمع های بارگیری به سرعت در حال توسعه است، فناوری جدید سوپرشارژ با خنک کننده مایع به موضوع رقابت در صنعت تبدیل شده است. بسیاری از شرکت های خودروهای انرژی نو و شرکت های شمع سازی نیز شروع به انجام تحقیقات و توسعه فناوری و برنامه ریزی برای افزایش قیمت ها کرده اند.

تسلا اولین شرکت خودروسازی در صنعت است که شروع به پذیرش انبوه واحدهای خنک‌کننده مایع سوپرشارژ کرد. این شرکت در حال حاضر بیش از 1500 ایستگاه سوپرشارژ را در چین مستقر کرده است که در مجموع 10000 واحد سوپرشارژ دارد. سوپرشارژر تسلا V3 دارای طراحی تمام مایع خنک کننده، یک ماژول شارژ مایع خنک کننده و یک تفنگ شارژ مایع خنک کننده است. یک تپانچه می تواند تا 250 کیلووات/600 آمپر را شارژ کند و در 15 دقیقه برد را 250 کیلومتر افزایش دهد. مدل V4 به صورت دسته ای تولید خواهد شد. نصب شارژ نیز قدرت شارژ را به 350 کیلو وات در هر تفنگ افزایش می دهد.

پس از آن، پورشه تایکان اولین معماری الکتریکی ولتاژ بالا 800 ولتی جهان را معرفی کرد و از شارژ سریع قدرتمند 350 کیلوواتی پشتیبانی می‌کند. نسخه محدود جهانی Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 دارای جریان تا 600 آمپر، ولتاژ تا 800 ولت و حداکثر توان شارژ 480 کیلووات است. حداکثر ولتاژ تا 1000 ولت، جریان تا 600 آمپر و حداکثر توان شارژ 480 کیلو وات؛ Xiaopeng G9 یک خودروی تولیدی با باتری سیلیکونی 800 ولت است. پلت فرم ولتاژ کاربید و برای شارژ فوق سریع 480 کیلو وات مناسب است.

در حال حاضر، شرکت های اصلی تولید شارژر که وارد بازار سوپرشارژرهای خنک کننده مایع داخلی می شوند، عمدتاً شامل Inkerui، Infineon Technology، ABB، Ruisu Intelligent Technology، Power Source، Star Charging، Te Laidian و غیره هستند.

روند آینده شارژ خنک کننده مایع

حوزه خنک کننده مایع سوپرشارژ در مراحل ابتدایی خود است و پتانسیل بالایی دارد و چشم انداز توسعه گسترده ای دارد. خنک کننده مایع یک راه حل عالی برای شارژ با قدرت بالا است. هیچ مشکل فنی در طراحی و تولید منبع تغذیه باطری شارژ با توان بالا در داخل و خارج از کشور وجود ندارد. حل مشکل اتصال کابل از منبع تغذیه باتری شارژ پرقدرت به تفنگ شارژ ضروری است.

با این حال، نرخ پذیرش شمع‌های سوپرشارژ با مایع خنک‌شونده با قدرت بالا در کشور من هنوز پایین است. دلیل این امر این است که تپانچه های شارژ مایع خنک شونده هزینه نسبتا بالایی دارند و سیستم های شارژ سریع بازاری به ارزش صدها میلیارد دلار را در سال 2025 باز خواهند کرد. بر اساس اطلاعات در دسترس عموم، میانگین قیمت واحدهای شارژ حدود 0.4 RMB/ دبلیو

قیمت واحدهای شارژ سریع 240 کیلوواتی حدود 96000 یوان تخمین زده می شود، با توجه به قیمت کابل های شارژ خنک کننده مایع در Rifeng Co., Ltd. در کنفرانس مطبوعاتی که هزینه هر مجموعه 20000 یوان است، فرض می شود که شارژر مایع خنک شده هزینه تفنگ تقریباً 21٪ از هزینه شمع شارژ است که آن را به گرانترین قطعه بعد از ماژول شارژ تبدیل می کند. با افزایش تعداد مدل‌های شارژ سریع با انرژی جدید، انتظار می‌رود که تا سال 2025، منطقه بازار باتری‌های پرقدرت شارژ سریع در کشور من تقریباً 133.4 میلیارد یوان باشد.

در آینده، فناوری شارژ مایع خنک کننده، نفوذ را تسریع خواهد کرد. توسعه و اجرای فن آوری قدرتمند سوپرشارژ با خنک کننده مایع هنوز راه درازی در پیش دارد. این امر مستلزم همکاری بین شرکت‌های خودروسازی، شرکت‌های باتری، شرکت‌های شمع‌سازی و سایر طرف‌ها است.

تنها از این طریق می‌توانیم از توسعه صنعت خودروهای الکتریکی چین حمایت کنیم، شارژ کارآمد و V2G را بیشتر ترویج کنیم، و صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش انتشار را در رویکردی با کربن کم ارتقا دهیم. و توسعه سبز و تسریع در اجرای هدف استراتژیک "کربن دوگانه".