전기 자동차 시장이 급속히 발전함에 따라 사용자는 주행 거리, 충전 속도, 충전 편의성 등에 대한 요구가 점점 높아지고 있습니다. 그러나 국내외 충전 인프라에는 여전히 부족함과 불일치 문제가 있어 사용자는 적합한 충전소를 찾을 수 없고, 대기 시간이 길며, 여행 시 충전 효과가 좋지 않은 등의 문제에 자주 직면하게 됩니다.
화웨이 디지털 에너지(Huawei Digital Energy)는 트위터를 통해 “화웨이의 완전 수냉식 슈퍼차저는 고고도에서 고속 충전이 가능한 고품질 318 쓰촨-티베트 슈퍼차징 그린 코리더(Green Corridor)를 만드는 데 도움이 된다”고 밝혔다. 기사에서는 이러한 완전 수냉식 충전 단자가 다음과 같은 특징을 가지고 있다고 언급합니다.
1. 최대 출력 전력은 600KW이고 최대 전류는 600A입니다. 이는 "초당 1km"로 알려져 있으며 높은 고도에서 최대 충전 전력을 제공할 수 있습니다.
2. 완전한 액체 냉각 기술은 장비의 높은 신뢰성을 보장합니다. 고원에서는 고온, 높은 습도, 먼지 및 부식을 견딜 수 있으며 다양한 어려운 라인 작동 조건에 적응할 수 있습니다.
3. 모든 모델에 적합합니다. 충전 범위는 200-1000V이며 충전 성공률은 99%에 도달할 수 있습니다. Tesla, Xpeng, Lili와 같은 승용차는 물론 Lalamove와 같은 상용차와도 일치할 수 있으며 "차까지 걸어가서 충전하고 충전하고 출발"할 수 있습니다.
수냉식 과급 기술은 국내 신에너지차 사용자에게 고품질 서비스와 경험을 제공할 뿐만 아니라 신에너지차 시장을 더욱 확대하고 활성화하는 데 도움이 될 것입니다. 이 글은 수냉식 충전 기술을 이해하고 시장 현황과 향후 동향을 분석하는 데 도움이 될 것입니다.
액체 냉각 과충전이란 무엇입니까?
액체 냉각 재충전은 케이블과 충전 건 사이에 특수 액체 순환 채널을 만들어 달성됩니다. 이 채널은 열을 제거하기 위해 냉각수로 채워져 있습니다. 파워 펌프는 액체 냉각수의 순환을 촉진하여 충전 과정에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있습니다. 시스템의 전원 부분은 액체 냉각을 사용하고 외부 환경과 완전히 격리되어 IP65 설계 표준을 충족합니다. 동시에 시스템은 강력한 팬을 사용하여 방열 소음을 줄이고 환경 친화성을 향상시킵니다.
과급 액체 냉각의 기술적 특성 및 장점.
1. 더 높은 전류와 더 빠른 충전 속도.
충전 배터리의 전류 출력은 일반적으로 전류를 전달하기 위해 구리 케이블을 사용하는 충전 건 와이어에 의해 제한됩니다. 그러나 케이블에서 발생하는 열은 전류의 제곱에 비례합니다. 즉, 충전 전류가 증가할수록 케이블에서 과도한 열이 발생할 가능성이 높아집니다. 케이블 과열 문제를 줄이려면 전선의 단면적을 늘려야 하는데, 이렇게 하면 충전총이 무거워지기도 합니다. 예를 들어, 현재 국가 표준 250A 충전 건은 일반적으로 80mm² 케이블을 사용하므로 충전 건이 전체적으로 무거워지고 구부러지기 쉽지 않습니다.
더 높은 충전 전류를 달성해야 하는 경우 듀얼 건 충전기가 실행 가능한 솔루션이지만 이는 특수한 경우에만 적합합니다. 고전류 충전을 위한 최상의 솔루션은 일반적으로 수냉식 충전 건 기술입니다. 이 기술은 충전 건 내부를 효과적으로 냉각시켜 과열 없이 더 높은 전류를 처리할 수 있도록 해줍니다.
수냉식 충전건의 내부 구조에는 케이블과 수도관이 포함됩니다. 일반적으로 500A 수냉식 충전건 케이블의 단면적은 35mm²에 불과하며 발생된 열은 수도관의 냉각수 흐름에 의해 효과적으로 방출됩니다. 케이블이 얇기 때문에 수냉식 충전 권총은 기존 충전 권총보다 30~40% 가볍습니다.
또한 수냉식 충전 건은 물 탱크, 물 펌프, 라디에이터, 팬 및 기타 구성 요소를 포함하는 냉각 장치와 함께 사용해야 합니다. 워터펌프는 노즐라인 내부의 냉각수를 순환시켜 라디에이터에 열을 전달한 후 이를 팬으로 불어내는 역할을 담당하여 기존의 자연냉각 노즐보다 더 큰 전류 전달 능력을 제공합니다.
2. 건코드가 가벼워지고, 충전장비도 가벼워졌습니다.
3. 발열이 적고 방열이 빠르며 안전성이 높습니다.
기존 로딩 보일러와 반유체 냉각식 로딩 보일러는 일반적으로 공기가 한쪽에서 보일러 본체로 유입되어 전기 부품 및 정류기 모듈에서 생성된 열을 제거한 다음 보일러 본체에서 나가는 공냉식 열 제거 시스템을 사용합니다. 몸을 반대쪽으로 접습니다. 그러나 이러한 열제거 방법은 파일 내부로 유입되는 공기 중에 먼지, 염수분무, 수증기가 포함될 수 있고, 이러한 물질이 내부 구성요소 표면에 부착되어 파일의 단열성능이 저하될 수 있다는 문제점이 있다. 시스템 및 열 방출 효율 감소로 인해 충전 효율이 감소하고 장비 수명이 단축됩니다.
기존 충전 보일러와 반유체 냉각식 로딩 보일러의 경우 열 제거와 보호는 두 가지 모순되는 개념입니다. 보호 성능이 중요한 경우 열 성능이 제한될 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이는 파일 설계를 복잡하게 만들고 장비를 보호하는 동시에 열 방출을 충분히 고려해야 합니다.
전수냉식 부트 블록은 수냉식 부트 모듈을 사용합니다. 이 모듈에는 전면이나 후면에 공기 덕트가 없습니다. 모듈은 내부 액체 냉각판을 통해 순환하는 냉각수를 사용하여 외부 환경과 열을 교환하므로 부트 장치의 전원 섹션이 완전히 밀폐된 설계를 달성할 수 있습니다. 라디에이터는 파일 외부에 배치되며 내부의 냉각수가 라디에이터에 열을 전달한 다음 외부 공기가 라디에이터 표면의 열을 빼앗아갑니다.
이 설계에서는 충전 블록 내부의 수냉식 충전 모듈과 전기 액세서리가 외부 환경과 완전히 격리되어 IP65 보호 수준을 달성하고 시스템 신뢰성을 높입니다.
4. 충전 소음이 낮고 보호 수준이 높습니다.
기존 충전 시스템과 수냉식 충전 시스템 모두 공냉식 충전 모듈이 내장되어 있습니다. 이 모듈에는 일반적으로 작동 중에 65데시벨 이상의 소음 수준을 생성하는 여러 개의 고속 소형 팬이 장착되어 있습니다. 또한, 충전파일 자체에 냉각팬이 장착되어 있습니다. 현재 공냉식 충전기는 최대 전력으로 작동할 때 70데시벨을 초과하는 경우가 많습니다. 낮에는 눈에 띄지 않을 수도 있지만 밤에는 환경에 더 큰 혼란을 일으킬 수 있습니다.
따라서 충전소에서 발생하는 소음 증가는 운영자가 가장 흔히 제기하는 불만 사항입니다. 이 문제를 해결하려면 운영자는 시정 조치를 취해야 하지만 이는 비용이 많이 들고 효율성이 제한적인 경우가 많습니다. 궁극적으로 전력 제한 작동은 잡음 간섭을 줄이는 유일한 방법일 수 있습니다.
전수냉식 부트 블록은 이중 순환 방열 구조를 채택합니다. 내부 액체 냉각 모듈은 워터 펌프를 통해 냉각수를 순환시켜 열을 방출하고 모듈 내부에서 발생하는 열을 핀형 방열판으로 전달합니다. 열을 효과적으로 방출하기 위해 속도는 낮지만 풍량은 높은 대형 팬이나 에어컨 시스템을 라디에이터 외부에 사용합니다. 이러한 유형의 저속 볼륨 팬은 소음 수준이 상대적으로 낮고 고속 소형 팬의 소음보다 덜 해롭습니다.
또한 완전 수냉식 과급기는 분할 에어컨의 원리와 유사하게 분할 열 방출 설계를 가질 수도 있습니다. 이 디자인은 냉각 장치를 사람으로부터 보호하고 수영장, 분수 등과 열을 교환하여 냉각 성능을 높이고 소음 수준을 줄일 수도 있습니다.
5. 총 소유 비용이 낮습니다.
충전소 충전 장비 비용을 고려할 때 충전기의 총 수명주기 비용(TCO)을 고려해야 합니다. 공냉식 충전 모듈을 사용하는 기존 충전 시스템의 서비스 수명은 일반적으로 5년 미만인 반면, 현재 충전소 운영 임대 기간은 일반적으로 8~10년입니다. 이는 시설 수명 동안 충전 장비를 적어도 한 번 교체해야 함을 의미합니다. 이와 대조적으로, 완전 수냉식 충전 보일러는 발전소의 전체 수명 주기를 포함하여 최소 10년의 서비스 수명을 가질 수 있습니다. 또한 먼지 제거 및 유지 관리를 위해 캐비닛을 자주 열어야 하는 공냉식 모듈의 부트 블록과 달리 전수냉식 부트 블록은 외부 방열판에 먼지가 쌓인 후에만 플러시하면 되므로 유지 관리가 어렵습니다. . 편안한.
따라서 완전 수냉식 충전 시스템의 총 소유 비용은 공랭식 충전 모듈을 사용하는 기존 충전 시스템보다 낮으며 완전 수냉식 시스템이 널리 채택됨에 따라 비용 효율성 이점이 높아질 것입니다. 더 분명하게 더 분명하게.
액체 냉각 과급 기술의 결함.
1. 열 균형이 좋지 않음
액체 냉각은 여전히 온도 차이로 인한 열 교환 원리를 기반으로 합니다. 따라서 배터리 모듈 내부의 온도차 문제는 피할 수 없다. 온도 차이로 인해 과충전, 과충전 또는 과충전이 발생할 수 있습니다. 충전 및 방전 중에 개별 모듈 구성 요소가 방전됩니다. 배터리의 과충전 및 과방전은 배터리 안전 문제를 야기하고 배터리 수명을 단축시킬 수 있습니다. 과충전 및 방전은 배터리의 에너지 밀도를 감소시키고 작동 범위를 단축시킵니다.
2. 열 전달력은 제한되어 있습니다.
배터리 충전 속도는 열 방출 속도에 따라 제한됩니다. 그렇지 않으면 과열될 위험이 있습니다. 냉각판 액체 냉각의 열 전달 능력은 온도차와 유량에 의해 제한되며 제어된 온도차는 주변 온도와 밀접한 관련이 있습니다.
3. 온도폭주 위험이 높습니다.
배터리 열폭주는 배터리가 짧은 시간에 많은 양의 열을 발생시킬 때 발생합니다. 온도 차이로 인한 현열 방출 속도가 제한되어 있으므로 열이 많이 축적되면 급격한 성장이 발생합니다. 이는 배터리 가열과 온도 상승 사이의 양의 순환을 초래하여 폭발과 화재를 일으킬 뿐만 아니라 인접한 셀의 열 폭주로 이어집니다.
4. 기생 전력 소모가 크다.
특히 배터리 모듈 용량의 한계를 고려할 때 액체 냉각 사이클의 저항이 높습니다. 냉각판 흐름 채널은 일반적으로 작습니다. 열전달이 크면 유속도 커지고 사이클의 압력 손실도 커집니다. , 전력 소비가 많아 과충전 시 배터리 성능이 저하됩니다.
액체 냉각 리필 시장 현황 및 개발 동향.
시장현황
중국 충전 연합(China Charger Alliance)의 최신 데이터에 따르면 2023년 2월 공공 충전소는 2023년 1월보다 31,000개 더 많아 2월보다 54.1% 증가했습니다. 2023년 2월 기준으로 얼라이언스 회원 단위는 DC 충전소 796,000개, AC 충전소 1072만 개를 포함하여 총 1869만 개 공공 충전소를 보고했습니다.
신에너지 차량의 보급률이 지속적으로 증가하고 적재 파일과 같은 지원 시설이 급속히 발전함에 따라 새로운 수냉식 과급 기술이 업계 경쟁의 대상이 되었습니다. 많은 신에너지차 기업과 파일링 기업도 기술 연구개발에 나서며 가격을 부풀릴 계획을 세우고 있다.
Tesla는 과급 수냉식 장치를 대량 채택하기 시작한 업계 최초의 자동차 회사입니다. 현재 중국에는 1,500개 이상의 슈퍼차저 스테이션을 배치했으며, 총 10,000개의 슈퍼차저 유닛을 설치했습니다. Tesla V3 슈퍼차저는 완전 수냉식 설계, 수냉식 충전 모듈 및 수냉식 충전 건을 갖추고 있습니다. 권총 하나는 최대 250kW/600A까지 충전할 수 있어 15분 안에 사거리가 250km 증가합니다. V4 모델은 일괄 생산될 예정이다. 또한 충전 설치를 통해 충전 전력이 건당 350kW로 증가합니다.
그 후 Porsche Taycan은 세계 최초의 800V 고전압 전기 아키텍처를 도입했으며 강력한 350kW 고속 충전을 지원합니다. 글로벌 한정판 Great Wall Salon Mecha Dragon 2022는 최대 600A의 전류, 최대 800V의 전압, 480kW의 최대 충전 전력을 제공합니다. 최대 1000V의 피크 전압, 최대 600A의 전류 및 최대 충전 전력 480kW; Xiaopeng G9는 800V 실리콘 배터리를 탑재한 양산차입니다. 카바이드 전압 플랫폼이며 480kW 초고속 충전에 적합합니다.
현재 국내 수냉식 과급기 시장에 진출하는 주요 충전기 제조사로는 주로 Inkerui, Infineon Technology, ABB, Ruisu Intelligent Technology, Power Source, Star Chargering, Te Laidian 등이 있습니다.
액체 냉각 충전의 미래 동향
과급 액체 냉각 분야는 초기 단계에 있으며 잠재력이 크고 개발 전망이 넓습니다. 액체 냉각은 고전력 충전을 위한 훌륭한 솔루션입니다. 국내외 고출력 충전 배터리 전원 공급 장치의 설계 및 생산에는 기술적인 문제가 없습니다. 고출력 충전 배터리의 전원 공급 장치에서 충전 건까지의 케이블 연결 문제를 해결해야 합니다.
그러나 우리나라의 고출력 수냉식 과급 파일 채택률은 여전히 낮습니다. 이는 수냉식 충전 권총의 가격이 상대적으로 높고, 고속 충전 시스템이 2025년에 수천억 달러 규모의 시장을 열 것이기 때문입니다. 공개적으로 이용 가능한 정보에 따르면, 충전 장치의 평균 가격은 약 0.4 RMB/입니다. W.
240kW급 급속충전기 가격은 일풍(주) 수냉식 충전케이블 가격 기준으로 9만6000위안 안팎으로 추산된다. 1세트당 2만위안인 기자간담회에서는 충전기가 2만위안으로 추정된다. 액체 냉각. 총의 가격은 충전 파일 비용의 약 21%로 충전 모듈 다음으로 가장 비싼 구성 요소입니다. 새로운 고속 에너지 충전 모델의 수가 증가함에 따라 우리나라의 고출력 급속 충전 배터리 시장 규모는 2025년까지 약 1,334억 위안에 이를 것으로 예상됩니다.
앞으로는 수냉식 충전 기술의 보급이 더욱 가속화될 것이다. 강력한 수냉식 과급 기술의 개발과 구현에는 아직 갈 길이 멀습니다. 이를 위해서는 자동차 회사, 배터리 회사, 파일링 회사 및 기타 당사자 간의 협력이 필요합니다.
이러한 방식으로만 우리는 중국 전기 자동차 산업의 발전을 더 잘 지원할 수 있고, 간소화된 충전 및 V2G를 더욱 촉진하며, 저탄소 접근 방식으로 에너지 절약 및 배출 감소를 촉진할 수 있습니다. 녹색 발전을 추진하고 '이중 탄소' 전략 목표 이행을 가속화합니다.
게시 시간: 2024년 5월 6일