Met de snelle ontwikkeling van de markt voor elektrische voertuigen stellen gebruikers steeds hogere eisen aan de actieradius, laadsnelheid, laadgemak en andere aspecten. Er zijn echter nog steeds tekortkomingen en inconsistenties in de laadinfrastructuur in binnen- en buitenland, waardoor gebruikers vaak problemen tegenkomen zoals het onvermogen om geschikte laadstations te vinden, lange wachttijden en een slecht laadeffect tijdens het reizen.
Huawei Digital Energy tweette: "Huawei's volledig vloeistofgekoelde supercharger helpt bij het creëren van een hoogwaardige 318 Sichuan-Tibet Supercharger Green Corridor op grote hoogte." In het artikel wordt opgemerkt dat deze volledig vloeistofgekoelde oplaadterminals de volgende kenmerken hebben:
1. Het maximale uitgangsvermogen is 600 kW en de maximale stroom is 600 A. Het staat bekend als ‘één kilometer per seconde’ en kan op grote hoogte maximaal laadvermogen leveren.
2. Volledige vloeistofkoelingstechnologie garandeert de hoge betrouwbaarheid van de apparatuur: op het plateau is deze bestand tegen hoge temperaturen, hoge luchtvochtigheid, stof en corrosie en kan deze zich aanpassen aan verschillende moeilijke bedrijfsomstandigheden van de lijn.
3. Geschikt voor alle modellen: het oplaadbereik is 200-1000 V en het succespercentage van het opladen kan 99% bereiken. Het kan personenauto's zoals Tesla, Xpeng en Lili, maar ook bedrijfsvoertuigen zoals Lalamove, evenaren en kan het volgende bereiken: "Loop naar de auto, laad hem op, laad hem op en ga."
Vloeistofgekoelde superchargertechnologie biedt niet alleen hoogwaardige diensten en ervaring aan binnenlandse gebruikers van nieuwe energievoertuigen, maar zal ook helpen de markt voor nieuwe energievoertuigen verder uit te breiden en te promoten. Dit artikel helpt u de oplaadtechnologie voor vloeistofkoeling te begrijpen en de marktstatus en toekomstige trends ervan te analyseren.
Wat is overbelasting van vloeistofkoeling?
Het opladen van vloeistofkoeling wordt bereikt door een speciaal vloeistofcirculatiekanaal te creëren tussen de kabel en het laadpistool. Dit kanaal is gevuld met koelvloeistof om warmte af te voeren. De krachtpomp bevordert de circulatie van vloeibare koelvloeistof, waardoor de tijdens het laadproces gegenereerde warmte effectief kan worden afgevoerd. Het voedingsgedeelte van het systeem maakt gebruik van vloeistofkoeling en is volledig geïsoleerd van de externe omgeving, waardoor het voldoet aan de IP65-ontwerpnorm. Tegelijkertijd maakt het systeem ook gebruik van een krachtige ventilator om het geluid van de warmteafvoer te verminderen en de milieuvriendelijkheid te verbeteren.
Technische kenmerken en voordelen van supercharged vloeistofkoeling.
1. Hogere stroom en snellere laadsnelheid.
De stroomopbrengst van de laadbatterij wordt beperkt door de draad van het laadpistool, die doorgaans koperen kabels gebruikt om de stroom te transporteren. De door een kabel gegenereerde warmte is echter evenredig met het kwadraat van de stroom, wat betekent dat naarmate de laadstroom toeneemt, de kabel waarschijnlijker overtollige warmte zal genereren. Om het probleem van oververhitting van de kabel te verminderen, moet het dwarsdoorsnedeoppervlak van de draad worden vergroot, maar dit zal het laadpistool ook zwaarder maken. Het huidige nationale standaard 250A-laadpistool gebruikt bijvoorbeeld doorgaans een kabel van 80 mm², waardoor het laadpistool over het algemeen zwaarder is en niet gemakkelijk te buigen.
Als u een hogere laadstroom wilt bereiken, is een dual-pistoollader een haalbare oplossing, maar deze is alleen geschikt voor speciale gevallen. De beste oplossing voor opladen met hoge stroomsterkte is meestal vloeistofgekoelde laadpistooltechnologie. Deze technologie koelt effectief de binnenkant van het laadpistool, waardoor het hogere stromen kan verwerken zonder oververhitting.
De interne structuur van het vloeistofgekoelde laadpistool omvat kabels en waterleidingen. Normaal gesproken is de dwarsdoorsnede van de 500A vloeistofgekoelde laadpistoolkabel slechts 35 mm² en wordt de gegenereerde warmte effectief afgevoerd door de koelvloeistofstroom in de waterleiding. Doordat de kabel dunner is, is een vloeistofgekoeld laadpistool 30 tot 40% lichter dan een conventioneel laadpistool.
Bovendien moet een vloeistofgekoeld laadpistool ook worden gebruikt met een koeleenheid, die watertanks, waterpompen, radiatoren, ventilatoren en andere componenten omvat. De waterpomp is verantwoordelijk voor het circuleren van het koelmiddel in de sproeierleiding, het overbrengen van de warmte naar de radiator en het vervolgens uitblazen met de ventilator, waardoor een groter stroomtransportvermogen wordt geboden dan conventionele, natuurlijk gekoelde sproeiers.
2. Het pistoolsnoer is lichter en de oplaadapparatuur is lichter.
3. Minder warmte, snelle warmteafvoer en hoge veiligheid.
Conventionele laadketels en semi-vloeistofgekoelde laadketels maken doorgaans gebruik van luchtgekoelde warmteafvoersystemen waarbij lucht vanaf één kant het ketellichaam binnenkomt, de warmte verwijdert die wordt gegenereerd door de elektrische componenten en gelijkrichtermodules, en vervolgens het ketellichaam verlaat. vouw het lichaam naar de andere kant. Deze methode van warmteafvoer heeft echter enkele problemen omdat de lucht die de paal binnendringt stof, zoutnevel en waterdamp kan bevatten, en deze stoffen kunnen zich hechten aan het oppervlak van de interne componenten, wat resulteert in verminderde isolatieprestaties van de paal. systemen en verminderde efficiëntie van de warmteafvoer, waardoor de laadefficiëntie afneemt en de levensduur van de apparatuur wordt verkort.
Bij conventionele laadketels en semi-vloeistofgekoelde laadketels zijn warmteafvoer en bescherming twee tegenstrijdige concepten. Als beschermende prestaties belangrijk zijn, kunnen de thermische prestaties beperkt zijn, en omgekeerd. Dit bemoeilijkt het ontwerp van dergelijke palen en vereist dat er volledig rekening wordt gehouden met de warmteafvoer terwijl de apparatuur wordt beschermd.
Het volledig vloeistofgekoelde opstartblok maakt gebruik van een vloeistofgekoelde opstartmodule. Deze module heeft geen luchtkanalen aan de voor- of achterzijde. De module maakt gebruik van koelvloeistof die door de interne vloeistofkoelplaat circuleert om warmte uit te wisselen met de externe omgeving, waardoor het vermogensgedeelte van de bagageruimte een volledig gesloten ontwerp kan bereiken. De radiator wordt aan de buitenkant van de stapel geplaatst en het koelmiddel binnenin brengt warmte over naar de radiator en vervolgens voert de buitenlucht de warmte af van het oppervlak van de radiator.
Bij dit ontwerp zijn de vloeistofgekoelde laadmodule en de elektrische accessoires in het laadblok volledig geïsoleerd van de externe omgeving, waardoor een IP65-beschermingsniveau wordt bereikt en de systeembetrouwbaarheid wordt vergroot.
4. Laag laadgeluid en hogere bescherming.
Zowel traditionele als vloeistofgekoelde laadsystemen hebben ingebouwde luchtgekoelde laadmodules. De module is uitgerust met verschillende kleine ventilatoren met hoge snelheid die tijdens bedrijf doorgaans een geluidsniveau van meer dan 65 decibel produceren. Daarnaast is de laadpaal zelf voorzien van een koelventilator. Momenteel overschrijden luchtgekoelde laders vaak de 70 decibel wanneer ze op vol vermogen draaien. Overdag is dit misschien niet merkbaar, maar 's nachts kan het voor nog meer overlast voor de omgeving zorgen.
Daarom is toegenomen geluidsoverlast van laadstations de meest voorkomende klacht van exploitanten. Om dit probleem op te lossen moeten exploitanten corrigerende maatregelen nemen, maar deze zijn vaak kostbaar en hebben een beperkte effectiviteit. Uiteindelijk kan een vermogensbeperkte werking de enige manier zijn om geluidshinder te verminderen.
Het volledig vloeistofgekoelde laarsblok heeft een warmteafvoerstructuur met dubbele circulatie. De interne vloeistofkoelingsmodule circuleert koelvloeistof door de waterpomp om de warmte af te voeren en de warmte die in de module wordt gegenereerd naar het koellichaam met vinnen over te dragen. Buiten de radiator wordt een grote ventilator of airconditioningsysteem met lage snelheid maar een hoog luchtvolume gebruikt om de warmte effectief af te voeren. Dit type ventilator met laag toerental heeft een relatief laag geluidsniveau en is minder schadelijk dan het geluid van een kleine ventilator met hoog toerental.
Bovendien kan een volledig vloeistofgekoelde supercharger ook een ontwerp met gedeelde warmteafvoer hebben, vergelijkbaar met het principe van gedeelde airconditioners. Dit ontwerp beschermt de koelunit tegen mensen en kan zelfs warmte uitwisselen met zwembaden, fonteinen, enz. voor betere koeling en minder geluidsniveaus.
5. Lage totale eigendomskosten.
Bij het beoordelen van de kosten van laadapparatuur bij laadstations moet rekening worden gehouden met de totale levenscycluskosten (TCO) van de lader. Traditionele laadsystemen die gebruik maken van luchtgekoelde laadmodules hebben doorgaans een levensduur van minder dan 5 jaar, terwijl de huidige operationele leasetermijnen voor laadstations doorgaans 8 tot 10 jaar bedragen. Dit betekent dat de laadapparatuur gedurende de levensduur van de voorziening minimaal één keer vervangen moet worden. Een volledig vloeistofgekoelde laadketel kan daarentegen een levensduur hebben van minimaal 10 jaar, wat de gehele levenscyclus van de energiecentrale bestrijkt. Bovendien hoeft een volledig vloeistofgekoeld kofferblok, in tegenstelling tot het kofferblok van een luchtgekoelde module, waarbij de kast regelmatig moet worden geopend voor stofverwijdering en onderhoud, alleen te worden gespoeld nadat het stof zich heeft opgehoopt op het externe koellichaam, waardoor onderhoud moeilijk wordt. . comfortabel.
Daarom zijn de totale eigendomskosten van een volledig vloeistofgekoeld laadsysteem lager dan die van een traditioneel laadsysteem dat luchtgekoelde laadmodules gebruikt, en met de wijdverbreide acceptatie van volledig vloeistofgekoelde systemen zullen de kosteneffectiviteitsvoordelen ervan toenemen. duidelijker duidelijker.
Defecten in de superchargertechnologie voor vloeistofkoeling.
1. Slechte thermische balans
Vloeistofkoeling is nog steeds gebaseerd op het principe van warmte-uitwisseling als gevolg van temperatuurverschillen. Daarom kan het probleem van het temperatuurverschil in de batterijmodule niet worden vermeden. Temperatuurverschillen kunnen resulteren in overladen, overladen of onderladen. Ontlading van afzonderlijke modulecomponenten tijdens het laden en ontladen. Het overladen en ontladen van batterijen kan veiligheidsproblemen met de batterij veroorzaken en de levensduur van de batterij verkorten. Te weinig opladen en ontladen vermindert de energiedichtheid van de batterij en verkort het werkbereik.
2. Het warmteoverdrachtsvermogen is beperkt.
De oplaadsnelheid van de batterij wordt beperkt door de snelheid van de warmteafvoer, anders bestaat er gevaar voor oververhitting. Het warmteoverdrachtsvermogen van vloeistofkoeling met koude platen wordt beperkt door het temperatuurverschil en de stroomsnelheid, en het gecontroleerde temperatuurverschil hangt nauw samen met de omgevingstemperatuur.
3. Er is een groot risico op een temperatuurstijging.
Thermische runaway van de batterij treedt op wanneer de batterij in korte tijd een grote hoeveelheid warmte genereert. Vanwege de beperkte snelheid van voelbare warmteafvoer als gevolg van temperatuurverschillen, resulteert grote warmteaccumulatie in plotselinge groei. temperatuur, wat resulteert in een positieve cyclus tussen het opwarmen van de batterij en het stijgen van de temperatuur, wat explosies en branden veroorzaakt, en ook leidt tot thermische runaway in aangrenzende cellen.
4. Groot parasitair stroomverbruik.
De weerstand van de vloeistofkoelcyclus is hoog, vooral gezien de beperkingen van het volume van de batterijmodule. Het stromingskanaal van de koude plaat is meestal klein. Wanneer de warmteoverdracht groot is, zal het debiet groot zijn en zal het drukverlies in de cyclus groot zijn. en het stroomverbruik zal groot zijn, wat de prestaties van de batterij zal verminderen bij overladen.
Marktstatus en ontwikkelingstrends voor navullingen voor vloeistofkoeling.
Marktstatus
Volgens de laatste gegevens van de China Charging Alliance waren er in februari 2023 31.000 meer openbare laadstations dan in januari 2023, een stijging van 54,1% ten opzichte van februari. Vanaf februari 2023 rapporteerden eenheden van de alliantie in totaal 1,869 miljoen openbare laadstations, waaronder 796.000 DC-laadstations en 1,072 miljoen AC-laadstations.
Terwijl de penetratiegraad van nieuwe energievoertuigen blijft stijgen en ondersteunende faciliteiten zoals laadpalen zich snel ontwikkelen, is de nieuwe vloeistofgekoelde superchargertechnologie het onderwerp geworden van concurrentie in de industrie. Veel nieuwe energievoertuigenbedrijven en heibedrijven zijn ook begonnen met het uitvoeren van technologisch onderzoek en ontwikkeling en zijn van plan de prijzen op te drijven.
Tesla is het eerste autobedrijf in de sector dat begint met de massale adoptie van vloeistofgekoelde supercharged units. Het heeft momenteel meer dan 1.500 superchargers in China ingezet, met in totaal 10.000 superchargers. De Tesla V3-supercharger heeft een volledig vloeistofgekoeld ontwerp, een vloeistofgekoelde oplaadmodule en een vloeistofgekoeld oplaadpistool. Eén pistool kan tot 250 kW/600 A opladen, waardoor het bereik in 15 minuten met 250 kilometer wordt vergroot. Het V4-model zal in batches worden geproduceerd. De laadinstallatie verhoogt bovendien het laadvermogen tot 350 kW per pistool.
Vervolgens introduceerde de Porsche Taycan 's werelds eerste elektrische hoogspanningsarchitectuur van 800 V en ondersteunt krachtig snelladen van 350 kW; De wereldwijde limited edition Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 heeft een stroomsterkte tot 600 A, een spanning tot 800 V en een pieklaadvermogen van 480 kW; piekspanning tot 1000 V, stroom tot 600 A en pieklaadvermogen 480 kW; Xiaopeng G9 is een productieauto met een siliciumbatterij van 800 V; carbide-spanningsplatform en is geschikt voor 480 kW ultrasnelladen.
Op dit moment omvatten de belangrijkste productiebedrijven van laders die de binnenlandse markt voor vloeistofgekoelde superchargers betreden voornamelijk Inkerui, Infineon Technology, ABB, Ruisu Intelligent Technology, Power Source, Star Charging, Te Laidian, enz.
De toekomstige trend van het opladen van vloeistofkoeling
Het gebied van supercharged vloeistofkoeling staat nog in de kinderschoenen en heeft een groot potentieel en brede ontwikkelingsperspectieven. Vloeistofkoeling is een geweldige oplossing voor opladen met hoog vermogen. Er zijn geen technische problemen bij het ontwerp en de productie van krachtige oplaadbatterijvoedingen in binnen- en buitenland. Het is noodzakelijk om het probleem van de kabelverbinding van de voeding van de krachtige oplaadbatterij naar het oplaadpistool op te lossen.
Het gebruik van krachtige, vloeistofgekoelde supercharged-palen in mijn land is echter nog steeds laag. Dit komt omdat vloeistofgekoelde oplaadpistolen relatief hoge kosten hebben, en snellaadsystemen in 2025 een markt met een waarde van honderden miljarden dollars zullen openen. Volgens openbaar beschikbare informatie bedraagt de gemiddelde prijs van oplaadeenheden ongeveer 0,4 RMB/ W.
De prijs van snellaadeenheden van 240 kW wordt geschat op ongeveer 96.000 yuan, volgens de prijzen van laadkabels voor vloeistofkoeling bij Rifeng Co., Ltd. Op de persconferentie, die 20.000 yuan per set kost, wordt aangenomen dat de lader vloeistofgekoeld. De kosten van het pistool bedragen ongeveer 21% van de kosten van de oplaadstapel, waardoor het na de oplaadmodule het duurste onderdeel is. Naarmate het aantal nieuwe snellaadmodellen toeneemt, wordt verwacht dat het marktgebied voor snellaadbatterijen met hoog vermogen in mijn land in 2025 ongeveer 133,4 miljard yuan zal bedragen.
In de toekomst zal de oplaadtechnologie voor vloeistofkoeling de penetratie verder versnellen. De ontwikkeling en implementatie van krachtige vloeistofgekoelde superchargertechnologie heeft nog een lange weg te gaan. Dit vergt samenwerking tussen autobedrijven, accubedrijven, heibedrijven en andere partijen.
Alleen op deze manier kunnen we de ontwikkeling van de Chinese industrie voor elektrische voertuigen beter ondersteunen, gestroomlijnd opladen en V2G verder bevorderen, en energiebesparing en emissiereductie bevorderen via een koolstofarme aanpak. en groene ontwikkeling, en de implementatie van de strategische doelstelling ‘dubbele koolstof’ versnellen.
Posttijd: 06 mei 2024