Com o rápido desenvolvimento do mercado de veículos eléctricos, os utilizadores estão a colocar exigências cada vez mais elevadas em termos de autonomia, velocidade de carregamento, conveniência de carregamento e outros aspectos. No entanto, ainda existem deficiências e problemas de inconsistência na infra-estrutura de carregamento no país e no estrangeiro, fazendo com que os utilizadores encontrem frequentemente problemas como a incapacidade de encontrar estações de carregamento adequadas, longos tempos de espera e fraco efeito de carregamento durante as viagens.
A Huawei Digital Energy tuitou: “O superalimentador totalmente refrigerado a líquido da Huawei ajuda a criar o Corredor Verde de Supercharging 318 Sichuan-Tibete de alta altitude e carregamento rápido de alta qualidade.” O artigo observa que esses terminais de recarga totalmente refrigerados a líquido têm as seguintes características:
1. A potência máxima de saída é 600KW e a corrente máxima é 600A. É conhecido como “um quilômetro por segundo” e pode fornecer potência máxima de carregamento em grandes altitudes.
2. A tecnologia completa de resfriamento líquido garante a alta confiabilidade do equipamento: no platô, ele pode suportar altas temperaturas, alta umidade, poeira e corrosão, e pode se adaptar a várias condições difíceis de operação da linha.
3. Adequado para todos os modelos: A faixa de carregamento é de 200-1000V e a taxa de sucesso de carregamento pode chegar a 99%. Ele pode combinar carros de passageiros como Tesla, Xpeng e Lili, bem como veículos comerciais como Lalamove, e pode alcançar: “Caminhe até o carro, carregue-o, carregue-o e pronto”.
A tecnologia de superalimentação refrigerada a líquido não apenas fornece serviços e experiência de alta qualidade aos usuários domésticos de veículos com novas energias, mas também ajudará a expandir e promover ainda mais o mercado de veículos com novas energias. Este artigo irá ajudá-lo a compreender a tecnologia de recarga de refrigeração líquida e analisar seu status de mercado e tendências futuras.
O que é sobrecarga de resfriamento líquido?
A recarga por resfriamento líquido é obtida criando um canal especial de circulação de líquido entre o cabo e a pistola de carregamento. Este canal é preenchido com fluido refrigerante para remover o calor. A bomba de força promove a circulação do líquido refrigerante, que pode dissipar efetivamente o calor gerado durante o processo de carregamento. A parte de alimentação do sistema utiliza refrigeração líquida e é completamente isolada do ambiente externo, atendendo assim ao padrão de design IP65. Ao mesmo tempo, o sistema também utiliza um ventilador potente para reduzir o ruído de dissipação de calor e melhorar o respeito ao meio ambiente.
Características técnicas e vantagens da refrigeração líquida sobrealimentada.
1. Maior corrente e velocidade de carregamento mais rápida.
A saída de corrente da bateria de carregamento é limitada pelo fio da pistola de carregamento, que normalmente usa cabos de cobre para transportar a corrente. No entanto, o calor gerado por um cabo é proporcional ao quadrado da corrente, o que significa que à medida que a corrente de carga aumenta, é mais provável que o cabo gere excesso de calor. Para reduzir o problema de superaquecimento do cabo, a área da seção transversal do fio deve ser aumentada, mas isso também tornará a pistola de carregamento mais pesada. Por exemplo, a pistola de carregamento padrão nacional atual 250A normalmente usa um cabo de 80 mm², o que torna a pistola de carregamento mais pesada e difícil de dobrar.
Se você precisar obter uma corrente de carga mais alta, um carregador de pistola dupla é uma solução viável, mas só é adequado para casos especiais. A melhor solução para carregamento de alta corrente geralmente é a tecnologia de pistola de carregamento com refrigeração líquida. Esta tecnologia resfria efetivamente o interior da pistola de carregamento, permitindo-lhe lidar com correntes mais altas sem superaquecimento.
A estrutura interna da pistola de carregamento resfriada a líquido inclui cabos e canos de água. Normalmente, a área da seção transversal do cabo da pistola de carregamento refrigerado a líquido 500A é de apenas 35 mm² e o calor gerado é efetivamente dissipado pelo fluxo do refrigerante na tubulação de água. Como o cabo é mais fino, uma pistola de carregamento refrigerada a líquido é 30 a 40% mais leve que uma pistola de carregamento convencional.
Além disso, uma pistola de carregamento refrigerada a líquido também precisa ser usada com uma unidade de resfriamento, que inclui tanques de água, bombas de água, radiadores, ventiladores e outros componentes. A bomba d'água é responsável por circular o refrigerante dentro da linha do bocal, transferir o calor para o radiador e depois expulsá-lo com o ventilador, proporcionando assim maior capacidade de condução de corrente do que os bocais convencionais resfriados naturalmente.
2. O cabo da arma é mais leve e o equipamento de carregamento é mais leve.
3. Menos calor, rápida dissipação de calor e alta segurança.
Caldeiras de carga convencionais e caldeiras de carga resfriadas por semifluido normalmente usam sistemas de rejeição de calor resfriados a ar, nos quais o ar entra no corpo da caldeira por um lado, remove o calor gerado pelos componentes elétricos e módulos retificadores e, em seguida, sai do corpo da caldeira. dobre o corpo para o outro lado. No entanto, este método de remoção de calor tem alguns problemas porque o ar que entra na pilha pode conter poeira, névoa salina e vapor de água, e estas substâncias podem aderir à superfície dos componentes internos, resultando na redução do desempenho de isolamento da pilha. sistemas e redução da eficiência de dissipação de calor, o que reduz a eficiência de carregamento e encurta a vida útil do equipamento.
Para caldeiras de carga convencionais e caldeiras de carga resfriadas por semifluido, a remoção de calor e a proteção são dois conceitos contraditórios. Se o desempenho de proteção for importante, o desempenho térmico poderá ser limitado e vice-versa. Isto complica o projeto de tais estacas e requer total consideração da dissipação de calor enquanto protege o equipamento.
O bloco de inicialização totalmente refrigerado a líquido usa um módulo de inicialização refrigerado a líquido. Este módulo não possui dutos de ar na parte frontal ou traseira. O módulo utiliza refrigerante circulando através da placa interna de refrigeração líquida para trocar calor com o ambiente externo, permitindo que a seção de alimentação da unidade de inicialização obtenha um design completamente fechado. O radiador é colocado do lado de fora da pilha e o refrigerante interno transfere calor para o radiador e então o ar externo leva embora o calor da superfície do radiador.
Neste projeto, o módulo de carregamento refrigerado a líquido e os acessórios elétricos dentro do bloco de carregamento são completamente isolados do ambiente externo, alcançando um nível de proteção IP65 e aumentando a confiabilidade do sistema.
4. Baixo ruído de carregamento e maior proteção.
Os sistemas de carregamento tradicionais e refrigerados a líquido possuem módulos de carregamento refrigerados a ar integrados. O módulo está equipado com vários pequenos ventiladores de alta velocidade que normalmente produzem níveis de ruído superiores a 65 decibéis durante a operação. Além disso, a própria pilha de carregamento está equipada com uma ventoinha de resfriamento. Atualmente, os carregadores refrigerados a ar geralmente excedem 70 decibéis quando funcionam com potência máxima. Isso pode não ser perceptível durante o dia, mas à noite pode causar ainda mais perturbações ao meio ambiente.
Portanto, o aumento do ruído das estações de carregamento é a reclamação mais comum dos operadores. Para resolver este problema, os operadores precisam de tomar medidas corretivas, mas estas são muitas vezes dispendiosas e têm eficácia limitada. Em última análise, a operação com limitação de potência pode ser a única maneira de reduzir a interferência de ruído.
O bloco de bagageira totalmente refrigerado a líquido adota uma estrutura de dissipação de calor de dupla circulação. O módulo de refrigeração líquida interno circula o líquido refrigerante através da bomba de água para dissipar o calor e transferir o calor gerado dentro do módulo para o dissipador de calor com aletas. Um grande ventilador ou sistema de ar condicionado com baixa velocidade, mas alto volume de ar, é usado fora do radiador para dissipar o calor de maneira eficaz. Este tipo de ventilador de volume de baixa velocidade tem um nível de ruído relativamente baixo e é menos prejudicial do que o ruído de um ventilador pequeno de alta velocidade.
Além disso, um superalimentador totalmente refrigerado a líquido também pode ter um projeto de dissipação de calor dividido, semelhante ao princípio dos aparelhos de ar condicionado split. Este design protege a unidade de resfriamento de pessoas e pode até trocar calor com piscinas, fontes, etc. para melhor resfriamento e redução dos níveis de ruído.
5. Baixo custo total de propriedade.
Ao considerar o custo do equipamento de carregamento nas estações de carregamento, deve ser considerado o custo total do ciclo de vida (TCO) do carregador. Os sistemas de carregamento tradicionais que utilizam módulos de carregamento refrigerados a ar normalmente têm uma vida útil inferior a 5 anos, enquanto os atuais termos de arrendamento operacional das estações de carregamento são normalmente de 8 a 10 anos. Isto significa que o equipamento de carregamento deve ser substituído pelo menos uma vez durante a vida útil da instalação. Em contraste, uma caldeira de carga totalmente refrigerada a líquido pode ter uma vida útil de pelo menos 10 anos, cobrindo todo o ciclo de vida da central eléctrica. Além disso, ao contrário do bloco de inicialização de um módulo refrigerado a ar, que requer abertura frequente do gabinete para remoção de poeira e manutenção, um bloco de inicialização totalmente refrigerado a líquido só precisa ser lavado depois que a poeira se acumulou no dissipador de calor externo, dificultando a manutenção. . confortável.
Portanto, o custo total de propriedade de um sistema de carregamento totalmente refrigerado a líquido é inferior ao de um sistema de carregamento tradicional usando módulos de carregamento refrigerados a ar e, com a adoção generalizada de sistemas totalmente refrigerados a líquido, suas vantagens em termos de custo-benefício se tornarão mais evidente mais óbvio.
Defeitos na tecnologia de superalimentação de refrigeração líquida.
1. Mau equilíbrio térmico
O resfriamento líquido ainda se baseia no princípio da troca de calor devido às diferenças de temperatura. Portanto, o problema da diferença de temperatura dentro do módulo da bateria não pode ser evitado. As diferenças de temperatura podem resultar em sobrecarga, sobrecarga ou subcarga. Descarga de componentes individuais do módulo durante a carga e descarga. A sobrecarga e a descarga excessiva das baterias podem causar problemas de segurança da bateria e reduzir a vida útil da bateria. A subcarga e a descarga reduzem a densidade de energia da bateria e encurtam o seu alcance operacional.
2. A potência de transferência de calor é limitada.
A taxa de carregamento da bateria é limitada pela taxa de dissipação de calor, caso contrário, existe risco de superaquecimento. O poder de transferência de calor do resfriamento líquido de placa fria é limitado pela diferença de temperatura e taxa de fluxo, e a diferença de temperatura controlada está intimamente relacionada à temperatura ambiente.
3. Existe um alto risco de aumento de temperatura.
A fuga térmica da bateria ocorre quando a bateria gera uma grande quantidade de calor em um curto período. Devido à taxa limitada de dissipação de calor sensível devido às diferenças de temperatura, um grande acúmulo de calor resulta em um crescimento repentino. temperatura, o que resulta em um ciclo positivo entre o aquecimento da bateria e o aumento da temperatura, causando explosões e incêndios, além de causar fuga térmica nas células vizinhas.
4. Grande consumo de energia parasita.
A resistência do ciclo de refrigeração líquida é alta, especialmente dadas as limitações do volume do módulo da bateria. O canal de fluxo da placa fria geralmente é pequeno. Quando a transferência de calor é grande, a vazão será grande e a perda de pressão no ciclo será grande. , e o consumo de energia será grande, o que reduzirá o desempenho da bateria durante a sobrecarga.
Status do mercado e tendências de desenvolvimento para recargas de refrigeração líquida.
Situação do mercado
De acordo com os dados mais recentes da China Charging Alliance, havia mais 31.000 estações de carregamento públicas em Fevereiro de 2023 do que em Janeiro de 2023, um aumento de 54,1% em relação a Fevereiro. Em fevereiro de 2023, as unidades membros da aliança relataram um total de 1,869 milhão de estações de carregamento públicas, incluindo 796.000 estações de carregamento DC e 1,072 milhão de estações de carregamento AC.
À medida que a taxa de penetração de novos veículos energéticos continua a aumentar e as instalações de apoio, como as pilhas de carga, se desenvolvem rapidamente, a nova tecnologia de superalimentação com refrigeração líquida tornou-se objeto de concorrência na indústria. Muitas novas empresas de veículos energéticos e empresas de estacas também começaram a realizar pesquisa e desenvolvimento tecnológico e planejam inflacionar os preços.
A Tesla é a primeira empresa automobilística do setor a iniciar a adoção em massa de unidades superalimentadas com refrigeração líquida. Atualmente, implantou mais de 1.500 estações de superalimentação na China, com um total de 10.000 unidades de superalimentação. O supercharger Tesla V3 apresenta um design totalmente refrigerado a líquido, um módulo de carregamento refrigerado a líquido e uma pistola de carregamento refrigerada a líquido. Uma pistola pode carregar até 250 kW/600 A, aumentando o alcance em 250 quilômetros em 15 minutos. O modelo V4 será produzido em lotes. A instalação de carregamento também aumenta a potência de carregamento para 350 kW por arma.
Posteriormente, o Porsche Taycan introduziu a primeira arquitetura elétrica de alta tensão de 800 V do mundo e suporta carregamento rápido potente de 350 kW; A edição limitada global Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 tem corrente de até 600 A, tensão de até 800 V e potência de pico de carga de 480 kW; tensão de pico de até 1000 V, corrente de até 600 A e potência de pico de carga de 480 kW; Xiaopeng G9 é um carro de produção com bateria de silício de 800V; plataforma de tensão de carboneto e é adequada para carregamento ultrarrápido de 480 kW.
Atualmente, as principais empresas fabricantes de carregadores que entram no mercado doméstico de superalimentadores refrigerados a líquido incluem principalmente Inkerui, Infineon Technology, ABB, Ruisu Intelligent Technology, Power Source, Star Charging, Te Laidian, etc.
A tendência futura de recarga de refrigeração líquida
O campo do resfriamento líquido superalimentado está em sua infância e tem grande potencial e amplas perspectivas de desenvolvimento. O resfriamento líquido é uma ótima solução para carregamento de alta potência. Não há problemas técnicos no projeto e produção de fontes de alimentação de bateria com carregamento de alta potência no país e no exterior. É necessário resolver o problema da conexão do cabo da fonte de alimentação da bateria de carregamento de alta potência à pistola de carregamento.
No entanto, a taxa de adoção de pilhas superalimentadas com refrigeração líquida de alta potência em meu país ainda é baixa. Isso ocorre porque as pistolas de carregamento refrigeradas a líquido têm um custo relativamente alto e os sistemas de carregamento rápido abrirão um mercado no valor de centenas de bilhões de dólares em 2025. De acordo com informações disponíveis publicamente, o preço médio das unidades de carregamento é de cerca de 0,4 RMB/ C.
O preço das unidades de carregamento rápido de 240 kW é estimado em cerca de 96.000 yuans, de acordo com os preços dos cabos de carregamento de refrigeração líquida da Rifeng Co., Ltd. Na conferência de imprensa, que custa 20.000 yuans por conjunto, presume-se que o carregador seja resfriado a líquido. O custo da arma é de aproximadamente 21% do custo da pilha de carregamento, tornando-a o componente mais caro depois do módulo de carregamento. À medida que aumenta o número de novos modelos de carregamento rápido de energia, espera-se que a área de mercado de baterias de carregamento rápido de alta potência no meu país seja de aproximadamente 133,4 bilhões de yuans até 2025.
No futuro, a tecnologia de recarga de refrigeração líquida acelerará ainda mais a penetração. O desenvolvimento e implementação de uma poderosa tecnologia de superalimentação com refrigeração líquida ainda tem um longo caminho a percorrer. Isso requer colaboração entre montadoras, empresas de baterias, empresas de empilhamento e outras partes.
Só desta forma poderemos apoiar melhor o desenvolvimento da indústria de veículos eléctricos da China, promover ainda mais o carregamento simplificado e V2G, e promover a poupança de energia e a redução de emissões numa abordagem de baixo carbono. e desenvolvimento verde, e acelerar a implementação do objectivo estratégico de “duplo carbono”.
Horário da postagem: 06 de maio de 2024