Odată cu dezvoltarea rapidă a pieței vehiculelor electrice, utilizatorii impun cerințe din ce în ce mai mari cu privire la gamă, viteza de încărcare, confortul de încărcare și alte aspecte. Cu toate acestea, există încă deficiențe și probleme de inconsecvență în infrastructura de încărcare din țară și din străinătate, ceea ce determină utilizatorii să întâmpine adesea probleme precum incapacitatea de a găsi stații de încărcare adecvate, timpi lungi de așteptare și efect slab de încărcare atunci când călătoresc.
Huawei Digital Energy a postat pe Twitter: „Superalimentatorul complet răcit cu lichid de la Huawei ajută la crearea unui coridor verde de supraalimentare 318 Sichuan-Tibet de înaltă calitate la altitudine mare și la încărcare rapidă.” Articolul notează că aceste terminale de reîncărcare complet răcite cu lichid au următoarele caracteristici:
1. Puterea maximă de ieșire este de 600KW, iar curentul maxim este de 600A. Este cunoscut ca „un kilometru pe secundă” și poate oferi putere maximă de încărcare la altitudini mari.
2. Tehnologia completă de răcire cu lichid asigură fiabilitatea ridicată a echipamentului: pe platou, poate rezista la temperaturi ridicate, umiditate ridicată, praf și coroziune și se poate adapta la diferite condiții dificile de operare a liniei.
3. Potrivit pentru toate modelele: intervalul de încărcare este 200-1000V, iar rata de succes a încărcării poate ajunge la 99%. Se poate potrivi cu mașini de pasageri precum Tesla, Xpeng și Lili, precum și cu vehicule comerciale precum Lalamove și poate obține: „Mergeți la mașină, încărcați-o, încărcați-o și plecați.”
Tehnologia de supraalimentare răcită cu lichid nu numai că oferă servicii și experiență de înaltă calitate utilizatorilor autohtoni de vehicule cu energie nouă, dar va contribui și la extinderea și promovarea pieței vehiculelor cu energie nouă. Acest articol vă va ajuta să înțelegeți tehnologia de reîncărcare cu răcire cu lichid și să analizați starea pieței acesteia și tendințele viitoare.
Ce este supraîncărcarea răcirii cu lichid?
Reîncărcarea cu răcire cu lichid se realizează prin crearea unui canal special de circulație a lichidului între cablu și pistolul de încărcare. Acest canal este umplut cu lichid de răcire pentru a elimina căldura. Pompa de putere promovează circulația lichidului de răcire, care poate disipa eficient căldura generată în timpul procesului de încărcare. Partea de alimentare a sistemului folosește răcirea cu lichid și este complet izolată de mediul extern, respectând astfel standardul de proiectare IP65. În același timp, sistemul folosește și un ventilator puternic pentru a reduce zgomotul de disipare a căldurii și pentru a îmbunătăți respectarea mediului.
Caracteristicile tehnice și avantajele răcirii cu lichid supraalimentat.
1. Curent mai mare și viteză de încărcare mai mare.
Ieșirea curentului bateriei de încărcare este limitată de firul pistolului de încărcare, care utilizează de obicei cabluri de cupru pentru a transporta curentul. Cu toate acestea, căldura generată de un cablu este proporțională cu pătratul curentului, ceea ce înseamnă că, pe măsură ce curentul de încărcare crește, este mai probabil ca cablul să genereze căldură în exces. Pentru a reduce problema supraîncălzirii cablului, aria secțiunii transversale a firului trebuie mărită, dar acest lucru va face și pistolul de încărcare mai greu. De exemplu, pistolul de încărcare standard național actual de 250 A utilizează de obicei un cablu de 80 mm², ceea ce face ca pistolul de încărcare să fie în general mai greu și să nu fie ușor de îndoit.
Dacă trebuie să obțineți un curent de încărcare mai mare, un încărcător cu pistol dublu este o soluție viabilă, dar aceasta este potrivită doar pentru cazuri speciale. Cea mai bună soluție pentru încărcarea cu curent ridicat este de obicei tehnologia pistolului de încărcare răcit cu lichid. Această tehnologie răcește eficient interiorul pistolului de încărcare, permițându-i să facă față curenților mai mari fără a se supraîncălzi.
Structura internă a pistolului de încărcare răcit cu lichid include cabluri și conducte de apă. De obicei, aria secțiunii transversale a cablului pistolului de încărcare răcit cu lichid de 500 A este de numai 35 mm², iar căldura generată este disipată eficient de fluxul de lichid de răcire din conducta de apă. Deoarece cablul este mai subțire, un pistol de încărcare răcit cu lichid este cu 30 până la 40% mai ușor decât un pistol de încărcare convențional.
În plus, un pistol de încărcare răcit cu lichid trebuie utilizat și cu o unitate de răcire, care include rezervoare de apă, pompe de apă, radiatoare, ventilatoare și alte componente. Pompa de apă este responsabilă pentru circulația lichidului de răcire în interiorul liniei duzei, transferând căldura către radiator și apoi suflă-l cu ventilatorul, oferind astfel o capacitate de transport mai mare decât duzele convenționale răcite natural.
2. Cablul pistolului este mai ușor, iar echipamentul de încărcare este mai ușor.
3. Mai puțină căldură, disipare rapidă a căldurii și siguranță ridicată.
Cazanele de încărcare convenționale și cazanele de încărcare semi-răcit cu fluid utilizează de obicei sisteme de rejectare a căldurii răcite cu aer în care aerul intră în corpul cazanului dintr-o parte, elimină căldura generată de componentele electrice și modulele redresoare și apoi iese din corpul cazanului. pliază corpul pe cealaltă parte. Cu toate acestea, această metodă de îndepărtare a căldurii are unele probleme deoarece aerul care intră în grămadă poate conține praf, pulverizare de sare și vapori de apă, iar aceste substanțe pot adera la suprafața componentelor interne, ceea ce duce la o performanță redusă de izolație a grămezii. sisteme și eficiență redusă de disipare a căldurii, care reduce eficiența de încărcare și scurtează durata de viață a echipamentului.
Pentru cazanele de încărcare convenționale și cazanele de încărcare semi-răcit cu fluid, îndepărtarea căldurii și protecția sunt două concepte contradictorii. Dacă performanța de protecție este importantă, performanța termică poate fi limitată și invers. Acest lucru complică proiectarea unor astfel de grămezi și necesită luarea în considerare pe deplin a disipării căldurii, protejând în același timp echipamentul.
Blocul de pornire răcit complet cu lichid utilizează un modul de pornire răcit cu lichid. Acest modul nu are conducte de aer în față sau în spate. Modulul utilizează lichid de răcire care circulă prin placa internă de răcire cu lichid pentru a schimba căldură cu mediul extern, permițând secțiunii de alimentare a unității de portbagaj să realizeze un design complet închis. Radiatorul este plasat pe exteriorul grămezii, iar lichidul de răcire din interior transferă căldură către calorifer, iar apoi aerul exterior duce căldura de pe suprafața radiatorului.
În acest design, modulul de încărcare răcit cu lichid și accesoriile electrice din interiorul blocului de încărcare sunt complet izolate de mediul extern, atingând un nivel de protecție IP65 și sporind fiabilitatea sistemului.
4. Zgomot redus de încărcare și protecție mai mare.
Atât sistemele de încărcare tradiționale, cât și cele răcite cu lichid au module de încărcare răcite cu aer încorporate. Modulul este echipat cu mai multe ventilatoare mici de mare viteză care produc de obicei niveluri de zgomot de peste 65 de decibeli în timpul funcționării. În plus, pila de încărcare în sine este echipată cu un ventilator de răcire. În prezent, încărcătoarele răcite cu aer depășesc adesea 70 de decibeli atunci când funcționează la putere maximă. Acest lucru poate să nu fie vizibil în timpul zilei, dar noaptea poate provoca și mai multe perturbări ale mediului.
Prin urmare, zgomotul crescut de la stațiile de încărcare este cea mai frecventă plângere a operatorilor. Pentru a rezolva această problemă, operatorii trebuie să ia măsuri corective, dar acestea sunt adesea costisitoare și au o eficiență limitată. În cele din urmă, funcționarea cu putere limitată poate fi singura modalitate de a reduce interferența zgomotului.
Blocul de portbagaj răcit complet cu lichid adoptă o structură de disipare a căldurii cu dublă circulație. Modulul intern de răcire cu lichid circulă lichidul de răcire prin pompa de apă pentru a disipa căldura și pentru a transfera căldura generată în interiorul modulului către radiatorul cu aripioare. Un ventilator mare sau un sistem de aer condiționat cu viteză mică, dar volum mare de aer este utilizat în afara radiatorului pentru a disipa eficient căldura. Acest tip de ventilator cu volum de viteză mică are un nivel de zgomot relativ scăzut și este mai puțin dăunător decât zgomotul unui ventilator mic de mare viteză.
În plus, un compresor complet răcit cu lichid poate avea, de asemenea, un design de disipare a căldurii split, similar cu principiul aparatelor de aer condiționat split. Acest design protejează unitatea de răcire de oameni și poate chiar schimba căldură cu piscine, fântâni, etc. pentru o răcire mai bună și niveluri reduse de zgomot.
5. Costul total scăzut de proprietate.
Atunci când se ia în considerare costul de încărcare a echipamentelor la stațiile de încărcare, trebuie luat în considerare costul total al ciclului de viață (TCO) al încărcătorului. Sistemele tradiționale de încărcare care utilizează module de încărcare răcite cu aer au de obicei o durată de viață mai mică de 5 ani, în timp ce termenii actuali de închiriere operațională a stației de încărcare sunt de obicei 8-10 ani. Aceasta înseamnă că echipamentul de încărcare trebuie înlocuit cel puțin o dată pe durata de viață a instalației. În schimb, un cazan de încărcare complet răcit cu lichid poate avea o durată de viață de cel puțin 10 ani, acoperind întregul ciclu de viață al centralei electrice. În plus, spre deosebire de blocul de portbagaj al unui modul răcit cu aer, care necesită deschiderea frecventă a dulapului pentru îndepărtarea prafului și întreținere, un bloc de portbagaj răcit complet cu lichid trebuie spălat doar după ce praful s-a acumulat pe radiatorul extern, ceea ce face întreținerea dificilă. . confortabil.
Prin urmare, costul total de proprietate al unui sistem de încărcare complet răcit cu lichid este mai mic decât cel al unui sistem tradițional de încărcare care utilizează module de încărcare răcite cu aer și, odată cu adoptarea pe scară largă a sistemelor complet răcite cu lichid, avantajele sale din punct de vedere al costurilor vor deveni mai evident mai evident.
Defecte în tehnologia de supraalimentare cu răcire cu lichid.
1. Echilibru termic slab
Răcirea cu lichid se bazează încă pe principiul schimbului de căldură din cauza diferențelor de temperatură. Prin urmare, problema diferenței de temperatură din interiorul modulului bateriei nu poate fi evitată. Diferențele de temperatură pot duce la supraîncărcare, supraîncărcare sau subîncărcare. Descărcarea componentelor individuale ale modulului în timpul încărcării și descărcării. Supraîncărcarea și supraîncărcarea bateriilor poate cauza probleme de siguranță a bateriei și poate scurta durata de viață a bateriei. Subîncărcarea și descărcarea reduc densitatea de energie a bateriei și îi scurtează intervalul de funcționare.
2. Puterea de transfer de căldură este limitată.
Rata de încărcare a bateriei este limitată de rata de disipare a căldurii, în caz contrar, există riscul de supraîncălzire. Puterea de transfer de căldură a răcirii lichide cu plăci reci este limitată de diferența de temperatură și debitul, iar diferența de temperatură controlată este strâns legată de temperatura ambiantă.
3. Există un risc mare de evadare a temperaturii.
Eliberarea termică a bateriei apare atunci când bateria generează o cantitate mare de căldură într-o perioadă scurtă. Datorită ratei limitate de disipare a căldurii sensibile din cauza diferențelor de temperatură, acumularea mare de căldură are ca rezultat creșterea bruscă. temperatura, care are ca rezultat un ciclu pozitiv între încălzirea bateriei și creșterea temperaturii, provocând explozii și incendii, precum și ducând la evadarea termică în celulele învecinate.
4. Consum mare de energie parazitară.
Rezistența ciclului de răcire cu lichid este mare, mai ales având în vedere limitările volumului modulului bateriei. Canalul de curgere al plăcii rece este de obicei mic. Când transferul de căldură este mare, debitul va fi mare, iar pierderea de presiune în ciclu va fi mare. , iar consumul de energie va fi mare, ceea ce va reduce performanța bateriei la supraîncărcare.
Starea pieței și tendințele de dezvoltare pentru rezervele de răcire cu lichid.
Starea pieței
Conform celor mai recente date de la China Charging Alliance, în februarie 2023 au existat cu 31.000 de stații de încărcare publice mai multe decât în ianuarie 2023, în creștere cu 54,1% față de februarie. În februarie 2023, unitățile membre ale Alianței au raportat un total de 1,869 milioane de stații de încărcare publice, inclusiv 796,000 de stații de încărcare DC și 1,072 milioane de stații de încărcare AC.
Pe măsură ce rata de penetrare a vehiculelor cu energie noi continuă să crească și instalațiile de sprijin, cum ar fi grămezii de încărcare, se dezvoltă rapid, noua tehnologie de supraalimentare răcită cu lichid a devenit subiect de concurență în industrie. Multe companii noi de vehicule energetice și companii de pile au început, de asemenea, să efectueze cercetări și dezvoltare tehnologică și intenționează să umfle prețurile.
Tesla este prima companie auto din industrie care a început adoptarea în masă a unităților supraalimentate răcite cu lichid. În prezent, a instalat peste 1.500 de stații de supraalimentare în China, cu un total de 10.000 de unități de supraalimentare. Supraalimentatorul Tesla V3 are un design răcit complet cu lichid, un modul de încărcare răcit cu lichid și un pistol de încărcare răcit cu lichid. Un pistol poate încărca până la 250 kW/600 A, mărind raza de acțiune cu 250 de kilometri în 15 minute. Modelul V4 va fi produs în loturi. Instalația de încărcare crește și puterea de încărcare la 350 kW per pistol.
Ulterior, Porsche Taycan a introdus prima arhitectură electrică de înaltă tensiune de 800 V din lume și suportă încărcare rapidă puternică de 350 kW; Ediția globală limitată Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 are un curent de până la 600 A, o tensiune de până la 800 V și o putere de încărcare de vârf de 480 kW; tensiune de vârf până la 1000 V, curent până la 600 A și putere de încărcare de vârf 480 kW; Xiaopeng G9 este o mașină de producție cu o baterie de silicon de 800V; platformă de tensiune din carbură și este potrivit pentru încărcare ultra-rapidă de 480 kW.
În prezent, marile companii producătoare de încărcătoare care intră pe piața internă a supraalimentatoarelor răcite cu lichid includ în principal Inkerui, Infineon Technology, ABB, Ruisu Intelligent Technology, Power Source, Star Charging, Te Laidian etc.
Tendința viitoare de reîncărcare răcire cu lichid
Domeniul răcirii cu lichid supraalimentat este la început și are un potențial mare și perspective largi de dezvoltare. Răcirea cu lichid este o soluție excelentă pentru încărcarea de mare putere. Nu există probleme tehnice în proiectarea și producția de surse de alimentare cu baterii de încărcare de mare putere în țară și în străinătate. Este necesar să se rezolve problema conexiunii prin cablu de la sursa de alimentare a bateriei de încărcare de mare putere la pistolul de încărcare.
Cu toate acestea, rata de adoptare a piloților supraalimentați de mare putere răcită cu lichid în țara mea este încă scăzută. Acest lucru se datorează faptului că pistoalele de încărcare răcite cu lichid au un cost relativ ridicat, iar sistemele de încărcare rapidă vor deschide o piață de sute de miliarde de dolari în 2025. Conform informațiilor disponibile publicului, prețul mediu al unităților de încărcare este de aproximativ 0,4 RMB/ W.
Prețul unităților de încărcare rapidă de 240 kW este estimat la aproximativ 96.000 de yuani, conform prețurilor cablurilor de încărcare cu răcire lichidă de la Rifeng Co., Ltd. La conferința de presă, care costă 20.000 de yuani per set, se presupune că încărcătorul este răcit cu lichid. Costul pistolului este de aproximativ 21% din costul grămezii de încărcare, ceea ce îl face cea mai scumpă componentă după modulul de încărcare. Pe măsură ce numărul de noi modele de încărcare rapidă cu energie crește, zona de piață pentru bateriile de încărcare rapidă de mare putere din țara mea este de așteptat să fie de aproximativ 133,4 miliarde de yuani până în 2025.
În viitor, tehnologia de reîncărcare cu răcire lichidă va accelera și mai mult penetrarea. Dezvoltarea și implementarea unei tehnologii puternice de supraalimentare răcită cu lichid mai are încă un drum lung de parcurs. Acest lucru necesită colaborarea între companiile de mașini, companiile de baterii, companiile de piloți și alte părți.
Numai în acest fel putem sprijini mai bine dezvoltarea industriei vehiculelor electrice din China, putem promova în continuare încărcarea simplificată și V2G și putem promova economisirea energiei și reducerea emisiilor într-o abordare cu emisii scăzute de carbon. și dezvoltarea ecologică și să accelereze implementarea obiectivului strategic „dublu carbon”.
Ora postării: mai-06-2024