S rýchlym rozvojom trhu s elektrickými vozidlami používatelia kladú čoraz vyššie požiadavky na dojazd, rýchlosť nabíjania, pohodlie nabíjania a ďalšie aspekty. Stále však existujú nedostatky a problémy s nejednotnosťou v nabíjacej infraštruktúre doma aj v zahraničí, čo spôsobuje, že používatelia sa často stretávajú s problémami, ako je nemožnosť nájsť vhodné nabíjacie stanice, dlhé čakacie doby a slabý efekt nabíjania pri cestovaní.
Huawei Digital Energy tweetoval: „Kvapalinou chladený kompresor Huawei pomáha vytvárať vysokokvalitný vysokokvalitný 318 Sichuan-Tibet Supercharger Green Corridor s rýchlym nabíjaním.“ V článku sa uvádza, že tieto plne kvapalinou chladené dobíjacie terminály majú nasledujúce charakteristiky:
1. Maximálny výstupný výkon je 600KW a maximálny prúd je 600A. Je známy ako „jeden kilometer za sekundu“ a dokáže poskytnúť maximálny nabíjací výkon vo vysokých nadmorských výškach.
2. Technológia úplného chladenia kvapalinou zaisťuje vysokú spoľahlivosť zariadenia: na plošine odoláva vysokým teplotám, vysokej vlhkosti, prachu a korózii a dokáže sa prispôsobiť rôznym náročným prevádzkovým podmienkam linky.
3. Vhodné pre všetky modely: Rozsah nabíjania je 200-1000 V a úspešnosť nabíjania môže dosiahnuť 99%. Môže sa zhodovať s osobnými automobilmi, ako sú Tesla, Xpeng a Lili, ako aj s úžitkovými vozidlami, ako je Lalamove, a môže dosiahnuť: „Príďte k autu, nabite ho, nabite a choďte.“
Kvapalinou chladená technológia preplňovania nielenže poskytuje vysokokvalitné služby a skúsenosti domácim používateľom nových energetických vozidiel, ale tiež pomôže ďalej rozširovať a propagovať trh s novými energetickými vozidlami. Tento článok vám pomôže pochopiť technológiu dobíjania kvapalinovým chladením a analyzovať jej stav na trhu a budúce trendy.
Čo je prebitie kvapalinového chladenia?
Dobitie chladením kvapaliny sa dosiahne vytvorením špeciálneho kanála na cirkuláciu kvapaliny medzi káblom a nabíjacou pištoľou. Tento kanál je naplnený chladiacou kvapalinou na odvádzanie tepla. Výkonové čerpadlo podporuje cirkuláciu chladiacej kvapaliny, ktorá dokáže efektívne odvádzať teplo vznikajúce počas procesu nabíjania. Výkonová časť systému využíva kvapalinové chladenie a je úplne izolovaná od vonkajšieho prostredia, čím spĺňa konštrukčný štandard IP65. Systém zároveň využíva aj výkonný ventilátor na zníženie hluku spôsobeného odvodom tepla a zlepšenie šetrnosti k životnému prostrediu.
Technické vlastnosti a výhody preplňovaného kvapalinového chladenia.
1. Vyšší prúd a vyššia rýchlosť nabíjania.
Prúdový výstup nabíjacej batérie je obmedzený drôtom nabíjacej pištole, ktorý zvyčajne používa medené káble na prenos prúdu. Teplo generované káblom je však úmerné druhej mocnine prúdu, čo znamená, že keď sa nabíjací prúd zvyšuje, je pravdepodobnejšie, že kábel bude generovať prebytočné teplo. Aby sa obmedzil problém s prehrievaním kábla, musí sa zväčšiť plocha prierezu drôtu, čo však tiež spôsobí, že nabíjacia pištoľ bude ťažšia. Napríklad súčasná národná štandardná nabíjacia pištoľ 250 A zvyčajne používa kábel 80 mm², vďaka čomu je nabíjacia pištoľ celkovo ťažšia a nie je ľahké ju ohnúť.
Ak potrebujete dosiahnuť vyšší nabíjací prúd, životaschopným riešením je duálna nabíjačka pištole, ktorá je však vhodná len pre špeciálne prípady. Najlepším riešením pre vysokoprúdové nabíjanie je zvyčajne kvapalinou chladená nabíjacia pištoľ. Táto technológia efektívne ochladzuje vnútro nabíjacej pištole, čo jej umožňuje zvládnuť vyššie prúdy bez prehriatia.
Vnútorná konštrukcia kvapalinou chladenej nabíjacej pištole obsahuje káble a vodovodné potrubia. Prierez kábla 500A kvapalinou chladenej nabíjacej pištole je zvyčajne iba 35 mm² a generované teplo je efektívne odvádzané prúdom chladiacej kvapaliny vo vodnom potrubí. Pretože je kábel tenší, kvapalinou chladená nabíjacia pištoľ je o 30 až 40 % ľahšia ako bežná nabíjacia pištoľ.
Navyše, kvapalinou chladenú nabíjaciu pištoľ je potrebné použiť aj s chladiacou jednotkou, ktorá zahŕňa vodné nádrže, vodné čerpadlá, radiátory, ventilátory a ďalšie komponenty. Vodné čerpadlo je zodpovedné za cirkuláciu chladiacej kvapaliny vo vnútri potrubia dýz, prenášanie tepla do chladiča a jeho následné vyfukovanie ventilátorom, čím poskytuje vyššiu prúdovú kapacitu ako bežné prirodzene chladené dýzy.
2. Kábel pištole je ľahší a nabíjacie zariadenie je ľahšie.
3. Menej tepla, rýchly odvod tepla a vysoká bezpečnosť.
Konvenčné plniace kotly a polokvapalinovo chladené plniace kotly zvyčajne používajú vzduchom chladené systémy na odvod tepla, v ktorých vzduch vstupuje do telesa kotla z jednej strany, odoberá teplo generované elektrickými komponentmi a modulmi usmerňovača a potom opúšťa teleso kotla. preložte telo na druhú stranu. Tento spôsob odvádzania tepla má však určité problémy, pretože vzduch vstupujúci do vlasu môže obsahovať prach, soľnú hmlu a vodnú paru a tieto látky môžu priľnúť na povrch vnútorných komponentov, čo má za následok znížený izolačný výkon vlasu. systémov a znížená účinnosť odvádzania tepla, čo znižuje účinnosť nabíjania a skracuje životnosť zariadenia.
Pre konvenčné nabíjacie kotly a polokvapalinovo chladené nakladacie kotly sú odvod tepla a ochrana dva protichodné pojmy. Ak je ochranný výkon dôležitý, tepelný výkon môže byť obmedzený a naopak. To komplikuje konštrukciu takýchto hromád a vyžaduje plné zohľadnenie rozptylu tepla pri ochrane zariadenia.
Kvapalinou chladený zavádzací blok používa kvapalinou chladený zavádzací modul. Tento modul nemá vpredu ani vzadu žiadne vzduchové kanály. Modul využíva chladivo cirkulujúce cez vnútornú kvapalinovú chladiacu dosku na výmenu tepla s vonkajším prostredím, čo umožňuje výkonovej časti batožinového priestoru dosiahnuť úplne uzavretý dizajn. Radiátor je umiestnený na vonkajšej strane hromady a chladiaca kvapalina vo vnútri odovzdáva teplo radiátoru a potom vonkajší vzduch odvádza teplo z povrchu radiátora.
V tomto dizajne sú kvapalinou chladený nabíjací modul a elektrické príslušenstvo vo vnútri nabíjacieho bloku úplne izolované od vonkajšieho prostredia, čím sa dosahuje úroveň ochrany IP65 a zvyšuje sa spoľahlivosť systému.
4. Nízka hlučnosť nabíjania a vyššia ochrana.
Tradičné aj kvapalinou chladené nabíjacie systémy majú zabudované vzduchom chladené nabíjacie moduly. Modul je vybavený niekoľkými vysokorýchlostnými malými ventilátormi, ktoré počas prevádzky zvyčajne produkujú hladiny hluku nad 65 decibelov. Samotná nabíjacia hromada je navyše vybavená chladiacim ventilátorom. V súčasnosti vzduchom chladené nabíjačky často presahujú 70 decibelov, keď bežia na plný výkon. Cez deň to nemusí byť badateľné, no v noci to môže ešte viac narušiť životné prostredie.
Najčastejšou sťažnosťou operátorov je preto zvýšený hluk z nabíjacích staníc. Na vyriešenie tohto problému musia prevádzkovatelia prijať nápravné opatrenia, ktoré sú však často nákladné a majú obmedzenú účinnosť. V konečnom dôsledku môže byť prevádzka s obmedzeným výkonom jediným spôsobom, ako znížiť rušenie hlukom.
Kvapalinou chladený batožinový blok využíva štruktúru odvádzania tepla s dvojitou cirkuláciou. Vnútorný modul chladenia kvapalinou cirkuluje chladivo cez vodné čerpadlo, aby odvádzalo teplo a prenášalo teplo generované vo vnútri modulu do rebrovaného chladiča. Na efektívne odvádzanie tepla sa mimo chladiča používa veľký ventilátor alebo klimatizačný systém s nízkou rýchlosťou, ale vysokým objemom vzduchu. Tento typ ventilátora s nízkou rýchlosťou má relatívne nízku hladinu hluku a je menej škodlivý ako hluk vysokorýchlostného malého ventilátora.
Plne kvapalinou chladený kompresor môže mať navyše dizajn deleného odvodu tepla, podobný princípu delených klimatizácií. Tento dizajn chráni chladiacu jednotku pred ľuďmi a môže dokonca vymieňať teplo s bazénmi, fontánami atď. pre lepšie chladenie a zníženie hladiny hluku.
5. Nízke celkové náklady na vlastníctvo.
Pri zvažovaní nákladov na nabíjacie zariadenia na nabíjacích staniciach je potrebné zvážiť celkové náklady na životný cyklus (TCO) nabíjačky. Tradičné nabíjacie systémy využívajúce vzduchom chladené nabíjacie moduly majú zvyčajne životnosť menej ako 5 rokov, zatiaľ čo súčasné podmienky operatívneho prenájmu nabíjacích staníc sú zvyčajne 8-10 rokov. To znamená, že nabíjacie zariadenie musí byť vymenené aspoň raz počas životnosti zariadenia. Naproti tomu plne kvapalinou chladený nabíjací kotol môže mať životnosť minimálne 10 rokov, pokrývajúc celý životný cyklus elektrárne. Navyše, na rozdiel od štartovacieho bloku vzduchom chladeného modulu, ktorý vyžaduje časté otváranie skrinky na odstránenie prachu a údržbu, kvapalinou chladený bootovací blok stačí prepláchnuť až po nahromadení prachu na externom chladiči, čo sťažuje údržbu. . pohodlné.
Preto sú celkové náklady na vlastníctvo plne kvapalinou chladeného nabíjacieho systému nižšie ako v prípade tradičného nabíjacieho systému využívajúceho vzduchom chladené nabíjacie moduly a s rozšíreným prijatím plne kvapalinou chladených systémov sa stanú jeho výhody z hľadiska nákladovej efektívnosti. zreteľnejšie zreteľnejšie.
Chyby v technológii preplňovania kvapalinovým chladením.
1. Zlá tepelná bilancia
Kvapalinové chladenie je stále založené na princípe výmeny tepla v dôsledku teplotných rozdielov. Preto sa nedá vyhnúť problému teplotného rozdielu vo vnútri batériového modulu. Teplotné rozdiely môžu viesť k prebitiu, prebitiu alebo nedostatočnému nabitiu. Vybíjanie jednotlivých komponentov modulu počas nabíjania a vybíjania. Prebíjanie a nadmerné vybíjanie batérií môže spôsobiť problémy s bezpečnosťou batérie a skrátiť životnosť batérie. Podbíjanie a vybíjanie znižuje hustotu energie batérie a skracuje jej prevádzkový dosah.
2. Výkon prenosu tepla je obmedzený.
Rýchlosť nabíjania batérie je obmedzená rýchlosťou odvádzania tepla, inak hrozí prehriatie. Výkon prenosu tepla chladením kvapalinou studenej dosky je obmedzený teplotným rozdielom a prietokom a riadený teplotný rozdiel úzko súvisí s teplotou okolia.
3. Existuje vysoké riziko úniku teploty.
Tepelný únik batérie nastáva, keď batéria generuje veľké množstvo tepla v krátkom čase. Vzhľadom na obmedzenú rýchlosť citeľného rozptylu tepla v dôsledku teplotných rozdielov má veľká akumulácia tepla za následok náhly rast. teplota, čo vedie k pozitívnemu cyklu medzi zahrievaním batérie a zvyšovaním teploty, čo spôsobuje výbuchy a požiare, ako aj vedie k tepelnému úniku v susedných článkoch.
4. Veľká parazitná spotreba energie.
Odolnosť cyklu kvapalinového chladenia je vysoká, najmä vzhľadom na obmedzenia objemu batériového modulu. Prietokový kanál studenej dosky je zvyčajne malý. Keď je prenos tepla veľký, prietok bude veľký a strata tlaku v cykle bude veľká. a spotreba energie bude veľká, čo zníži výkon batérie pri prebíjaní.
Stav trhu a vývojové trendy pre kvapalinové chladiace náplne.
Stav na trhu
Podľa najnovších údajov China Charging Alliance bolo vo februári 2023 o 31 000 verejných nabíjacích staníc viac ako v januári 2023, čo je o 54,1 % viac ako vo februári. K februáru 2023 členské jednotky aliancie hlásili celkovo 1,869 milióna verejných nabíjacích staníc, vrátane 796 000 jednosmerných nabíjacích staníc a 1,072 milióna AC nabíjacích staníc.
Keďže miera penetrácie nových energetických vozidiel neustále rastie a podporné zariadenia, ako sú nakladacie haly, sa rýchlo rozvíjajú, nová technológia kvapalinou chladeného preplňovania sa stala predmetom hospodárskej súťaže v tomto odvetví. Mnohé spoločnosti vyrábajúce nové energetické vozidlá a pilotné spoločnosti tiež začali vykonávať technologický výskum a vývoj a plánujú zvýšiť ceny.
Tesla je prvou automobilkou v tomto odvetví, ktorá začala masovo zavádzať preplňované kvapalinou chladené jednotky. V Číne aktuálne rozmiestnila viac ako 1 500 preplňovacích staníc s celkovým počtom 10 000 preplňovacích jednotiek. Nabíjačka Tesla V3 má úplne kvapalinou chladený dizajn, kvapalinou chladený nabíjací modul a kvapalinou chladenú nabíjaciu pištoľ. Jedna pištoľ dokáže nabiť až 250 kW/600 A, čím sa dojazd zvýši o 250 kilometrov za 15 minút. Model V4 sa bude vyrábať v dávkach. Nabíjacia inštalácia tiež zvyšuje nabíjací výkon na 350 kW na zbraň.
Následne Porsche Taycan predstavilo prvú 800 V vysokonapäťovú elektrickú architektúru na svete a podporuje výkonné 350 kW rýchle nabíjanie; Globálna limitovaná edícia Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 má prúd až 600 A, napätie až 800 V a špičkový nabíjací výkon 480 kW; špičkové napätie do 1000 V, prúd do 600 A a špičkový nabíjací výkon 480 kW; Xiaopeng G9 je sériový automobil s 800V silikónovou batériou; karbidová napäťová platforma a je vhodná pre ultrarýchle nabíjanie s výkonom 480 kW.
V súčasnosti medzi hlavné spoločnosti vyrábajúce nabíjačky, ktoré vstupujú na domáci trh kvapalinou chladených kompresorov, patria najmä Inkerui, Infineon Technology, ABB, Ruisu Intelligent Technology, Power Source, Star Charging, Te Laidian atď.
Budúci trend chladenia kvapalinou
Oblasť preplňovaného kvapalinového chladenia je v plienkach a má veľký potenciál a široké perspektívy rozvoja. Kvapalinové chladenie je skvelým riešením pre vysokovýkonné nabíjanie. Pri konštrukcii a výrobe vysokovýkonných nabíjacích batériových zdrojov doma aj v zahraničí neexistujú žiadne technické problémy. Je potrebné vyriešiť otázku káblového pripojenia od napájania vysokovýkonnej nabíjacej batérie k nabíjacej pištoli.
Miera prijatia vysokovýkonných kvapalinou chladených preplňovaných pilotov v mojej krajine je však stále nízka. Kvapalinou chladené nabíjacie pištole majú totiž pomerne vysoké náklady a rýchlonabíjacie systémy otvoria trh v hodnote stoviek miliárd dolárov v roku 2025. Podľa verejne dostupných informácií je priemerná cena nabíjacích jednotiek cca 0,4 RMB/ W.
Cena 240kW rýchlonabíjacích jednotiek sa odhaduje na približne 96 000 juanov, podľa cien nabíjacích káblov s kvapalinovým chladením v spoločnosti Rifeng Co., Ltd. Na tlačovej konferencii, ktorá stojí 20 000 juanov za sadu, sa predpokladá, že nabíjačka je kvapalinou chladený. Cena pištole je približne 21% nákladov na nabíjaciu hromadu, čo z nej robí najdrahší komponent po nabíjacom module. S rastúcim počtom nových modelov rýchleho nabíjania sa očakáva, že trhová oblasť pre vysokovýkonné rýchlonabíjacie batérie v mojej krajine bude do roku 2025 predstavovať približne 133,4 miliardy juanov.
V budúcnosti technológia dobíjania kvapalinovým chladením ešte viac urýchli prienik. Vývoj a implementácia výkonnej technológie kvapalinou chladeného preplňovania má pred sebou ešte dlhú cestu. To si vyžaduje spoluprácu medzi automobilkami, výrobcami batérií, pilotážnymi spoločnosťami a ďalšími stranami.
Len tak môžeme lepšie podporovať rozvoj čínskeho priemyslu elektrických vozidiel, ďalej propagovať efektívne nabíjanie a V2G a podporovať úsporu energie a znižovanie emisií v rámci nízkouhlíkového prístupu. a zelený rozvoj a urýchliť realizáciu strategického cieľa „dvojitý uhlík“.
Čas odoslania: máj-06-2024