Зі стрімким розвитком ринку електромобілів користувачі висувають все більш високі вимоги до запасу ходу, швидкості заряджання, зручності заряджання та інших аспектів. Проте все ще існують недоліки та проблеми з невідповідністю зарядної інфраструктури вдома та за кордоном, через що користувачі часто стикаються з такими проблемами, як неможливість знайти відповідні зарядні станції, довгий час очікування та поганий ефект зарядки під час подорожей.
Huawei Digital Energy написав у Твіттері: «Нагнітач Huawei з повним рідинним охолодженням допомагає створити високоякісний 318 Sichuan-Tibet Supercharging Green Corridor, який швидко заряджається на великій висоті». У статті зазначається, що ці термінали підзарядки з повністю рідинним охолодженням мають такі характеристики:
1. Максимальна вихідна потужність становить 600 кВт, а максимальний струм - 600 А. Він відомий як «один кілометр на секунду» і може забезпечити максимальну потужність зарядки на великій висоті.
2. Технологія повного рідинного охолодження забезпечує високу надійність обладнання: на плато воно може витримувати високі температури, високу вологість, пил і корозію, а також може адаптуватися до різних складних умов експлуатації лінії.
3. Підходить для всіх моделей: діапазон заряджання становить 200-1000 В, а рівень успішності заряджання може досягати 99%. Він може відповідати легковим автомобілям, таким як Tesla, Xpeng і Lili, а також комерційним транспортним засобам, таким як Lalamove, і може досягати: «Підійдіть до автомобіля, зарядіть його, зарядіть і поїдьте».
Технологія наддуву з рідинним охолодженням не тільки забезпечує високоякісні послуги та досвід для вітчизняних користувачів нових енерготранспортних засобів, але також допоможе в подальшому розширити та просувати ринок нових енерготранспортних засобів. Ця стаття допоможе вам зрозуміти технологію заряджання рідинним охолодженням і проаналізувати її стан на ринку та майбутні тенденції.
Що таке надлишок рідинного охолодження?
Підзарядка рідинним охолодженням досягається шляхом створення спеціального каналу циркуляції рідини між кабелем і зарядним пістолетом. Цей канал заповнений теплоносієм для відводу тепла. Насос живлення сприяє циркуляції рідкого теплоносія, який може ефективно розсіювати тепло, що утворюється під час процесу заряджання. Силова частина системи використовує рідинне охолодження та повністю ізольована від зовнішнього середовища, тому відповідає стандарту конструкції IP65. У той же час система також використовує потужний вентилятор для зменшення шуму розсіювання тепла та підвищення екологічності.
Технічні характеристики та переваги наддувного рідинного охолодження.
1. Вищий струм і більш висока швидкість зарядки.
Вихідний струм зарядної батареї обмежується дротом зарядної гармати, який зазвичай використовує мідні кабелі для передачі струму. Однак тепло, яке виділяється кабелем, пропорційне квадрату сили струму, а це означає, що зі збільшенням зарядного струму кабель, швидше за все, виділяє надлишок тепла. Щоб зменшити проблему перегріву кабелю, необхідно збільшити площу перерізу дроту, але це також зробить зарядний пістолет важче. Наприклад, для поточного національного стандарту зарядного пістолета 250 А зазвичай використовується кабель 80 мм², що робить зарядний пістолет загалом важчим і його важко зігнути.
Якщо вам потрібно досягти вищого зарядного струму, подвійний зарядний пристрій є життєздатним рішенням, але це підходить лише для особливих випадків. Найкращим рішенням для заряджання великим струмом зазвичай є технологія зарядного пістолета з рідинним охолодженням. Ця технологія ефективно охолоджує внутрішню частину зарядного пістолета, дозволяючи йому витримувати більші струми без перегріву.
Внутрішня структура зарядного пістолета з рідинним охолодженням включає кабелі та водопровідні труби. Як правило, площа поперечного перерізу кабелю зарядного пістолета 500A з рідинним охолодженням становить лише 35 мм², а вироблене тепло ефективно розсіюється потоком теплоносія у водопровідній трубі. Оскільки кабель тонший, зарядний пістолет з рідинним охолодженням на 30-40% легший за звичайний зарядний пістолет.
Крім того, зарядний пістолет із рідинним охолодженням також потрібно використовувати з блоком охолодження, який включає резервуари для води, водяні насоси, радіатори, вентилятори та інші компоненти. Водяний насос відповідає за циркуляцію охолоджувальної рідини всередині лінії форсунок, передачу тепла радіатору, а потім видування його за допомогою вентилятора, тим самим забезпечуючи більшу пропускну здатність по струму, ніж звичайні форсунки з природним охолодженням.
2. Шнур зброї легший, а зарядне обладнання легше.
3. Менше тепла, швидке розсіювання тепла та висока безпека.
Звичайні завантажувальні котли та завантажувальні котли з напіврідинним охолодженням зазвичай використовують системи відводу тепла з повітряним охолодженням, у яких повітря входить у корпус котла з одного боку, відводить тепло, що виділяється електричними компонентами та модулями випрямляча, а потім виходить із корпусу котла. скласти тулуб на іншу сторону. Однак цей метод відведення тепла має деякі проблеми, оскільки повітря, що надходить у палі, може містити пил, сольові бризки та водяну пару, і ці речовини можуть прилипати до поверхні внутрішніх компонентів, що призводить до зниження ізоляційних характеристик палі. систем і зниження ефективності розсіювання тепла, що знижує ефективність заряджання та скорочує термін служби обладнання.
Для звичайних завантажувальних котлів і завантажувальних котлів із напіврідинним охолодженням відведення тепла та захист є двома суперечливими концепціями. Якщо захисні характеристики важливі, теплові характеристики можуть бути обмежені, і навпаки. Це ускладнює конструкцію таких паль і вимагає повного врахування тепловіддачі при захисті обладнання.
Завантажувальний блок із повністю рідинним охолодженням використовує завантажувальний модуль із рідинним охолодженням. Цей модуль не має повітропроводів ні спереду, ні ззаду. Модуль використовує охолоджуючу рідину, що циркулює через внутрішню пластину рідинного охолодження, для обміну теплом із зовнішнім середовищем, дозволяючи силовій частині завантажувального блоку отримати повністю закриту конструкцію. Радіатор розміщений на зовнішній стороні палі, а теплоносій всередині передає тепло радіатору, а потім зовнішнє повітря відводить тепло від поверхні радіатора.
У цій конструкції зарядний модуль із рідинним охолодженням і електричні аксесуари всередині зарядного блоку повністю ізольовані від зовнішнього середовища, що забезпечує рівень захисту IP65 і підвищує надійність системи.
4. Низький рівень шуму заряджання та вищий захист.
Як традиційні, так і системи зарядки з рідинним охолодженням мають вбудовані зарядні модулі з повітряним охолодженням. Модуль оснащений кількома високошвидкісними невеликими вентиляторами, які під час роботи зазвичай створюють рівень шуму понад 65 децибел. Крім того, сама зарядна купа оснащена вентилятором охолодження. Зараз зарядні пристрої з повітряним охолодженням часто перевищують 70 децибел, коли працюють на повній потужності. Це може бути непомітним протягом дня, але вночі це може завдати ще більшої шкоди навколишньому середовищу.
Тому підвищений шум від зарядних станцій є найпоширенішою скаргою операторів. Щоб вирішити цю проблему, оператори повинні вжити коригувальних заходів, але вони часто дорогі та мають обмежену ефективність. Зрештою, робота з обмеженою потужністю може бути єдиним способом зменшити шумові перешкоди.
Завантажувальний блок із повністю рідинним охолодженням має структуру розсіювання тепла з подвійною циркуляцією. Внутрішній модуль рідинного охолодження забезпечує циркуляцію теплоносія через водяний насос для розсіювання тепла та передачі тепла, що виділяється всередині модуля, до ребристого радіатора. Великий вентилятор або система кондиціонування повітря з низькою швидкістю, але великим об’ємом повітря використовується поза радіатором для ефективного розсіювання тепла. Цей тип низькошвидкісного вентилятора має відносно низький рівень шуму та менш шкідливий, ніж шум високошвидкісного невеликого вентилятора.
Крім того, нагнітач з повністю рідинним охолодженням також може мати розділене тепловідведення, подібне до принципу розділених кондиціонерів. Ця конструкція захищає блок охолодження від людей і навіть може обмінюватися теплом з басейнами, фонтанами тощо для кращого охолодження та зниження рівня шуму.
5. Низька сукупна вартість володіння.
Розглядаючи вартість зарядного обладнання на зарядних станціях, необхідно враховувати загальну вартість життєвого циклу (TCO) зарядного пристрою. Традиційні зарядні системи, що використовують зарядні модулі з повітряним охолодженням, зазвичай мають термін служби менше 5 років, тоді як поточні терміни оренди зарядних станцій зазвичай становлять 8-10 років. Це означає, що зарядне обладнання підлягає заміні принаймні один раз протягом терміну експлуатації об’єкта. Навпаки, зарядний котел із повністю рідинним охолодженням може мати термін служби не менше 10 років, охоплюючи весь життєвий цикл електростанції. Крім того, на відміну від завантажувального блоку модуля з повітряним охолодженням, який вимагає частого відкривання корпусу для видалення пилу та обслуговування, завантажувальний блок із повністю рідинним охолодженням потрібно промити лише після того, як пил накопичиться на зовнішньому радіаторі, що ускладнює обслуговування . комфортно.
Таким чином, загальна вартість володіння системою заряджання з повним рідинним охолодженням нижча, ніж у традиційної системи заряджання, що використовує зарядні модулі з повітряним охолодженням, і з широким впровадженням систем із повним рідинним охолодженням, їх переваги в економічній ефективності стануть більш очевидний більш очевидний.
Дефекти технології наддуву рідинного охолодження.
1. Поганий тепловий баланс
Рідинне охолодження все ще засноване на принципі теплообміну за рахунок різниці температур. Таким чином, проблеми різниці температур всередині акумуляторного модуля не уникнути. Різниця температур може призвести до перезарядження, перезарядження або недозаряджання. Розряд окремих компонентів модуля під час зарядки та розрядки. Перезаряджання та надмірне розряджання акумуляторів може спричинити проблеми з безпекою акумулятора та скоротити термін його служби. Недостатнє заряджання та розрядження зменшують щільність енергії батареї та скорочують її робочий діапазон.
2. Потужність теплопередачі обмежена.
Швидкість зарядки батареї обмежена швидкістю тепловиділення, інакше існує ризик перегріву. Потужність теплопередачі рідинного охолодження холодної пластини обмежена різницею температур і швидкістю потоку, а контрольована різниця температур тісно пов’язана з температурою навколишнього середовища.
3. Високий ризик перепаду температури.
Теплова розбіжність батареї відбувається, коли батарея виділяє велику кількість тепла за короткий проміжок часу. Через обмежену швидкість відчутного розсіювання тепла через різницю температур велике накопичення тепла призводить до раптового зростання. температура, що призводить до позитивного циклу між нагріванням батареї та підвищенням температури, викликаючи вибухи та пожежі, а також призводячи до перегріву в сусідніх елементах.
4. Велике паразитне енергоспоживання.
Опір циклу рідинного охолодження високий, особливо враховуючи обмеження обсягу акумуляторного модуля. Канал потоку холодної пластини зазвичай невеликий. Коли тепловіддача велика, швидкість потоку буде великою, а втрата тиску в циклі буде великою. , і споживання енергії буде великим, що призведе до зниження продуктивності батареї при надмірному заряджанні.
Стан ринку та тенденції розвитку заправок рідинного охолодження.
Стан ринку
Згідно з останніми даними China Charging Alliance, у лютому 2023 року було на 31 000 громадських зарядних станцій більше, ніж у січні 2023 року, що на 54,1% більше, ніж у лютому. Станом на лютий 2023 року підрозділи-члени альянсу повідомили про 1,869 мільйона громадських зарядних станцій, включаючи 796 000 зарядних станцій постійного струму та 1,072 мільйона зарядних станцій змінного струму.
У міру того, як швидкість проникнення нових транспортних засобів, що працюють на енергії, продовжує зростати, а допоміжні засоби, такі як завантажувальні штабелі, швидко розвиваються, нова технологія наддуву з рідинним охолодженням стала предметом конкуренції в галузі. Багато компаній, що займаються виробництвом нових енергетичних автомобілів, і будівельних компаній також почали проводити технологічні дослідження та розробки та планують завищувати ціни.
Tesla є першою автомобільною компанією в галузі, яка почала масове впровадження агрегатів рідинного охолодження з наддувом. Зараз у Китаї розгорнуто понад 1500 зарядних станцій із загальною кількістю 10 000 зарядних станцій. Нагнітач Tesla V3 має конструкцію з повністю рідинним охолодженням, модуль зарядки з рідинним охолодженням і зарядний пістолет з рідинним охолодженням. Один пістолет може заряджати до 250 кВт/600 А, збільшуючи радіус дії на 250 кілометрів за 15 хвилин. Модель V4 буде випускатися партіями. Зарядна установка також збільшує потужність заряджання до 350 кВт на гармату.
Згодом Porsche Taycan представив першу в світі високовольтну електричну архітектуру 800 В і підтримує потужну швидку зарядку потужністю 350 кВт; Глобальна обмежена серія Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 має силу струму до 600 А, напругу до 800 В і пікову потужність зарядки 480 кВт; пікова напруга до 1000 В, струм до 600 А і пікова зарядна потужність 480 кВт; Xiaopeng G9 — серійний автомобіль із кремнієвою батареєю 800 В; карбідну платформу напруги та підходить для надшвидкої зарядки потужністю 480 кВт.
В даний час основні компанії-виробники зарядних пристроїв, які виходять на вітчизняний ринок нагнітачів з рідинним охолодженням, в основному включають Inkerui, Infineon Technology, ABB, Ruisu Intelligent Technology, Power Source, Star Charging, Te Laidian тощо.
Майбутня тенденція перезарядки рідинного охолодження
Сфера рідинного охолодження з наддувом знаходиться в зародковому стані і має великий потенціал і широкі перспективи розвитку. Рідинне охолодження - відмінне рішення для зарядки високої потужності. Немає технічних проблем у розробці та виробництві джерел живлення високої потужності для зарядки акумулятора в країні та за кордоном. Необхідно вирішити питання з підключенням кабелю від джерела живлення потужного зарядного акумулятора до зарядного пістолета.
Проте рівень впровадження потужних наддувних паль з рідинним охолодженням у моїй країні все ще низький. Це тому, що зарядні пістолети з рідинним охолодженням мають відносно високу вартість, а системи швидкої зарядки відкриють ринок вартістю сотні мільярдів доларів у 2025 році. Згідно з загальнодоступною інформацією, середня ціна зарядних пристроїв становить близько 0,4 юаня/ В.
Ціна блоків швидкої зарядки потужністю 240 кВт оцінюється приблизно в 96 000 юанів, згідно з цінами на зарядні кабелі з рідинним охолодженням у Rifeng Co., Ltd. На прес-конференції, яка коштує 20 000 юанів за комплект, передбачається, що зарядний пристрій з рідинним охолодженням. Вартість рушниці становить приблизно 21% від вартості зарядного блоку, що робить його найдорожчим компонентом після зарядного модуля. Оскільки кількість нових моделей швидкої зарядки зростає, очікується, що до 2025 року ринкова площа потужних акумуляторів зі швидкою зарядкою в моїй країні становитиме приблизно 133,4 мільярда юанів.
У майбутньому технологія рідинного охолодження ще більше прискорить проникнення. До розробки та впровадження потужної технології наддуву з рідинним охолодженням ще попереду довгий шлях. Для цього необхідна співпраця між автомобільними компаніями, компаніями, що займаються виробництвом акумуляторів, компаніями, що займаються будівництвом паль, та іншими сторонами.
Лише таким чином ми зможемо краще підтримувати розвиток китайської індустрії електромобілів, сприяти вдосконаленій зарядці та V2G, а також сприяти енергозбереженню та скороченню викидів за допомогою низьковуглецевого підходу. і зелений розвиток, а також прискорити реалізацію стратегічної цілі «подвійного вуглецю».
Час публікації: травень-06-2024