01. Какво е „суперзареждане с течно охлаждане“?
принцип на работа:
Течно охлажданото свръхзареждане представлява създаване на специален канал за циркулация на течност между кабела и зарядния пистолет. В канала се добавя течна охлаждаща течност за разсейване на топлината, която циркулира чрез помпа, за да се отведе топлината, генерирана по време на процеса на зареждане.
Захранващата част на системата използва течно охлаждане за разсейване на топлината и няма обмен на въздух с външната среда, така че може да се постигне IP65 дизайн. В същото време системата използва вентилатор с голям обем на въздуха, за да разсейва топлината с нисък шум и висока екологичност.
02. Какви са предимствата на течното охлаждане с компресорно зареждане?
Предимства на течно охлаждане с компресорно зареждане:
1. По-голям ток и бърза скорост на зареждане. Изходният ток назарядна купчинае ограничено от проводника на зарядния пистолет. Медният кабел вътре в проводника на зарядния пистолет провежда електричество и топлината, генерирана от кабела, е пропорционална на квадрата на тока. Колкото по-голям е зарядният ток, толкова по-голяма е топлината, генерирана от кабела. Тя трябва да се намали. За да се избегне прегряване, площта на напречното сечение на проводника трябва да се увеличи и, разбира се, проводникът на пистолета ще бъде по-тежък. Настоящият национален стандарт за заряден пистолет 250A обикновено използва кабел със сечение 80 мм2. Зарядният пистолет е много тежък като цяло и не се огъва лесно. Ако искате да постигнете по-голям ток на зареждане, можете да използвате и зареждане с два пистолета, но това е само временна мярка в специфични ситуации. Крайното решение за зареждане с висок ток може да бъде само зареждане с течно охлаждан заряден пистолет.
Вътре в зарядния пистолет с течно охлаждане има кабели и водопроводни тръби. Кабелът на 500A течно охлаждания пистолетзареждащ пистолетобикновено е само 35 мм2, а топлината се отвежда от потока на охлаждащата течност във водопровода. Тъй като кабелът е тънък, течно охлажданият заряден пистолет е с 30% до 40% по-лек от конвенционалния заряден пистолет. Течно охлажданият заряден пистолет също трябва да бъде оборудван с охлаждащ агрегат, който се състои от резервоар за вода, водна помпа, радиатор и вентилатор. Водната помпа задвижва охлаждащата течност да циркулира в тръбопровода на пистолета, отвеждайки топлината към радиатора и след това я издухва от вентилатора, като по този начин се постига по-голям капацитет на натоварване от конвенционалните естествено охлаждани зарядни пистолети.
2. Кабелът на пистолета е по-лек, а зарядното оборудване е леко.
3. По-малко топлина, бързо разсейване на топлината и висока безопасност. Корпусите на конвенционалните зарядни пилоти и зарядните пилоти с полутечно охлаждане се охлаждат с въздух за разсейване на топлината. Въздухът навлиза в тялото на пилота от едната страна, отвежда топлината от електрическите компоненти и токоизправителните модули и се разсейва от тялото на пилота от другата страна. Въздухът ще се смеси с прах, солен спрей и водни пари и ще се адсорбира върху повърхността на вътрешните устройства, което ще доведе до лоша изолация на системата, лошо разсейване на топлината, ниска ефективност на зареждане и намален живот на оборудването. При конвенционалните зарядни пилоти или зарядните пилоти с полутечно охлаждане, разсейването на топлината и защитата са две противоречиви понятия. Ако защитата е добра, разсейването на топлината ще бъде трудно за проектиране, а ако разсейването на топлината е добро, защитата ще бъде трудна за справяне.
Изцяло течно охлажданият заряден модул използва течно охлаждан заряден модул. Няма въздуховоди отпред и отзад на течно охлаждания модул. Модулът разчита на охлаждащата течност, циркулираща вътре в течно охлажданата плоча, за да обменя топлина с външната среда. Следователно, силовата част на зарядния модул може да бъде напълно затворена, за да се намали разсейването на топлината. Радиаторът е външен и топлината се отвежда към радиатора през охлаждащата течност вътре, а външният въздух отвежда топлината от повърхността на радиатора. Течно охлажданият заряден модул и електрическите аксесоари вътре в зарядния модул нямат контакт с външната среда, като по този начин се постига защита IP65 и по-висока надеждност.
4. Нисък шум при зареждане и по-високо ниво на защита. Конвенционалните зарядни станции и зарядните станции с полутечно охлаждане имат вградени модули за зареждане с въздушно охлаждане. Модулите с въздушно охлаждане са изградени с множество малки високоскоростни вентилатори, а работният шум достига над 65dB. На тялото на зарядната станция има и охлаждащи вентилатори. В момента зарядните станции, използващи модули с въздушно охлаждане, когато работят на пълна мощност, шумът е основно над 70dB. Той има слабо въздействие през деня, но е много обезпокоителен през нощта. Следователно, силният шум на зарядните станции е най-оплакваният проблем за операторите. Ако се оплакват, те трябва да отстранят проблема. Разходите за отстраняване обаче са високи, а ефектът е много ограничен. В крайна сметка те трябва да намалят мощността, за да намалят шума.
Напълно течно охлажданият заряден модул използва архитектура с двуциклично разсейване на топлината. Вътрешният модул за течно охлаждане разчита на водна помпа, която задвижва циркулацията на охлаждащата течност, за да разсее топлината, и прехвърля генерираната от модула топлина към оребрения радиатор. Външното разсейване на топлината се постига чрез нискоскоростни вентилатори с голям обем или климатици. Топлината се разсейва от устройството, а шумът от вентилатора с ниска скорост и голям обем въздух е много по-нисък от този на малкия вентилатор с по-висока скорост. Напълно течно охлажданите компресорни модули също могат да приемат дизайн с разделено разсейване на топлината. Подобно на разделения климатик, модулът за разсейване на топлината е разположен далеч от тълпата и дори може да осъществява топлообмен с басейни и фонтани, за да се постигне по-добро разсейване на топлината и по-ниски разходи.
5. Ниска обща цена на притежание
Цената на зарядното оборудване на зарядните станции трябва да се взема предвид от гледна точка на разходите за целия жизнен цикъл (TCO) на зарядния стълб. Животът на традиционните зарядни стълбове, използващи въздушно охлаждани зарядни модули, обикновено не надвишава 5 години, но настоящият период на лизинг за експлоатация на зарядните станции е 8-10 години, което означава, че зарядното оборудване трябва да се подменя поне веднъж по време на работния цикъл на станцията. От друга страна, експлоатационният живот на напълно течно охлажданите зарядни стълбове е поне 10 години, което може да покрие целия жизнен цикъл на станцията. В същото време, в сравнение със зарядните стълбове, използващи въздушно охлаждани модули, които изискват често отваряне на шкафа, отстраняване на прах, поддръжка и други операции, напълно течно охлажданите зарядни стълбове трябва да се промиват само след натрупване на прах във външния радиатор, което прави поддръжката лесна.
Общите разходи за притежание на собственост (TCO) на изцяло течно охлаждана система за зареждане са по-ниски от тези на традиционна система за зареждане, използваща модули за зареждане с въздушно охлаждане, и с широкото масово приложение на изцяло течно охлаждани системи, предимството ѝ по отношение на икономическа ефективност ще стане по-очевидно.
03. Пазарно състояние на течно охлаждане с компресорно зареждане
Според последните данни на Китайския алианс за зареждане, през февруари 2023 г. е имало 31 000 повече обществени зарядни станции, отколкото през януари 2023 г., което е увеличение с 54,1% на годишна база през февруари. Към февруари 2023 г. членовете на алианса са отчели общо 1,869 милиона обществени зарядни станции, включително 796 000.DC зарядни пилотии 1,072 милионаAC зарядни станции.
Всъщност, тъй като степента на проникване на превозни средства с нова енергия продължава да се увеличава и поддържащите съоръжения, като например зарядните стълбове, се развиват бързо, новата технология за течно охлаждано компресорно зареждане се превърна във фокус на конкуренцията в индустрията. Много компании за превозни средства с нова енергия и компании за зарядни стълбове също започнаха да провеждат технологични изследвания и разработки, както и проектиране на презареждане.
Tesla е първата автомобилна компания в индустрията, която внедрява течно охлаждани компресорни станции на партиди. В момента компанията е внедрила над 1500 станции за зареждане в Китай с общо 10 000 компресорни станции. Компресорът Tesla V3 е с изцяло течно охлаждана конструкция, течно охлаждан заряден модул и течно охлаждан заряден пистолет. Един пистолет може да зарежда до 250 kW/600 A, което може да увеличи пробега с 250 километра за 15 минути. Моделът V4 е на път да бъде внедрен на партиди. Зарядният пистолет също така увеличава мощността на зареждане до 350 kW на пистолет.
Впоследствие, Porsche Taycan за първи път в света пусна на пазара 800V високоволтова електрическа архитектура, която поддържа бързо зареждане с висока мощност 350kW; Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 глобално ограничено издание има ток до 600A, напрежение до 800V и пикова зарядна мощност от 480kW; GAC AION V, с пиково напрежение до 1000V, ток до 600A и пикова зарядна мощност от 480kW; Xiaopeng G9, масово произвеждан автомобил с 800V силициево-карбидна платформа за напрежение, подходяща за ултрабързо зареждане с мощност 480kW;
04. Каква е бъдещата тенденция на течно охлаждане с компресорно зареждане?
Областта на презареждането с течно охлаждане е в начален стадий на развитие, с голям потенциал и широки перспективи за развитие. Течното охлаждане е отлично решение за зареждане с висока мощност. Няма технически проблеми при проектирането и производството на захранвания за зарядни станции с висока мощност в страната и чужбина. Необходимо е да се реши кабелната връзка от захранването за зарядна станция с висока мощност към зарядния пистолет.
Въпреки това, степента на проникване на високомощни течно охлаждани компресорни зарядни станции в моята страна все още е ниска. Това е така, защото течно охлажданите зарядни станции са с относително висока цена, а бързозарядните станции ще доведат до пазар на стойност стотици милиарди през 2025 г. Според публична информация, средната цена на зарядните станции е около 0,4 юана/W. Смята се, че цената на 240kW бърза зарядна станция е около 96 000 юана. Според цената на кабела за течно охлаждана зарядна станция на пресконференцията на CHINAEVSE, която е 20 000 юана/комплект, се оценява цената на течно охлажданата зарядна станция. Тя представлява приблизително 21% от цената на зарядните станции и се превръща в най-скъпия компонент след зарядните модули. Очаква се, че с увеличаването на броя на новите модели за бързо зареждане с енергия, пазарното пространство за високомощни зарядни станции ще се увеличи.бързозареждащи се пилотив моята страна ще бъде приблизително 133,4 милиарда юана през 2025 г.
В бъдеще технологията за супер зареждане с течно охлаждане ще продължи да ускорява проникването.
Разработването и проектирането на високомощна технология за презареждане с течно охлаждане все още имат дълъг път пред себе си. Това изисква сътрудничество между автомобилни компании, производители на батерии, производители на пилотни колектори и други страни. Само по този начин можем да подкрепим по-добре развитието на китайската индустрия за електрически превозни средства, да насърчим допълнително организираното зареждане и V2G, да помогнем за пестенето на енергия и намаляването на емисиите, нисковъглеродното и зелено развитие и да ускорим реализирането на стратегическата цел „двоен въглерод“.
Време на публикуване: 04.03.2024 г.