01. Ce este „superîncărcarea cu răcire lichidă”?
principiul de funcționare:
Superîncărcarea răcită cu lichid constă în configurarea unui canal special de circulație a lichidului între cablu și pistolul de încărcare. Lichidul de răcire pentru disiparea căldurii este adăugat în canal, iar lichidul de răcire este circulat printr-o pompă de putere pentru a scoate căldura generată în timpul procesului de încărcare.
Partea de alimentare a sistemului folosește răcire cu lichid pentru disiparea căldurii și nu există schimb de aer cu mediul extern, astfel încât poate atinge un design IP65. În același timp, sistemul folosește un ventilator cu volum mare de aer pentru a disipa căldura cu zgomot redus și un respect ridicat față de mediu.
02. Care sunt avantajele răcirii cu lichid cu superîncărcare?
Avantajele superîncărcării cu răcire lichidă:
1. Curent mai mare și viteză de încărcare rapidă. Curentul de ieșire algrămadă de încărcareeste limitată de firul pistolului de încărcare. Cablul de cupru din interiorul firului pistolului de încărcare conduce electricitatea, iar căldura generată de cablu este proporțională cu valoarea pătratică a curentului. Cu cât curentul de încărcare este mai mare, cu atât căldura generată de cablu este mai mare. Aceasta trebuie redusă. Pentru a evita supraîncălzirea, aria secțiunii transversale a firului trebuie mărită și, bineînțeles, firul pistolului va fi mai greu. Pistolul de încărcare standard național actual de 250A folosește în general un cablu de 80 mm2. Pistolul de încărcare este foarte greu în ansamblu și nu se îndoiește ușor. Dacă doriți să obțineți o încărcare cu curent mai mare, puteți utiliza și încărcarea cu două pistoale, dar aceasta este doar o măsură temporară în anumite situații. Soluția finală pentru încărcarea cu curent mare poate fi doar încărcarea cu un pistol de încărcare răcit cu lichid.
În interiorul pistolului de încărcare răcit cu lichid există cabluri și conducte de apă. Cablul modelului de 500A răcit cu lichidarmă de încărcareare de obicei doar 35 mm², iar căldura este absorbită de fluxul de lichid de răcire din conducta de apă. Deoarece cablul este subțire, pistolul de încărcare răcit cu lichid este cu 30% până la 40% mai ușor decât un pistol de încărcare convențional. Pistolul de încărcare răcit cu lichid trebuie, de asemenea, să fie echipat cu o unitate de răcire, care constă dintr-un rezervor de apă, o pompă de apă, un radiator și un ventilator. Pompa de apă acționează lichidul de răcire să circule în linia pistolului, aducând căldura la radiator și apoi suflând-o cu ajutorul ventilatorului, obținând astfel o capacitate de încărcare mai mare decât pistoalele de încărcare 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. Corpurile pilelor de încărcare convenționale și ale pilelor de încărcare răcite semi-lichid sunt răcite cu aer pentru disiparea căldurii. Aerul intră în corpul pilei pe o parte, elimină căldura componentelor electrice și a modulelor redresoare și se disipează din corpul pilei pe cealaltă parte. Aerul va fi amestecat cu praf, pulverizare cu sare și vapori de apă și adsorbit pe suprafața dispozitivelor interne, rezultând o izolație slabă a sistemului, o disipare slabă a căldurii, o eficiență scăzută a încărcării și o durată de viață redusă a echipamentului. Pentru pilele de încărcare convenționale sau pilele de încărcare răcite semi-lichid, disiparea căldurii și protecția sunt două concepte contradictorii. Dacă protecția este bună, disiparea căldurii va fi dificil de proiectat, iar dacă disiparea căldurii este bună, protecția va fi dificil de gestionat.
Pila de încărcare complet răcită cu lichid utilizează un modul de încărcare răcit cu lichid. Nu există conducte de aer în partea din față și din spate a modulului răcit cu lichid. Modulul se bazează pe lichidul de răcire care circulă în interiorul plăcii răcite cu lichid pentru a schimba căldura cu mediul exterior. Prin urmare, partea de alimentare a pilei de încărcare poate fi complet închisă pentru a reduce disiparea căldurii. Radiatorul este extern, iar căldura este adusă la radiator prin lichidul de răcire din interior, iar aerul extern elimină căldura de pe suprafața radiatorului. Modulul de încărcare răcit cu lichid și accesoriile electrice din interiorul pilei de încărcare nu au contact cu mediul extern, atingând astfel protecția IP65 și o fiabilitate mai mare.
4. Zgomot redus la încărcare și nivel de protecție mai ridicat. Stațiile de încărcare convenționale și stațiile de încărcare răcite semi-lichid au module de încărcare răcite cu aer încorporate. Modulele răcite cu aer sunt construite cu mai multe ventilatoare mici de mare viteză, iar zgomotul de funcționare atinge peste 65dB. Există, de asemenea, ventilatoare de răcire pe corpul stației de încărcare. În prezent, stațiile de încărcare care utilizează module răcite cu aer. Când funcționează la putere maximă, zgomotul este practic peste 70dB. Are un impact redus în timpul zilei, dar este foarte deranjant noaptea. Prin urmare, zgomotul puternic de la stațiile de încărcare este cea mai reclamată problemă a operatorilor. Dacă se plâng, aceștia trebuie să remedieze problema. Cu toate acestea, costurile de remediere sunt mari, iar efectul este foarte limitat. În cele din urmă, trebuie să reducă puterea pentru a reduce zgomotul.
Pila de încărcare complet răcită cu lichid adoptă o arhitectură de disipare a căldurii cu ciclu dublu. Modulul intern de răcire cu lichid se bazează pe o pompă de apă pentru a acționa circulația agentului de răcire pentru a disipa căldura și transferă căldura generată de modul către radiatorul cu aripioare. Disiparea externă a căldurii se realizează prin ventilatoare de mare viteză și volum redus sau aparate de aer condiționat. Căldura este disipată de dispozitiv, iar zgomotul ventilatorului cu viteză redusă și volum mare de aer este mult mai mic decât cel al unui ventilator mic cu viteză mai mare. Pilele supraalimentate complet răcite cu lichid pot adopta, de asemenea, un design de disipare a căldurii divizată. Similar unui aparat de aer condiționat split, unitatea de disipare a căldurii este plasată departe de mulțime și poate chiar realiza schimb de căldură cu piscine și fântâni arteziene pentru a obține o disipare mai bună a căldurii și costuri mai mici față de zgomot.
5. Cost total de proprietate redus
Costul echipamentelor de încărcare la stațiile de încărcare trebuie luat în considerare pe baza costului complet al ciclului de viață (TCO) al pilei de încărcare. Durata de viață a pilelor de încărcare tradiționale care utilizează module de încărcare răcite cu aer nu depășește, în general, 5 ani, dar perioada actuală de leasing pentru operarea stațiilor de încărcare este de 8-10 ani, ceea ce înseamnă că echipamentul de încărcare trebuie înlocuit cel puțin o dată în timpul ciclului de funcționare al stației. Pe de altă parte, durata de viață a pilelor de încărcare complet răcite cu lichid este de cel puțin 10 ani, ceea ce poate acoperi întregul ciclu de viață al stației. În același timp, comparativ cu pilele de încărcare care utilizează module răcite cu aer și care necesită deschiderea frecventă a dulapului, îndepărtarea prafului, întreținere și alte operațiuni, pilele de încărcare complet răcite cu lichid trebuie spălate doar după ce se acumulează praf în radiatorul extern, ceea ce simplifică întreținerea.
Costul total de proprietate (TCO) al unui sistem de încărcare complet răcit cu lichid este mai mic decât cel al unui sistem de încărcare tradițional care utilizează module de încărcare răcite cu aer, iar odată cu aplicarea pe scară largă a sistemelor complet răcite cu lichid, avantajul său din punct de vedere al costurilor va deveni mai evident.
03. Starea pieței supraîncărcării cu răcire cu lichid
Conform celor mai recente date de la China Charging Alliance, în februarie 2023 au existat cu 31.000 de puncte de încărcare publice mai multe decât în ianuarie 2023, o creștere de 54,1% față de anul precedent. Începând cu februarie 2023, unitățile membre din cadrul alianței au raportat un total de 1,869 milioane de puncte de încărcare publice, inclusiv 796.000.Pile de încărcare DCși 1,072 milioanePile de încărcare AC.
De fapt, pe măsură ce rata de penetrare a vehiculelor cu energie nouă continuă să crească și instalațiile de susținere, cum ar fi pilele de încărcare, se dezvoltă rapid, noua tehnologie de supraalimentare răcită cu lichid a devenit punctul central al concurenței în industrie. Multe companii de vehicule cu energie nouă și companii de pile au început, de asemenea, să desfășoare cercetări și dezvoltări tehnologice și proiectarea supraîncărcării.
Tesla este prima companie auto din industrie care implementează în loturi pile de supraîncărcare răcite cu lichid. În prezent, a implementat peste 1.500 de stații de supraîncărcare în China, cu un total de 10.000 de pile de supraîncărcare. Supraîncărcătorul Tesla V3 adoptă un design complet răcit cu lichid, un modul de încărcare răcit cu lichid și un pistol de încărcare răcit cu lichid. Un singur pistol poate încărca până la 250 kW/600 A, ceea ce poate crește autonomia cu 250 de kilometri în 15 minute. Modelul V4 urmează să fie implementat în loturi. Pila de încărcare crește, de asemenea, puterea de încărcare la 350 kW per pistol.
Ulterior, Porsche Taycan a lansat pentru prima dată în lume arhitectura electrică de înaltă tensiune de 800V, care suportă încărcare rapidă de mare putere de 350 kW; ediția limitată globală Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 are un curent de până la 600A, o tensiune de până la 800V și o putere de încărcare maximă de 480kW; GAC AION V, cu o tensiune de vârf de până la 1000V, un curent de până la 600A și o putere de încărcare maximă de 480kW; Xiaopeng G9, o mașină produsă în serie cu o platformă de tensiune de carbură de siliciu de 800V, potrivită pentru încărcare ultra-rapidă de 480kW;
04. Care este tendința viitoare a superîncărcării cu răcire lichidă?
Domeniul supraîncărcării cu răcire lichidă este la început, cu un potențial mare și perspective largi de dezvoltare. Răcirea lichidă este o soluție excelentă pentru încărcarea de mare putere. Nu există probleme tehnice în proiectarea și producția de surse de alimentare pentru pile de încărcare de mare putere, atât în țară, cât și în străinătate. Este necesară rezolvarea conexiunii prin cablu de la sursa de alimentare a pilei de încărcare de mare putere la pistolul de încărcare.
Cu toate acestea, rata de penetrare în țara mea a pilelor supraalimentate de mare putere, răcite cu lichid, este încă scăzută. Acest lucru se datorează faptului că pistoalele de încărcare răcite cu lichid reprezintă un cost relativ ridicat, iar pilele de încărcare rapidă vor deschide o piață în valoare de sute de miliarde în 2025. Conform informațiilor publice, prețul mediu al pilelor de încărcare este de aproximativ 0,4 yuani/W. Se estimează că prețul unei pile de încărcare rapidă de 240 kW este de aproximativ 96.000 de yuani. Conform prețului cablului pistolului de încărcare răcit cu lichid din cadrul conferinței de presă CHINAEVSE, care este de 20.000 de yuani/set, se estimează costul pistolului de încărcare răcit cu lichid. Reprezentând aproximativ 21% din costul pilelor de încărcare, acesta devine cea mai scumpă componentă după modulele de încărcare. Se așteaptă ca, pe măsură ce numărul de noi modele de încărcare rapidă cu energie crește, spațiul de piață pentru piloții de mare putere...pile cu încărcare rapidăîn țara mea va fi de aproximativ 133,4 miliarde de yuani în 2025.
În viitor, tehnologia de superîncărcare cu răcire lichidă va continua să accelereze penetrarea.
Dezvoltarea și proiectarea tehnologiei de supraîncărcare cu răcire lichidă de mare putere mai are un drum lung de parcurs. Acest lucru necesită cooperarea companiilor auto, a companiilor de baterii, a companiilor de pile și a altor părți interesate. Numai în acest fel putem sprijini mai bine dezvoltarea industriei vehiculelor electrice din China, promova în continuare încărcarea ordonată și V2G, contribui la conservarea energiei și reducerea emisiilor, la dezvoltarea cu emisii reduse de carbon și verde și accelera realizarea obiectivului strategic „dublu carbon”.
Data publicării: 04 martie 2024