01.Что такое «жидкостное охлаждение с наддувом»?
принцип работы:
Жидкостно-охлаждаемая суперзарядка заключается в создании специального канала циркуляции жидкости между кабелем и зарядным пистолетом. В канал подается охлаждающая жидкость для отвода тепла, которая циркулирует через насос, отводя тепло, выделяющееся в процессе зарядки.
Силовая часть системы использует жидкостное охлаждение для отвода тепла, а воздухообмен с внешней средой отсутствует, что позволяет достичь класса защиты IP65. Система также оснащена вентилятором с большим объёмом воздуха для отвода тепла с низким уровнем шума и высокой экологичностью.
02. Каковы преимущества наддува с жидкостным охлаждением?
Преимущества жидкостного охлаждения с наддувом:
1. Больший ток и высокая скорость зарядки. Выходной токзарядная сваяограничено проводом зарядного пистолета. Медный кабель внутри провода зарядного пистолета проводит электричество, и тепло, выделяемое кабелем, пропорционально квадрату тока. Чем больше зарядный ток, тем больше тепла выделяется кабелем. Его необходимо уменьшить. Чтобы избежать перегрева, необходимо увеличить площадь поперечного сечения провода, и, конечно, провод пистолета будет тяжелее. Текущий зарядный пистолет национального стандарта на 250 А обычно использует кабель сечением 80 мм2. Зарядный пистолет в целом очень тяжелый и его нелегко согнуть. Если вы хотите добиться большего тока зарядки, вы также можете использовать зарядку с двумя пистолетами, но это лишь временная мера в определенных ситуациях. Окончательным решением для сильноточной зарядки может быть только зарядка с помощью зарядного пистолета с жидкостным охлаждением.
Внутри зарядного пистолета с жидкостным охлаждением находятся кабели и водопроводные трубы. Кабель 500А с жидкостным охлаждениемзаряжающий пистолетОбычно сечение составляет всего 35 мм², а тепло отводится потоком охлаждающей жидкости в водяной трубе. Благодаря тонкому кабелю, зарядный пистолет с жидкостным охлаждением на 30–40% легче обычного. Зарядный пистолет с жидкостным охлаждением также должен быть оснащен охлаждающим устройством, состоящим из резервуара для воды, водяного насоса, радиатора и вентилятора. Водяной насос обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости в трубопроводе пистолета, передавая тепло к радиатору и затем отводя его вентилятором, что обеспечивает большую пропускную способность по сравнению с обычными зарядными пистолетами с естественным охлаждением.
2. Шнур пистолета легче, а зарядное оборудование легче.
3. Меньше тепла, быстрое рассеивание тепла и высокая безопасность. Корпуса свай обычных зарядных свай и зарядных свай с полужидкостным охлаждением охлаждаются воздухом для рассеивания тепла. Воздух поступает в корпус сваи с одной стороны, сдувает тепло электрических компонентов и выпрямительных модулей и рассеивается из корпуса сваи с другой стороны. Воздух будет смешиваться с пылью, солевым туманом и водяным паром и адсорбироваться на поверхности внутренних устройств, что приведет к плохой изоляции системы, плохому рассеиванию тепла, низкой эффективности зарядки и сокращению срока службы оборудования. Для обычных зарядных свай или зарядных свай с полужидкостным охлаждением рассеивание тепла и защита - два противоречащих друг другу понятия. Если защита хорошая, рассеивание тепла будет трудно спроектировать, а если рассеивание тепла хорошее, с защитой будет трудно справиться.
Зарядная станция с полным жидкостным охлаждением использует зарядный модуль с жидкостным охлаждением. Воздуховоды спереди и сзади модуля с жидкостным охлаждением отсутствуют. Теплоотдача модуля с внешней средой осуществляется за счет циркуляции охлаждающей жидкости внутри пластины с жидкостным охлаждением. Таким образом, силовая часть зарядной станции может быть полностью закрыта для уменьшения тепловыделения. Радиатор расположен снаружи, тепло передается к радиатору через охлаждающую жидкость внутри, а наружный воздух отводит тепло с поверхности радиатора. Зарядный модуль с жидкостным охлаждением и электрические аксессуары внутри зарядной станции не контактируют с внешней средой, что обеспечивает степень защиты IP65 и повышенную надежность.
4. Низкий уровень шума при зарядке и более высокий уровень защиты. Обычные зарядные станции и станции с полужидкостным охлаждением оснащены встроенными воздушными охлаждаемыми зарядными модулями. Воздушные охлаждаемые модули оснащены несколькими высокоскоростными небольшими вентиляторами, а уровень рабочего шума достигает более 65 дБ. На корпусе станции также имеются охлаждающие вентиляторы. В настоящее время уровень шума в зарядных станциях с воздушным охлаждением при работе на полной мощности составляет в основном более 70 дБ. Днем он практически не слышен, но ночью становится очень неприятным. Поэтому громкий шум на зарядных станциях является наиболее частой проблемой, на которую жалуются операторы. В случае жалобы им приходится устранять проблему. Однако затраты на устранение проблемы высоки, а эффект весьма ограничен. В конечном итоге, для снижения шума приходится снижать мощность.
Полностью жидкостноохлаждаемый зарядный блок использует архитектуру двухконтурного рассеивания тепла. Внутренний модуль жидкостного охлаждения использует водяной насос для циркуляции охлаждающей жидкости для рассеивания тепла и передает тепло, вырабатываемое модулем, на ребристый радиатор. Внешнее рассеивание тепла достигается низкоскоростными вентиляторами большого объема или кондиционерами. Тепло рассеивается от устройства, а шум вентилятора с низкой скоростью и большим объемом воздуха значительно ниже, чем у небольшого вентилятора с более высокой скоростью. Полностью жидкостноохлаждаемые наддувные блоки также могут использовать раздельную конструкцию рассеивания тепла. Подобно раздельному кондиционеру, блок рассеивания тепла размещается вдали от толпы и может даже осуществлять теплообмен с бассейнами и фонтанами для достижения лучшего рассеивания тепла и снижения затрат. шума.
5. Низкая совокупная стоимость владения
Стоимость зарядного оборудования на зарядных станциях необходимо рассматривать исходя из полной стоимости жизненного цикла (TCO) зарядной башни. Срок службы традиционных зарядных башен с использованием охлаждаемых воздухом зарядных модулей, как правило, не превышает 5 лет, но текущий срок аренды для эксплуатации зарядной станции составляет 8-10 лет, что означает, что зарядное оборудование необходимо заменять как минимум один раз в течение рабочего цикла станции. С другой стороны, срок службы полностью охлаждаемых жидкостью зарядных башен составляет не менее 10 лет, что может покрыть весь жизненный цикл станции. В то же время, по сравнению с зарядными башенами с использованием охлаждаемых воздухом модулей, которые требуют частого открытия шкафа, удаления пыли, технического обслуживания и других операций, полностью охлаждаемые жидкостью зарядные башенки необходимо промывать только после накопления пыли во внешнем радиаторе, что упрощает обслуживание.
Совокупная стоимость владения системой зарядки с полным жидкостным охлаждением ниже, чем у традиционной системы зарядки с использованием модулей зарядки с воздушным охлаждением, а с широким массовым применением систем с полным жидкостным охлаждением ее преимущество в плане экономической эффективности станет еще более очевидным.
03. Состояние рынка систем жидкостного охлаждения с наддувом
Согласно последним данным Китайского альянса зарядных станций (China Charging Alliance), в феврале 2023 года число общественных зарядных станций увеличилось на 31 000 по сравнению с январем 2023 года, что на 54,1% больше, чем в феврале прошлого года. По состоянию на февраль 2023 года организации-члены альянса сообщили о наличии в общей сложности 1,869 млн общественных зарядных станций, включая 796 000.Зарядные устройства постоянного токаи 1,072 миллионаЗарядные устройства переменного тока.
Фактически, по мере роста популярности транспортных средств на новых источниках энергии и быстрого развития вспомогательных систем, таких как зарядные станции, новая технология жидкостного наддува стала предметом конкуренции в отрасли. Многие компании, занимающиеся разработкой транспортных средств на новых источниках энергии и зарядных станций, также начали проводить технологические исследования и разработки, а также разрабатывать схемы наддува.
Tesla — первая автомобильная компания в отрасли, развернувшая серию зарядных станций с жидкостным охлаждением. В настоящее время компания развернула более 1500 станций в Китае, в которых установлено в общей сложности 10 000 зарядных станций. Нагнетатель Tesla V3 имеет конструкцию с полным жидкостным охлаждением, зарядный модуль с жидкостным охлаждением и зарядный пистолет с жидкостным охлаждением. Один пистолет может заряжать аккумуляторы мощностью до 250 кВт/600 А, что позволяет увеличить запас хода на 250 километров за 15 минут. Модель V4 скоро будет запущена в серию. Зарядный пистолет также увеличивает мощность зарядки до 350 кВт на пистолет.
Впоследствии Porsche Taycan впервые в мире представил высоковольтную электрическую архитектуру 800 В и поддерживает быструю зарядку высокой мощности 350 кВт; Great Wall Salon Mecha Dragon 2022, выпущенный ограниченным тиражом, имеет ток до 600 А, напряжение до 800 В и пиковую мощность зарядки 480 кВт; GAC AION V с пиковым напряжением до 1000 В, током до 600 А и пиковой мощностью зарядки 480 кВт; Xiaopeng G9 — серийный автомобиль с платформой из карбида кремния напряжением 800 В, подходящий для сверхбыстрой зарядки мощностью 480 кВт;
04. Каковы будущие тенденции в области жидкостного охлаждения и наддува?
Область перезарядки с использованием жидкостного охлаждения находится в зачаточном состоянии, обладая большим потенциалом и широкими перспективами развития. Жидкостное охлаждение — отличное решение для высокопроизводительной зарядки. Технические проблемы проектирования и производства высокопроизводительных источников питания для зарядных батарей как в стране, так и за рубежом отсутствуют. Необходимо решить проблему кабельного соединения между высокопроизводительным источником питания и зарядным пистолетом.
Однако уровень проникновения мощных зарядных пистолетов с жидкостным охлаждением в моей стране всё ещё низок. Это связано с относительно высокой стоимостью таких пистолетов, а к 2025 году рынок быстрой зарядки откроется на сотни миллиардов долларов. Согласно общедоступной информации, средняя цена зарядных пистолетов составляет около 0,4 юаня/Вт. По оценкам, цена быстрой зарядки мощностью 240 кВт составляет около 96 000 юаней. Согласно заявлению на пресс-конференции CHINAEVSE, стоимость кабеля для зарядного пистолета с жидкостным охлаждением составляет 20 000 юаней за комплект, что соответствует предполагаемой стоимости зарядного пистолета с жидкостным охлаждением. Составляя примерно 21% от стоимости зарядных пистолетов, он становится самым дорогим компонентом после зарядных модулей. Ожидается, что по мере увеличения количества новых моделей быстрой зарядки, рыночное пространство для мощных...быстро заряжающиеся сваив моей стране к 2025 году составит около 133,4 млрд юаней.
В будущем технология наддува с жидкостным охлаждением продолжит ускорять проникновение.
Разработка и внедрение мощной технологии перезарядки с жидкостным охлаждением ещё предстоит долгий путь. Это требует сотрудничества автомобильных компаний, производителей аккумуляторов, производителей свай и других заинтересованных сторон. Только так мы сможем более эффективно поддержать развитие электромобильной промышленности Китая, способствовать упорядоченной зарядке и переходу на V2G, содействовать энергосбережению и сокращению выбросов, низкоуглеродному и экологичному развитию, а также ускорить реализацию стратегической цели «двойного углеродного следа».
Время публикации: 04 марта 2024 г.