01.Что такое «жидкостное охлаждение с суперзарядом»?
принцип работы:
Жидкостно-охлаждаемая суперзарядка заключается в создании специального канала циркуляции жидкости между кабелем и зарядным пистолетом. Жидкостный хладагент для рассеивания тепла добавляется в канал, и хладагент циркулирует через силовой насос для вывода тепла, выделяемого в процессе зарядки.
Силовая часть системы использует жидкостное охлаждение для рассеивания тепла, и нет воздухообмена с внешней средой, поэтому она может достичь конструкции IP65. В то же время система использует большой объемный вентилятор для рассеивания тепла с низким уровнем шума и высокой экологичностью.
02. Каковы преимущества жидкостного охлаждения с наддувом?
Преимущества жидкостного охлаждения с наддувом:
1. Больший ток и быстрая 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 выделяется тепла кабелем. Его необходимо уменьшить. Чтобы избежать перегрева, необходимо увеличить площадь поперечного сечения провода, и, конечно, провод пистолета будет тяжелее. Текущий зарядный пистолет национального стандарта 250 А обычно использует кабель 80 мм2. Зарядный пистолет в целом очень тяжелый и его нелегко согнуть. Если вы хотите добиться более сильного тока зарядки, вы также можете использовать зарядку с двумя пистолетами, но это только 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 500A с жидкостным охлаждениемзарядка пушкиобычно составляет всего 35 мм2, а тепло отводится потоком охлаждающей жидкости в водопроводной трубе. Поскольку кабель тонкий, зарядный пистолет с жидкостным охлаждением на 30–40 % легче обычного зарядного пистолета. Зарядный пистолет с жидкостным охлаждением также должен быть оснащен охлаждающим устройством, которое состоит из водяного бака, водяного насоса, радиатора и вентилятора. Водяной насос заставляет охлаждающую жидкость циркулировать в линии пистолета, доставляя тепло к радиатору, а затем выдувая его вентилятором, тем самым достигая большей пропускной способности, чем обычные зарядные пистолеты 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 являются двумя противоречивыми понятиями. Если защита хорошая, рассеивание тепла будет трудно спроектировать, а если рассеивание тепла хорошее, с защитой будет трудно справиться.
Полностью охлаждаемая жидкостью зарядная куча использует охлаждаемый жидкостью зарядный модуль. На передней и задней части охлаждаемого жидкостью модуля нет воздуховодов. Модуль полагается на охлаждающую жидкость, циркулирующую внутри охлаждаемой жидкостью пластины, для обмена теплом с внешним миром. Поэтому силовая часть охлаждающей кучи может быть полностью закрыта для уменьшения рассеивания тепла. Радиатор является внешним, и тепло подается на радиатор через охлаждающую жидкость внутри, а внешний воздух сдувает тепло с поверхности радиатора. Охлаждаемый жидкостью зарядный модуль и электрические принадлежности внутри охлаждающей кучи не имеют контакта с внешней средой, что обеспечивает защиту IP65 и более высокую надежность.
4. Низкий уровень шума при зарядке и более высокий уровень защиты. Обычные зарядные сваи и зарядные сваи с полужидкостным охлаждением имеют встроенные воздушные охлаждаемые зарядные модули. Воздушно-охлаждаемые модули построены с несколькими высокоскоростными небольшими вентиляторами, а рабочий шум достигает более 65 дБ. На корпусе зарядной сваи также имеются охлаждающие вентиляторы. В настоящее время зарядные сваи, использующие воздушные охлаждаемые модули, при работе на полной мощности издают шум в основном выше 70 дБ. Он мало влияет днем, но очень мешает ночью. Поэтому громкий шум на зарядных станциях является самой частой проблемой для операторов. Если жалуются, им приходится устранять проблему. Однако затраты на устранение проблемы высоки, а эффект очень ограничен. В конце концов, им приходится снижать мощность, чтобы уменьшить шум.
Полностью охлаждаемая жидкостью зарядная куча использует двухцикловую архитектуру рассеивания тепла. Внутренний модуль жидкостного охлаждения использует водяной насос для циркуляции охлаждающей жидкости для рассеивания тепла и передает тепло, вырабатываемое модулем, в 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 намного ниже, чем у небольшого вентилятора с более высокой скоростью. Полностью охлаждаемые жидкостью суперзаряженные кучи также могут использовать конструкцию разделенного рассеивания тепла. Подобно раздельному кондиционеру, блок рассеивания тепла размещается вдали от толпы, и он даже может 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 учитывать из стоимости полного жизненного цикла (TCO) зарядной кучи. Срок службы традиционных зарядных куч с использованием охлаждаемых воздухом зарядных модулей обычно 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 куч составляет не менее 10 лет, что может покрыть весь жизненный цикл станции. В то же время, по сравнению с зарядными кучами с использованием охлаждаемых воздухом модулей, которые требуют частого открытия шкафа, удаления пыли, обслуживания и других операций, полностью охлаждаемые жидкостью зарядные кучи необходимо промывать только после того, как пыль накопится 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 жидкостного охлаждения с наддувом
Согласно последним данным China Charging Alliance, в феврале 2023 года было на 31 000 общественных зарядных станций больше, чем в январе 2023 года, что на 54,1% больше в годовом исчислении в феврале. По состоянию на февраль 2023 года подразделения-члены альянса сообщили о 1,869 миллионах общественных зарядных станций, включая 796 000Зарядные устройства постоянного токаи 1,072 миллионаЗарядные устройства переменного тока.
Фактически, поскольку уровень проникновения новых энергетических транспортных средств продолжает расти, а вспомогательные сооружения, такие как зарядные сваи, быстро развиваются, новая технология жидкостного наддува стала центром конкуренции в отрасли. Многие компании, занимающиеся новыми энергетическими транспортными средствами и сваями, также начали проводить технологические исследования и разработки, а также компоновку перезарядки.
Tesla — первая автомобильная компания в отрасли, которая начала массово использовать охлаждаемые жидкостью зарядные станции. В настоящее время она развернула более 1500 зарядных станций в Китае с общим количеством 10 000 зарядных станций. Зарядное устройство Tesla V3 имеет полностью охлаждаемую жидкостью конструкцию, охлаждаемый жидкостью зарядный модуль и охлаждаемый жидкостью зарядный пистолет. Один пистолет может заряжать до 250 кВт/600 А, что может увеличить запас хода на 250 километров за 15 минут. Модель V4 скоро будет развернута партиями. Зарядный столб 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, глобальная ограниченная серия, 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 жидкостного охлаждения находится в зачаточном состоянии, с большим потенциалом и широкими перспективами развития. Жидкостное охлаждение является отличным решением для зарядки высокой мощности. Нет никаких технических проблем в проектировании и производстве источников питания зарядной сваи высокой мощности в стране и за рубежом. Необходимо решить вопрос кабельного соединения от источника питания зарядной сваи высокой мощности до зарядного пистолета.
Однако уровень проникновения мощных жидкостно-охлаждаемых суперзаряженных свай в моей стране все еще низок. Это связано с тем, что жидкостно-охлаждаемые зарядные пушки имеют относительно высокую стоимость, а быстрозарядные сваи откроют рынок стоимостью в сотни миллиардов в 2025 году. Согласно общедоступной информации, средняя цена зарядных свай составляет около 0,4 юаня/Вт. По оценкам, цена быстрозарядной сваи мощностью 240 кВт составляет около 96 000 юаней. Согласно цене кабеля жидкостно-охлаждаемой зарядной пушки на пресс-конференции CHINAEVSE, которая составляет 20 000 юаней/комплект, оценивается стоимость жидкостно-охлаждаемой зарядной пушки. Составляя примерно 21% от стоимости зарядных свай, он становится самым дорогим компонентом после зарядных модулей. Ожидается, что по мере увеличения количества новых моделей быстрой зарядки энергии рыночное пространство для высокомощныхбыстро заряжающиеся сваив моей стране составит около 133,4 млрд юаней в 2025 году.
В будущем технология наддува с жидкостным охлаждением продолжит ускорять проникновение.
Разработка и компоновка мощной технологии перезарядки с жидкостным охлаждением еще далеки от завершения. Это требует сотрудничества автомобильных компаний, компаний по производству аккумуляторов, компаний по производству свай и других сторон. Только таким образом мы сможем лучше поддержать развитие электромобильной промышленности Китая, еще больше содействовать упорядоченной зарядке и V2G, помочь энергосбережению и сокращению выбросов, низкоуглеродному и зеленому развитию и ускорить реализацию стратегической цели «двойного углерода».
Время публикации: 04.03.2024