01. Mi az a „folyadékhűtéses szupertöltés”?
működési elv:
A folyadékhűtéses túltöltés egy speciális folyadékkeringető csatornát hoz létre a kábel és a töltőpisztoly között. A hőelvezetés érdekében folyékony hűtőfolyadékot adagolnak a csatornába, és a hűtőfolyadékot egy teljesítményszivattyú keringteti, hogy elvezetje a töltési folyamat során keletkező hőt.
A rendszer tápellátási része folyadékhűtést használ a hőelvezetéshez, és nincs légcsere a külső környezettel, így IP65-ös kialakítású. Ugyanakkor a rendszer nagy légmennyiségű ventilátort használ a hő elvezetésére alacsony zajszint és magas környezetbarátság mellett.
02. Milyen előnyei vannak a folyadékhűtéses szupertöltésnek?
A folyadékhűtéses szupertöltés előnyei:
1. Nagyobb áramerősség és gyors töltési sebesség. A kimeneti áramtöltőhaloma töltőpisztoly vezetéke korlátozza. A töltőpisztoly vezetékében lévő rézkábel vezeti az áramot, és a kábel által termelt hő arányos az áram négyzetével. Minél nagyobb a töltőáram, annál nagyobb a kábel által termelt hő. Ezt csökkenteni kell. A túlmelegedés elkerülése érdekében növelni kell a vezeték keresztmetszetét, és természetesen a pisztolyvezeték nehezebb lesz. A jelenlegi 250A-es országos szabványú töltőpisztoly általában 80 mm2-es kábelt használ. A töltőpisztoly egészében nagyon nehéz, és nem könnyű hajlítani. Ha nagyobb áramerősségű töltést szeretne elérni, kettős pisztolyos töltést is használhat, de ez csak átmeneti megoldás bizonyos helyzetekben. A nagyáramú töltés végső megoldása csak a folyadékhűtéses töltőpisztollyal történő töltés lehet.
A folyadékhűtéses töltőpisztoly belsejében kábelek és vízcsövek találhatók. Az 500A-es folyadékhűtéses töltőpisztoly kábeletöltőpisztolyáltalában csak 35 mm2, és a hőt a vízvezetékben áramló hűtőfolyadék vezeti el. Mivel a kábel vékony, a folyadékhűtéses töltőpisztoly 30%-40%-kal könnyebb, mint egy hagyományos töltőpisztoly. A folyadékhűtéses töltőpisztolyt hűtőegységgel is fel kell szerelni, amely egy víztartályból, vízszivattyúból, hűtőből és ventilátorból áll. A vízszivattyú keringteti a hűtőfolyadékot a pisztolyvezetékben, a hőt a hűtőhöz juttatja, majd a ventilátor elfújja, ezáltal nagyobb teherbírást ér el, mint a hagyományos, természetes hűtésű töltőpisztolyok.
2. A pisztoly zsinórja könnyebb, és a töltőberendezés is pehelykönnyű.
3. Kevesebb hő, gyors hőelvezetés és nagyfokú biztonság. A hagyományos és a félfolyadékhűtéses töltőcölöpök cölöptestei levegővel hűtöttek a hőelvezetés érdekében. A levegő az egyik oldalon belép a cölöptestbe, elfújja az elektromos alkatrészek és az egyenirányító modulok hőjét, majd a másik oldalon eloszlik a cölöptestből. A levegő porral, sópermettel és vízgőzzel keveredik, és a belső eszközök felületén adszorbeálódik, ami rossz rendszerszigetelést, gyenge hőelvezetést, alacsony töltési hatékonyságot és csökkentett berendezés élettartamot eredményez. A hagyományos vagy félfolyadékhűtéses töltőcölöpök esetében a hőelvezetés és a védelem két ellentmondásos fogalom. Ha a védelem jó, a hőelvezetést nehéz lesz megtervezni, és ha a hőelvezetés jó, a védelmet nehéz lesz kezelni.
A teljesen folyadékhűtéses töltőoszlop folyadékhűtéses töltőmodult használ. A folyadékhűtéses modul elején és hátulján nincsenek légcsatornák. A modul a folyadékhűtéses lemez belsejében keringő hűtőfolyadékra támaszkodik a hőcsere lebonyolításához a külvilággal. Ezért a töltőoszlop teljesítményrésze teljesen lezárható a hőelvezetés csökkentése érdekében. A hűtő külső, és a hő a belső hűtőfolyadékon keresztül jut a hűtőhöz, a külső levegő pedig a hűtő felületén fújja el a hőt. A töltőoszlop belsejében található folyadékhűtéses töltőmodul és elektromos tartozékok nem érintkeznek a külső környezettel, így IP65 védelmet és nagyobb megbízhatóságot biztosítanak.
4. Alacsony töltési zaj és magasabb védelmi szint. A hagyományos és a félfolyadékhűtéses töltőoszlopok beépített léghűtéses töltőmodulokkal rendelkeznek. A léghűtéses modulok több nagy sebességű kis ventilátorral vannak felszerelve, és az üzemi zaj meghaladja a 65 dB-t. A töltőoszlop testén is vannak hűtőventilátorok. Jelenleg a léghűtéses modulokat használó töltőoszlopok teljes teljesítményen történő működés közben a zajszint alapvetően meghaladja a 70 dB-t. Nappal kevés hatással van, de éjszaka nagyon zavaró. Ezért a töltőállomásokon a hangos zaj a legelterjedtebb probléma az üzemeltetők számára. Panasz esetén el kell hárítaniuk a problémát. A javítás költségei azonban magasak, és a hatás nagyon korlátozott. Végső soron csökkenteniük kell a teljesítményt a zaj csökkentése érdekében.
A teljesen folyadékhűtéses töltőoszlop kettős ciklusú hőelvezetési architektúrát alkalmaz. A belső folyadékhűtéses modul egy vízszivattyúra támaszkodik, amely a hűtőfolyadék keringetését hajtja a hő elvezetése érdekében, és a modul által termelt hőt a lamellás radiátorhoz továbbítja. A külső hőelvezetést alacsony sebességű, nagy térfogatú ventilátorok vagy légkondicionálók biztosítják. A hőt a készülékből vezetik el, és az alacsony sebességű, nagy légmennyiségű ventilátor zajszintje sokkal alacsonyabb, mint a nagyobb sebességű kis ventilátoré. A teljesen folyadékhűtéses, túltöltött oszlopok osztott hőelvezetési kialakítást is alkalmazhatnak. Az osztott légkondicionálóhoz hasonlóan a hőelvezető egységet a tömegtől távol helyezik el, és akár medencékkel és szökőkutakkal is képes hőcserét végezni a jobb hőelvezetés és az alacsonyabb zajszint érdekében.
5. Alacsony teljes tulajdonlási költség
A töltőállomások töltőberendezéseinek költségét a töltőoszlop teljes életciklus-költségéből (TCO) kell figyelembe venni. A hagyományos, léghűtéses töltőmodulokat használó töltőoszlopok élettartama általában nem haladja meg az 5 évet, de a töltőállomások üzemeltetésének jelenlegi bérleti időszaka 8-10 év, ami azt jelenti, hogy a töltőberendezést az állomás üzemi ciklusa alatt legalább egyszer ki kell cserélni. Másrészt a teljesen folyadékhűtéses töltőoszlopok élettartama legalább 10 év, ami lefedheti az állomás teljes életciklusát. Ugyanakkor a léghűtéses modulokat használó töltőoszlopokkal összehasonlítva, amelyek gyakori szekrénynyitást, portalanítást, karbantartást és egyéb műveleteket igényelnek, a teljesen folyadékhűtéses töltőoszlopokat csak a külső hűtőben felhalmozódott por után kell átöblíteni, így a karbantartás egyszerű.
Egy teljesen folyadékhűtéses töltőrendszer teljes tulajdonlási költsége (TCO) alacsonyabb, mint egy hagyományos, léghűtéses töltőmodulokat használó töltőrendszeré, és a teljesen folyadékhűtéses rendszerek széles körű elterjedésével a költséghatékonysági előnye is nyilvánvalóbbá válik.
03. A folyadékhűtéses feltöltős rendszerek piaci helyzete
A China Charging Alliance legfrissebb adatai szerint 2023 februárjában 31 000-rel több nyilvános töltőállomás volt, mint 2023 januárjában, ami 54,1%-os éves növekedést jelent februárban. 2023 februárjától a szövetség tagegységei összesen 1,869 millió nyilvános töltőállomást jelentettek, beleértve 796 000-etDC töltőoszlopokés 1,072 millióAC töltőoszlopok.
Valójában, mivel az új energiahordozók elterjedése folyamatosan növekszik, és a támogató létesítmények, például a töltőoszlopok gyorsan fejlődnek, a folyadékhűtéses feltöltés új technológiája az iparági verseny középpontjába került. Számos új energiahordozó- és töltőoszlop-gyártó cég is megkezdte a technológiai kutatást és fejlesztést, valamint a túltöltés megtervezését.
A Tesla az első autógyártó az iparágban, amely folyadékhűtéses feltöltőoszlopokat telepít tételekben. Jelenleg több mint 1500 feltöltőállomást telepített Kínában, összesen 10 000 feltöltőoszloppal. A Tesla V3 feltöltő teljesen folyadékhűtéses kialakítású, folyadékhűtéses töltőmodullal és folyadékhűtéses töltőpisztollyal rendelkezik. Egyetlen töltőoszlop akár 250 kW/600 A töltésére is képes, ami 15 perc alatt 250 kilométerrel növelheti a hatótávolságot. A V4 modell hamarosan tételekben kerül telepítésre. A töltőoszlop a töltési teljesítményt is 350 kW-ra növeli töltőoszloponként.
Ezt követően a Porsche Taycan a világon elsőként mutatta be a 800 V-os nagyfeszültségű elektromos architektúrát, amely támogatja a 350 kW-os nagy teljesítményű gyorstöltést; a Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 globális limitált kiadása akár 600 A áramerősséggel, akár 800 V feszültséggel és 480 kW csúcstöltési teljesítménnyel rendelkezik; a GAC AION V akár 1000 V csúcsfeszültséggel, akár 600 A áramerősséggel és 480 kW csúcstöltési teljesítménnyel; a Xiaopeng G9 egy sorozatgyártású autó 800 V-os szilícium-karbid feszültségplatformmal, amely 480 kW-os ultragyors töltésre alkalmas;
04. Mi a jövőbeli trendje a folyadékhűtéses szuperfeltöltésnek?
A folyadékhűtéses túltöltés területe gyerekcipőben jár, nagy potenciállal és széleskörű fejlesztési kilátásokkal rendelkezik. A folyadékhűtés kiváló megoldás a nagy teljesítményű töltéshez. A nagy teljesítményű töltőoszlop tápegységek tervezésében és gyártásában nincsenek technikai problémák itthon és külföldön. Meg kell oldani a kábelcsatlakozást a nagy teljesítményű töltőoszlop tápegységétől a töltőpisztolyig.
A nagy teljesítményű, folyadékhűtéses feltöltős töltőoszlopok elterjedése azonban hazámban még mindig alacsony. Ez azért van, mert a folyadékhűtéses töltőágyúk költsége viszonylag magas, a gyorstöltőoszlopok pedig 2025-re több százmilliárdos piacot fognak betölteni. Nyilvános információk szerint a töltőoszlopok átlagos ára körülbelül 0,4 jüan/W. A becslések szerint egy 240 kW-os gyorstöltőoszlop ára körülbelül 96 000 jüan. A CHINAEVSE sajtótájékoztatóján a folyadékhűtéses töltőoszlop kábelének ára, amely 20 000 jüan/készlet, a folyadékhűtéses töltőoszlop becsült költsége. A töltőoszlopok költségének körülbelül 21%-át teszi ki, és a töltőmodulok után a legdrágább alkatrész lesz. Várható, hogy az új energiatakarékos gyorstöltő modellek számának növekedésével a nagy teljesítményű piac is növekszik.gyorsan töltő cölöpökaz én országomban körülbelül 133,4 milliárd jüan lesz 2025-ben.
A jövőben a folyadékhűtéses szupertöltéses technológia tovább fogja gyorsítani az elterjedést.
A nagy teljesítményű folyadékhűtéses túltöltő technológia fejlesztése és elrendezése még hosszú utat jelent. Ehhez autógyártók, akkumulátorgyártók, töltőállomás-gyártók és más felek együttműködése szükséges. Csak így tudjuk jobban támogatni Kína elektromos járműiparának fejlődését, tovább ösztönözni a rendezett töltést és a V2G-t, elősegíteni az energiatakarékosságot és a kibocsátáscsökkentést, az alacsony szén-dioxid-kibocsátású és zöld fejlődést, valamint felgyorsítani a „kettős szén-dioxid-kibocsátás” stratégiai cél megvalósítását.
Közzététel ideje: 2024. márc. 4.