01. Hva er "væskekjølende superlading"?
Arbeidsprinsipp:
Væskekjølt kompressorlading går ut på å sette opp en spesiell væskesirkulasjonskanal mellom kabelen og ladepistolen. Flytende kjølevæske for varmeavledning tilsettes kanalen, og kjølevæsken sirkuleres gjennom en kraftpumpe for å få ut varmen som genereres under ladeprosessen.
Systemets strømforsyningsdel bruker væskekjøling for varmeavledning, og det er ingen luftutveksling med det ytre miljøet, slik at det kan oppnå en IP65-design. Samtidig bruker systemet en vifte med stort luftvolum for å avlede varme med lavt støynivå og høy miljøvennlighet.
02. Hva er fordelene med væskekjøling med superlading?
Fordeler med væskekjøling med superlading:
1. Større strøm og rask ladehastighet. Utgangsstrømmen tilladehauger begrenset av ladepistolens ledning. Kobberkabelen inne i ladepistolens ledning leder strøm, og varmen som genereres av kabelen er proporsjonal med kvadratverdien av strømmen. Jo større ladestrømmen er, desto større varme genereres av kabelen. Den må reduseres. For å unngå overoppheting må tverrsnittsarealet til ledningen økes, og selvfølgelig vil ladepistolens ledning være tyngre. Den nåværende nasjonale standardladepistolen på 250A bruker vanligvis 80 mm2 kabel. Ladepistolen er veldig tung som helhet og er ikke lett å bøye. Hvis du vil oppnå større strømlading, kan du også bruke dobbel ladepistollading, men dette er bare et midlertidig tiltak i spesifikke situasjoner. Den endelige løsningen for høystrømslading kan bare være lading med en væskekjølt ladepistol.
Det er kabler og vannrør inni den væskekjølte ladepistolen. Kabelen til den væskekjølte 500A-ladepistolenladepistoler vanligvis bare 35 mm2, og varmen tas bort av kjølevæskestrømmen i vannrøret. Fordi kabelen er tynn, er den væskekjølte ladepistolen 30 % til 40 % lettere enn en konvensjonell ladepistol. Den væskekjølte ladepistolen må også utstyres med en kjøleenhet, som består av en vanntank, vannpumpe, radiator og vifte. Vannpumpen driver kjølevæsken til å sirkulere i pistolledningen, bringer varmen til radiatoren, og blåser den deretter bort av viften, og oppnår dermed en større bæreevne enn konvensjonelle naturlig kjølte ladepistoler.
2. Pistolsnoren er lettere og ladeutstyret er lettvekts.
3. Mindre varme, rask varmespredning og høy sikkerhet. Pælekroppene til konvensjonelle ladepæler og halvvæskekjølte ladepæler er luftkjølte for varmespredning. Luften kommer inn i pælekroppen fra den ene siden, blåser bort varmen fra de elektriske komponentene og likerettermodulene, og forsvinner fra pælekroppen på den andre siden. Luften vil bli blandet med støv, saltspray og vanndamp og adsorbert på overflaten av interne enheter, noe som resulterer i dårlig systemisolasjon, dårlig varmespredning, lav ladeeffektivitet og redusert levetid for utstyr. For konvensjonelle ladepæler eller halvvæskekjølte ladepæler er varmespredning og beskyttelse to motstridende konsepter. Hvis beskyttelsen er god, vil varmespredningen være vanskelig å designe, og hvis varmespredningen er god, vil beskyttelsen være vanskelig å håndtere.
Den fullstendig væskekjølte ladestaben bruker en væskekjølt lademodul. Det er ingen luftkanaler på forsiden og baksiden av den væskekjølte modulen. Modulen er avhengig av kjølevæsken som sirkulerer inne i den væskekjølte platen for å utveksle varme med omverdenen. Derfor kan strømdelen av ladestaben være fullstendig lukket for å redusere varmespredning. Radiatoren er ekstern, og varmen føres til radiatoren gjennom kjølevæsken inni, og den eksterne luften blåser bort varmen på radiatoroverflaten. Den væskekjølte lademodulen og elektrisk tilbehør inne i ladestaben har ingen kontakt med det ytre miljøet, og oppnår dermed IP65-beskyttelse og høyere pålitelighet.
4. Lav ladestøy og høyere beskyttelsesnivå. Konvensjonelle ladestabler og halvvæskekjølte ladestabler har innebygde luftkjølte lademoduler. De luftkjølte modulene er bygget med flere små høyhastighetsvifter, og driftsstøyen når mer enn 65 dB. Det er også kjølevifter på ladestablerens kropp. For tiden bruker ladestabler luftkjølte moduler. Når de kjører på full effekt, er støyen i utgangspunktet over 70 dB. Det har liten påvirkning på dagtid, men er svært forstyrrende om natten. Derfor er høy støy på ladestasjoner det mest klagede problemet for operatører. Hvis de klager, må de rette opp problemet. Utbedringskostnadene er imidlertid høye, og effekten er svært begrenset. Til slutt må de redusere effekten for å redusere støyen.
Den fullstendig væskekjølte ladestableren bruker en to-syklus varmespredningsarkitektur. Den interne væskekjølemodulen er avhengig av en vannpumpe for å drive kjølevæskesirkulasjonen for å spre varme, og overfører varmen som genereres av modulen til lamellradiatoren. Den eksterne varmespredningen oppnås av lavhastighetsvifter eller klimaanlegg med høyt volum. Varmen spres fra enheten, og støyen fra viften med lav hastighet og stort luftvolum er mye lavere enn for små vifter med høyere hastighet. Fullt væskekjølte superladede stabler kan også bruke en delt varmespredningsdesign. I likhet med et delt klimaanlegg er varmespredningsenheten plassert vekk fra mengden, og den kan til og med utføre varmeveksling med bassenger og fontener for å oppnå bedre varmespredning og lavere støykostnader.
5. Lav total eierandel
Kostnaden for ladeutstyr på ladestasjoner må vurderes ut fra ladestavens fulle livssykluskostnad (TCO). Levetiden til tradisjonelle ladestaver som bruker luftkjølte lademoduler overstiger vanligvis ikke 5 år, men den nåværende leieperioden for ladestasjondrift er 8–10 år, noe som betyr at ladeutstyret må byttes ut minst én gang i løpet av stasjonens driftssyklus. På den annen side er levetiden til fullstendig væskekjølte ladestaver minst 10 år, noe som kan dekke hele stasjonens livssyklus. Samtidig, sammenlignet med ladestaver som bruker luftkjølte moduler som krever hyppig åpning av kabinettet, støvfjerning, vedlikehold og andre operasjoner, trenger fullstendig væskekjølte ladestaver bare å spyles etter at støv har samlet seg i den eksterne radiatoren, noe som gjør vedlikeholdet enkelt.
Den totale eierkostnaden (TCO) for et fullstendig væskekjølt ladesystem er lavere enn for et tradisjonelt ladesystem som bruker luftkjølte lademoduler, og med den utbredte masseanvendelsen av fullstendig væskekjølte systemer vil fordelen med hensyn til kostnadseffektivitet bli mer åpenbar.
03. Markedsstatus for væskekjølende superlading
Ifølge de nyeste dataene fra China Charging Alliance var det 31 000 flere offentlige ladestasjoner i februar 2023 enn i januar 2023, en økning på 54,1 % fra året før i februar. Per februar 2023 har medlemsenheter i alliansen rapportert totalt 1,869 millioner offentlige ladestasjoner, inkludert 796 000DC-ladestablerog 1,072 millionerAC-ladestabler.
Faktisk, ettersom penetrasjonsraten for nye energikjøretøy fortsetter å øke og støtteanlegg som ladepæler utvikler seg raskt, har den nye teknologien for væskekjølt kompressorlading blitt fokus for konkurranse i bransjen. Mange nye energikjøretøyselskaper og pæleselskaper har også begynt å utføre teknologisk forskning og utvikling og utforming av overlading.
Tesla er det første bilselskapet i bransjen som distribuerer væskekjølte kompressorladestabler i omganger. For øyeblikket har de distribuert mer enn 1500 kompressorladestasjoner i Kina med totalt 10 000 kompressorladestabler. Tesla V3-kompressorladeren har en fullstendig væskekjølt design, en væskekjølt lademodul og en væskekjølt ladekanon. En enkelt kanon kan lade opptil 250 kW/600 A, noe som kan øke rekkevidden med 250 kilometer på 15 minutter. V4-modellen er i ferd med å bli distribuert i omganger. Ladestableren øker også ladeeffekten til 350 kW per kanon.
Deretter lanserte Porsche Taycan for første gang i verden 800V høyspennings elektrisk arkitektur, som støtter 350kW hurtiglading med høy effekt; Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 global limited edition har en strømstyrke på opptil 600A, en spenning på opptil 800V og en toppladeeffekt på 480kW; GAC AION V, med en toppspenning på opptil 1000V, en strømstyrke på opptil 600A og en toppladeeffekt på 480kW; Xiaopeng G9, en masseprodusert bil med en 800V silisiumkarbid spenningsplattform, egnet for 480kW ultrahurtiglading;
04. Hva er den fremtidige trenden for væskekjølende superlading?
Feltet for overlading av væskekjøling er i sin spede begynnelse, med stort potensial og brede utviklingsmuligheter. Væskekjøling er en utmerket løsning for lading med høy effekt. Det er ingen tekniske problemer med design og produksjon av strømforsyninger for ladestabler med høy effekt i inn- og utland. Det er nødvendig å løse kabelforbindelsen fra strømforsyningen for ladestabler med høy effekt til ladepistolen.
Imidlertid er penetrasjonsraten for væskekjølte kompressorladede pæler med høy effekt fortsatt lav i landet mitt. Dette er fordi væskekjølte ladekanoner står for en relativt høy kostnad, og hurtigladepæler vil innlede et marked verdt hundrevis av milliarder i 2025. Ifølge offentlig informasjon er gjennomsnittsprisen for ladepæler omtrent 0,4 yuan/W. Det er anslått at prisen på en 240 kW hurtigladepæl er omtrent 96 000 yuan. Ifølge prisen på den væskekjølte ladekanonkabelen på CHINAEVSE-pressekonferansen er kostnaden for den væskekjølte ladekanonen 20 000 yuan/sett. Den står for omtrent 21 % av kostnaden for ladepæler, og blir den dyreste komponenten etter lademoduler. Det forventes at etter hvert som antallet nye hurtiglademodeller for energi øker, vil markedsområdet for høy effekt øke.hurtigladehaugeri mitt land vil være omtrent 133,4 milliarder yuan i 2025.
I fremtiden vil væskekjølende superladeteknologi fortsette å akselerere penetrasjonen.
Utviklingen og utformingen av høyeffekts væskekjølt overladingsteknologi har fortsatt en lang vei å gå. Dette krever samarbeid fra bilprodusenter, batteriselskaper, peleselskaper og andre parter. Bare på denne måten kan vi bedre støtte utviklingen av Kinas elbilindustri, ytterligere fremme ordnet lading og V2G, bidra til energisparing og utslippsreduksjon, lavkarbon- og grønn utvikling, og akselerere realiseringen av det strategiske målet om "dobbelt karbon".
Publisert: 04. mars 2024