01. "Siêu nạp làm mát bằng chất lỏng" là gì?
nguyên lý hoạt động:
Tăng áp làm mát bằng chất lỏng là thiết lập một kênh tuần hoàn chất lỏng đặc biệt giữa cáp và súng sạc. Chất làm mát dạng lỏng để tản nhiệt được thêm vào kênh, và chất làm mát được tuần hoàn qua một bơm công suất để giải phóng nhiệt sinh ra trong quá trình sạc.
Phần nguồn của hệ thống sử dụng tản nhiệt bằng chất lỏng, không trao đổi không khí với môi trường bên ngoài, do đó đạt tiêu chuẩn thiết kế IP65. Đồng thời, hệ thống sử dụng quạt lưu lượng gió lớn để tản nhiệt với độ ồn thấp và thân thiện với môi trường.
02. Ưu điểm của siêu nạp làm mát bằng chất lỏng là gì?
Ưu điểm của siêu nạp làm mát bằng chất lỏng:
1. Dòng điện lớn hơn và tốc độ sạc nhanh. Dòng điện đầu ra củacọc sạcbị giới hạn bởi dây súng sạc. Cáp đồng bên trong dây súng sạc dẫn điện, nhiệt lượng tỏa ra từ cáp tỷ lệ thuận với bình phương dòng điện. Dòng điện sạc càng lớn thì nhiệt lượng tỏa ra từ cáp càng lớn. Cần phải giảm nhiệt lượng tỏa ra. Để tránh quá nhiệt, cần phải tăng tiết diện dây, và tất nhiên dây súng sẽ nặng hơn. Súng sạc tiêu chuẩn quốc gia 250A hiện tại thường sử dụng cáp 80mm2. Súng sạc rất nặng và khó uốn cong. Nếu muốn đạt được dòng điện sạc lớn hơn, bạn cũng có thể sử dụng sạc kép, nhưng đây chỉ là giải pháp tạm thời trong một số trường hợp cụ thể. Giải pháp cuối cùng cho việc sạc dòng điện cao chỉ có thể là sạc bằng súng sạc làm mát bằng chất lỏng.
Có dây cáp và ống nước bên trong súng nạp làm mát bằng chất lỏng. Dây cáp của súng làm mát bằng chất lỏng 500Asúng sạcThông thường chỉ có 35mm², và nhiệt được dẫn đi nhờ dòng chất làm mát trong ống nước. Do cáp mỏng, súng phun làm mát bằng chất lỏng nhẹ hơn từ 30% đến 40% so với súng phun thông thường. Súng phun làm mát bằng chất lỏng cũng cần được trang bị bộ phận làm mát, bao gồm bình chứa nước, bơm nước, két nước và quạt. Bơm nước dẫn chất làm mát tuần hoàn trong đường ống súng, đưa nhiệt đến két nước, sau đó được quạt thổi đi, nhờ đó đạt được khả năng chịu nhiệt lớn hơn so với súng phun làm mát tự nhiên thông thường.
2. Dây súng nhẹ hơn và thiết bị sạc cũng nhẹ hơn.
3. Ít tỏa nhiệt, tản nhiệt nhanh và độ an toàn cao. Thân cọc của cọc sạc thông thường và cọc sạc làm mát bán lỏng được làm mát bằng không khí để tản nhiệt. Không khí đi vào thân cọc từ một phía, thổi bay nhiệt của các linh kiện điện và mô-đun chỉnh lưu, và tản ra khỏi thân cọc ở phía bên kia. Không khí sẽ trộn lẫn với bụi, hơi muối và hơi nước và hấp thụ trên bề mặt của các thiết bị bên trong, dẫn đến cách điện hệ thống kém, tản nhiệt kém, hiệu suất sạc thấp và giảm tuổi thọ thiết bị. Đối với cọc sạc thông thường hoặc cọc sạc làm mát bán lỏng, tản nhiệt và bảo vệ là hai khái niệm trái ngược nhau. Nếu bảo vệ tốt, tản nhiệt sẽ khó thiết kế, và nếu tản nhiệt tốt, bảo vệ sẽ khó xử lý.
Cọc sạc làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng sử dụng mô-đun sạc làm mát bằng chất lỏng. Không có ống dẫn khí ở mặt trước và mặt sau của mô-đun làm mát bằng chất lỏng. Mô-đun dựa vào chất làm mát lưu thông bên trong tấm làm mát bằng chất lỏng để trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. Do đó, phần nguồn của cọc sạc có thể được bao bọc hoàn toàn để giảm thiểu tản nhiệt. Bộ tản nhiệt nằm bên ngoài, nhiệt được truyền đến bộ tản nhiệt thông qua chất làm mát bên trong, và không khí bên ngoài sẽ thổi bay nhiệt trên bề mặt bộ tản nhiệt. Mô-đun sạc làm mát bằng chất lỏng và các phụ kiện điện bên trong cọc sạc không tiếp xúc với môi trường bên ngoài, do đó đạt được cấp bảo vệ IP65 và độ tin cậy cao hơn.
4. Độ ồn sạc thấp và mức độ bảo vệ cao hơn. Các cọc sạc thông thường và cọc sạc làm mát bán lỏng có các mô-đun sạc làm mát bằng không khí tích hợp. Các mô-đun làm mát bằng không khí được chế tạo với nhiều quạt nhỏ tốc độ cao và tiếng ồn khi hoạt động đạt tới hơn 65db. Ngoài ra còn có các quạt làm mát trên thân cọc sạc. Hiện tại, các cọc sạc sử dụng mô-đun làm mát bằng không khí Khi chạy hết công suất, tiếng ồn về cơ bản là trên 70dB. Nó ít ảnh hưởng vào ban ngày nhưng rất khó chịu vào ban đêm. Do đó, tiếng ồn lớn tại các trạm sạc là vấn đề bị phàn nàn nhiều nhất đối với các nhà điều hành. Nếu bị phàn nàn, họ phải khắc phục sự cố. Tuy nhiên, chi phí khắc phục cao và hiệu quả rất hạn chế. Cuối cùng, họ phải giảm công suất để giảm tiếng ồn.
Cọc sạc làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng áp dụng kiến trúc tản nhiệt chu kỳ kép. Mô-đun làm mát bằng chất lỏng bên trong dựa vào bơm nước để điều khiển tuần hoàn chất làm mát nhằm tản nhiệt và truyền nhiệt do mô-đun tạo ra đến bộ tản nhiệt dạng vây. Tản nhiệt bên ngoài đạt được nhờ quạt hoặc máy điều hòa không khí tốc độ thấp lưu lượng lớn. Nhiệt được tản ra khỏi thiết bị và tiếng ồn của quạt có tốc độ thấp và lưu lượng không khí lớn thấp hơn nhiều so với quạt nhỏ có tốc độ cao hơn. Cọc sạc siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng cũng có thể áp dụng thiết kế tản nhiệt chia tách. Tương tự như máy điều hòa không khí chia tách, bộ tản nhiệt được đặt cách xa đám đông và thậm chí có thể trao đổi nhiệt với hồ bơi và đài phun nước để đạt được khả năng tản nhiệt tốt hơn và chi phí thấp hơn. tiếng ồn.
5. TCO thấp
Chi phí thiết bị sạc tại các trạm sạc phải được xem xét từ tổng chi phí vòng đời (TCO) của cọc sạc. Tuổi thọ của cọc sạc truyền thống sử dụng mô-đun sạc làm mát bằng không khí thường không quá 5 năm, nhưng thời hạn thuê hiện tại cho hoạt động của trạm sạc là 8-10 năm, điều đó có nghĩa là thiết bị sạc cần được thay thế ít nhất một lần trong chu kỳ hoạt động của trạm. Mặt khác, tuổi thọ của cọc sạc làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng ít nhất là 10 năm, có thể bao gồm toàn bộ vòng đời của trạm. Đồng thời, so với cọc sạc sử dụng mô-đun làm mát bằng không khí yêu cầu mở tủ thường xuyên, loại bỏ bụi, bảo trì và các hoạt động khác, cọc sạc làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng chỉ cần xả sau khi bụi tích tụ trong bộ tản nhiệt bên ngoài, giúp việc bảo trì trở nên đơn giản.
TCO của hệ thống sạc làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng thấp hơn so với hệ thống sạc truyền thống sử dụng mô-đun sạc làm mát bằng không khí và với việc ứng dụng rộng rãi các hệ thống làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng, lợi thế về hiệu quả chi phí của nó sẽ trở nên rõ ràng hơn.
03. Tình hình thị trường siêu nạp làm mát bằng chất lỏng
Theo dữ liệu mới nhất từ Liên minh Sạc điện Trung Quốc, tháng 2 năm 2023 có thêm 31.000 trạm sạc công cộng so với tháng 1 năm 2023, tăng 54,1% so với cùng kỳ năm trước. Tính đến tháng 2 năm 2023, các đơn vị thành viên trong liên minh đã báo cáo tổng cộng 1,869 triệu trạm sạc công cộng, bao gồm 796.000 trạm.Cọc sạc DCvà 1,072 triệuCọc sạc AC.
Trên thực tế, khi tỷ lệ thâm nhập của xe năng lượng mới tiếp tục tăng và các cơ sở hỗ trợ như trạm sạc phát triển nhanh chóng, công nghệ tăng áp làm mát bằng chất lỏng mới đã trở thành tâm điểm cạnh tranh trong ngành. Nhiều công ty xe năng lượng mới và các công ty trạm sạc cũng đã bắt đầu tiến hành nghiên cứu phát triển công nghệ và bố trí hệ thống sạc quá mức.
Tesla là hãng xe đầu tiên trong ngành triển khai hàng loạt các trụ siêu nạp làm mát bằng chất lỏng. Hiện tại, hãng đã triển khai hơn 1.500 trạm siêu nạp tại Trung Quốc với tổng cộng 10.000 trụ siêu nạp. Bộ siêu nạp Tesla V3 áp dụng thiết kế làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng, một mô-đun sạc làm mát bằng chất lỏng và một súng sạc làm mát bằng chất lỏng. Một súng sạc có thể sạc tới 250kW/600A, giúp tăng phạm vi hoạt động thêm 250 km trong 15 phút. Mẫu V4 sắp được triển khai hàng loạt. Trụ sạc cũng tăng công suất sạc lên 350kW mỗi súng.
Sau đó, Porsche Taycan lần đầu tiên trên thế giới ra mắt kiến trúc điện cao áp 800V và hỗ trợ sạc nhanh công suất cao 350kW; phiên bản giới hạn toàn cầu Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 có dòng điện lên tới 600A, điện áp lên tới 800V và công suất sạc cực đại 480kW; GAC AION V, với điện áp cực đại lên tới 1000V, dòng điện lên tới 600A và công suất sạc cực đại 480kW; Xiaopeng G9, một chiếc xe sản xuất hàng loạt với nền tảng điện áp silicon carbide 800V, phù hợp với sạc siêu nhanh 480kW;
04. Xu hướng tương lai của công nghệ siêu nạp làm mát bằng chất lỏng là gì?
Lĩnh vực làm mát bằng chất lỏng quá tải đang trong giai đoạn sơ khai, có tiềm năng lớn và triển vọng phát triển rộng mở. Làm mát bằng chất lỏng là một giải pháp tuyệt vời cho việc sạc công suất cao. Việc thiết kế và sản xuất bộ nguồn cọc sạc công suất cao trong và ngoài nước không gặp bất kỳ vấn đề kỹ thuật nào. Cần giải quyết vấn đề kết nối cáp từ bộ nguồn cọc sạc công suất cao đến súng sạc.
Tuy nhiên, tỷ lệ thâm nhập của cọc sạc siêu nạp làm mát bằng chất lỏng công suất cao ở nước tôi vẫn còn thấp. Điều này là do súng sạc làm mát bằng chất lỏng chiếm chi phí tương đối cao và cọc sạc nhanh sẽ mở ra một thị trường trị giá hàng trăm tỷ vào năm 2025. Theo thông tin công khai, giá cọc sạc trung bình là khoảng 0,4 nhân dân tệ/W. Ước tính giá của cọc sạc nhanh 240kW là khoảng 96.000 nhân dân tệ. Theo giá của cáp súng sạc làm mát bằng chất lỏng trong buổi họp báo của CHINAEVSE là 20.000 nhân dân tệ/bộ, chi phí của súng sạc làm mát bằng chất lỏng được ước tính. Chiếm khoảng 21% chi phí của cọc sạc, nó trở thành linh kiện đắt nhất sau mô-đun sạc. Dự kiến khi số lượng các mô hình sạc nhanh năng lượng mới tăng lên, không gian thị trường cho công suất caocọc sạc nhanhở nước tôi sẽ đạt khoảng 133,4 tỷ nhân dân tệ vào năm 2025.
Trong tương lai, công nghệ siêu nạp làm mát bằng chất lỏng sẽ tiếp tục được triển khai nhanh chóng.
Việc phát triển và bố trí công nghệ sạc quá mức làm mát bằng chất lỏng công suất cao vẫn còn một chặng đường dài phía trước. Điều này đòi hỏi sự hợp tác của các hãng xe hơi, công ty sản xuất pin, công ty sản xuất cọc và các bên liên quan khác. Chỉ bằng cách này, chúng ta mới có thể hỗ trợ tốt hơn cho sự phát triển của ngành công nghiệp xe điện Trung Quốc, thúc đẩy hơn nữa việc sạc pin có trật tự và V2G, góp phần tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải, phát triển xanh và ít carbon, đồng thời đẩy nhanh việc hiện thực hóa mục tiêu chiến lược "Carbon kép".
Thời gian đăng: 04-03-2024