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 máy bơm công suất để đưa nhiệt sinh ra trong quá trình sạc ra ngoài.
Phần nguồn của hệ thống sử dụng tản nhiệt bằng chất lỏng, không trao đổi không khí với môi trường bên ngoài nên có thể đạt được thiết kế IP65. Đồng thời, hệ thống sử dụng quạt lưu lượng gió lớn để tản nhiệt, tiếng ồn thấp và thân thiện với môi trường cao.
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 do cáp tỏa ra tỷ lệ thuận với giá trị bình phương của dòng điện. Dòng điện sạc càng lớn thì nhiệt do cáp tỏa ra càng lớn. Phải giảm nhiệt. Để tránh quá nhiệt, phải tăng diện tích tiết diện của dây, 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 không dễ uốn cong. Nếu bạn muốn đạt được dòng điện sạc lớn hơn, bạn cũng có thể sử dụng sạc súng kép, nhưng đây chỉ là biện pháp tạm thời trong những tình huống 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 cáp và ống nước bên trong súng sạc làm mát bằng chất lỏng. Cáp của súng làm mát bằng chất lỏng 500Asúng sạcthường chỉ có 35mm2, và nhiệt được lấy đi bởi dòng chất làm mát trong ống nước. Vì cáp mỏng nên súng sạc làm mát bằng chất lỏng nhẹ hơn từ 30% đến 40% so với súng sạc thông thường. Súng sạc làm mát bằng chất lỏng cũng cần được trang bị một bộ phận làm mát, bao gồm một bình chứa nước, bơm nước, bộ tản nhiệt và quạt. Bơm nước dẫn chất làm mát lưu thông trong đường ống súng, đưa nhiệt đến bộ tản nhiệt, sau đó thổi bay nhiệt bằng quạt, do đó đạt được khả năng chịu tải lớn hơn so với súng sạc 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, 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 thành phần điện và mô-đun chỉnh lưu, và tản ra khỏi thân cọc ở phía bên kia. Không khí sẽ được 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 tuổi thọ thiết bị giảm. 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 thế giới bên ngoài. Do đó, phần nguồn của cọc sạc có thể được bao bọc hoàn toàn để giảm tản nhiệt. Bộ tản nhiệt nằm bên ngoài và nhiệt được đưa đến bộ tản nhiệt thông qua chất làm mát bên trong và không khí bên ngoài 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 khả năng bảo vệ IP65 và độ tin cậy cao hơn.
4. Tiếng 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 vận hành đạt tới hơn 65db. Ngoài ra còn có quạt làm mát trên thân cọc sạc. Hiện tại, các cọc sạc sử dụng các 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 các nhà khai thác phàn nàn nhiều nhất. 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 một máy bơm nước để thúc đẩy quá trình tuần hoàn chất làm mát nhằm tản nhiệt và truyền nhiệt do mô-đun tạo ra đến bộ tản nhiệt vây. Tản nhiệt bên ngoài đạt được bằng 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 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 tản nhiệt tốt hơn và giảm chi phí. 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 là ít nhất 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 đòi hỏi phải 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, có thêm 31.000 đống sạc công cộng vào tháng 2 năm 2023 so với tháng 1 năm 2023, tăng 54,1% so với cùng kỳ năm ngoái vào tháng 2. Tính đến tháng 2 năm 2023, các đơn vị thành viên trong liên minh đã báo cáo tổng cộng 1,869 triệu đống sạc công cộng, bao gồm 796.000Cọc 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 cọc sạc phát triển nhanh chóng, công nghệ mới về siêu nạp làm mát bằng chất lỏng đã trở thành trọng tâm cạnh tranh trong ngành. Nhiều công ty xe năng lượng mới và công ty cọc sạc cũng đã bắt đầu tiến hành nghiên cứu phát triển công nghệ và bố trí quá tải.
Tesla là công ty ô tô đầu tiên trong ngành triển khai các cọc siêu nạp làm mát bằng chất lỏng theo từng đợt. Hiện tại, công ty đã triển khai hơn 1.500 trạm siêu nạp tại Trung Quốc với tổng cộng 10.000 cọc siêu nạp. Bộ siêu nạp Tesla V3 áp dụng thiết kế làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng, mô-đun sạc làm mát bằng chất lỏng và súng sạc làm mát bằng chất lỏng. Một súng có thể sạc tới 250kW/600A, có thể tăng phạm vi bay thêm 250 km trong 15 phút. Mẫu V4 sắp được triển khai theo từng đợt. Cọc sạc cũng tăng công suất sạc lên 350kW cho 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 quá tải chất lỏng đang trong giai đoạn sơ khai, có tiềm năng lớn và triển vọng phát triển rộng. Làm mát bằng chất lỏng là giải pháp tuyệt vời cho việc sạc công suất cao. Không có vấn đề kỹ thuật nào trong quá trình thiết kế và sản xuất nguồn điện cọc sạc công suất cao trong và ngoài nước. Cần giải quyết kết nối cáp từ nguồn điện 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 trung bình của cọc sạc 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 cuộc họp báo CHINAEVSE là 20.000 nhân dân tệ / bộ, ước tính chi phí của súng sạc làm mát bằng chất lỏng. Chiếm khoảng 21% chi phí của cọc sạc, nó trở thành thành phần đắt nhất sau các 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 đẩy nhanh quá trình thâm nhập.
Việc phát triển và bố trí công nghệ quá tải 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 công ty ô tô, công ty pin, công ty cọc và các bên khác. Chỉ bằng cách này, chúng ta mới có thể hỗ trợ tốt hơn cho sự phát triển của ngành công nghiệp xe điện của Trung Quốc, thúc đẩy hơn nữa việc sạc có trật tự và V2G, giúp tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải, phát triển các-bon thấp và xanh, đồng thời đẩy nhanh việc hiện thực hóa mục tiêu chiến lược "Carbon kép".
Thời gian đăng: 04-03-2024