Презареждане с течно охлаждане, нов изход за технология за зареждане

„Един километър в секунда и пробег от 200 километра след 5 минути зареждане.“ На 27 февруари, на 2024 Huawei China Digital Energy Partner Conference, Huawei Digital Energy Technology Co., Ltd. (наричана по-нататък „Huawei Digital Energy“) пусна напълно течно охлаждане Планът за промоция на станцията за суперзареждане твърди, че „направя изживяването при зареждане с гориво е реалност.“ Според плана Huawei Digital Energy ще изгради повече от 100 000 компресорни купчини Huawei с пълно течно охлаждане в повече от 340 града и главни магистрали в цялата страна през 2024 г., за да създаде „една мрежа за градовете“, „една мрежа за високи скорости“ и „една електрическа мрежа“. „Приятелска“ мрежа за зареждане. Всъщност Huawei пусна продукт с компресор с напълно течно охлаждане още през октомври миналата година и досега е завършил оформлението на множество демонстрационни сайтове.

По стечение на обстоятелствата NIO официално обяви в края на миналата година, че пуска нова купчина ултрабързо зареждане с мощност 640kW с напълно течно охлаждане. Купчината за ултрабързо зареждане е оборудвана с пистолет за зареждане с течно охлаждане, който тежи само 2,4 килограма и ще бъде официално пуснат на пазара през април тази година. Досега много хора наричаха 2024 г. годината на експлозията на компресорите с пълно течно охлаждане. Относно това ново нещо, мисля, че всеки все още има много въпроси: Какво точно е презареждане с течно охлаждане? Какви са неговите уникални предимства? Ще се превърне ли течното охлаждане в основната посока на развитие на свръхзареждането в бъдеще?

01

По-ефективно и по-бързо зареждане

„Досега няма унифицирана стандартна дефиниция за така наречения компресор с пълно течно охлаждане.“ Уей Донг, инженер в лабораторията по микроелектронни технологии на Технологичния университет в Сиан, каза пред репортер на China Automotive News. Казано на неспециалистите, зареждането на купи с компресор с пълно течно охлаждане е технология, която използва циркулация на течност за бързо отнемане на топлината, генерирана по време на процеса на зареждане от ключови компоненти като модули за зареждане, кабели и глави на пистолети за зареждане. Той използва специална помпа за задвижване на потока от охлаждаща течност, като по този начин разсейва топлината и позволява на оборудването за зареждане да поддържа ефективна работа. Охлаждащата течност в пилотите с компресор с пълно течно охлаждане не е обикновена вода, а съдържа предимно етиленгликол, вода, добавки и други вещества. Колкото до пропорцията, тя е техническа тайна на всяка фирма. Охлаждащата течност може не само да подобри стабилността и охлаждащия ефект на течността, но и да намали корозията и повредата на оборудването. Трябва да знаете, че методът на разсейване на топлината значително влияе върху производителността на оборудването за зареждане. Според теоретичните изчисления текущата топлинна загуба на общи високомощни DC бързо зареждащи купчини е около 5%. Без добро разсейване на топлината, това не само ще ускори стареенето на оборудването, но и ще доведе до висок процент на повреда на оборудването за зареждане.

Именно с поддръжката на технологията за разсейване на топлината с пълно течно охлаждане мощността на купчините за супер зареждане с пълно течно охлаждане е много по-висока от тази на конвенционалните купчини за бързо зареждане. Например, купчината за суперзареждане с течно охлаждане на Huawei има максимална мощност от 600kW, което позволява на потребителите да се насладят на изключително бързо изживяване при зареждане на „чаша кафе и пълно зареждане“. „Въпреки че токът и мощността на компресорите с пълно течно охлаждане са различни в момента, всички те са по-мощни от конвенционалните бързи зарядни устройства и компресорни устройства.“ Zeng Xin, професор в Университета за наука и технологии в Пекин, каза пред репортер от China Automotive News, че в момента мощността на обикновените колони за бързо зареждане обикновено е около 120 kW, а конвенционалните колони за суперзареждане са около 300 kW. Мощността на компресорните колове с пълно течно охлаждане от Huawei и NIO може да достигне до 600kW. В допълнение, купчината за суперзареждане с течно охлаждане на Huawei също има интелигентна идентификация и функции за адаптивно регулиране. Той може автоматично да регулира изходната мощност и тока според изискванията за скорост на батерийните пакети на различни модели, постигайки успеваемост на едно зареждане до 99%.

„Нагряването на пилоти с компресор с течно охлаждане също стимулира развитието на цялата индустриална верига.“ Според Hu Fenglin, изследовател в Центъра за нови енергийни иновации към Института за напреднали технологии в Шенжен, компонентите, необходими за напълно охлаждани с течност компресорни пилоти, могат грубо да бъдат разделени на компоненти на оборудването за презареждане, общи структурни компоненти, бързо зареждане с високо напрежение материали и други компоненти, включително интелигентни сензорни компоненти, чипове от силициев карбид, захранващи помпи, охлаждащи течности, както и напълно течно охлаждани модули, напълно течно охлаждани пистолети за зареждане и зареждане Повечето от тях имат по-строги изисквания за производителност и по-високи разходи от използваните компоненти в конвенционални купчини за зареждане.

02

Удобен за използване, по-дълъг жизнен цикъл

В сравнение с обикновените зареждащи купчини и конвенционалните бързи/супер зареждащи купчини, напълно течно охлажданите суперзареждащи купчини не само се зареждат по-бързо, но имат и много предимства. „Пистолетът за зареждане на компресора на Huawei с пълно течно охлаждане е много лек и дори собствениците на коли с малко сила могат да го използват лесно, за разлика от предишните пистолети за зареждане, които бяха обемисти.“ Zhou Xiang, собственик на електрически автомобили в Чунцин, каза.

„Прилагането на поредица от нови технологии, нови материали и нови концепции дава предимства на пилотите с компресорно охлаждане с напълно течно охлаждане, които конвенционалните пилоти за зареждане не могат да се сравнят в миналото.“ Hu Fenglin каза, че за напълно течно охлаждани компресорни купчини, токът и мощността са по-големи, означава по-бързо зареждане. Обикновено нагряването на кабела за зареждане е пропорционално на квадрата на тока. Колкото по-голям е токът на зареждане, толкова по-голямо е нагряването на кабела. За да се намали количеството топлина, генерирана от кабела, и да се избегне прегряване, площта на напречното сечение на проводника трябва да се увеличи, което означава, че пистолетът за зареждане и кабелът за зареждане са по-тежки. Нагнетателят с пълно течно охлаждане решава проблема с разсейването на топлината и използва кабели с по-малко напречно сечение, за да осигури предаването на по-големи токове. Поради това кабелите на напълно течно охлажданите пилоти за презареждане са по-тънки и по-леки от тези на конвенционалните пилоти за презареждане, а пистолетите за зареждане също са по-леки. Например, пистолетът за зареждане на напълно течно охлажданите пилоти за презареждане на NIO тежи само 2,4 килограма, което е много по-леко от конвенционалните пилоти за зареждане. Купчината е много по-лека и носи по-добро потребителско изживяване, особено за жените собственици на автомобили, което е по-удобно за използване.

„Предимството на компресорните пилоти с напълно течно охлаждане е, че те са по-безопасни.“ Уей Донг каза, че в миналото повечето купчини за зареждане са използвали естествено охлаждане, въздушно охлаждане и други методи, които изискват вентилационни отвори в съответните части на купчината за зареждане, което неизбежно е довело до въздуха, смесен с прах, дори фини метални частици, солен спрей и водната пара навлиза във вътрешността на купчината за зареждане и се адсорбира върху повърхността на електрическите компоненти, което води до проблеми като намалена изолационна производителност на системата, лошо разсейване на топлината, намалена ефективност на зареждане и съкратен живот на оборудването. За разлика от това, методът на пълно течно охлаждане може да постигне пълно покритие, да подобри изолацията и безопасността и да позволи на купчината за зареждане да достигне по-високо ниво на прахоустойчивост и водоустойчивост около международния електрически стандарт IP65, с по-висока надеждност. Освен това, след изоставянето на многовентилаторния дизайн с въздушно охлаждане, работният шум на напълно течно охлажданата компресорна купчина е значително намален, от 70 децибела при въздушно охлажданата зарядна купчина до около 30 децибела, което е близо до шепот , избягвайки необходимостта от бързо зареждане в жилищни райони в миналото. Имаше неудобна ситуация с оплаквания поради силен шум през нощта.

По-ниските експлоатационни разходи и по-кратките цикли на разходите за възстановяване също са едно от предимствата на напълно течно охлажданите компресорни пилоти. Zeng Xin каза, че традиционните въздушно охлаждани колони за зареждане обикновено имат живот не повече от 5 години, но текущите периоди на наем за операции на зарядни станции са предимно 8 до 10 години, което означава, че е необходима поне реинвестиция по време на работния цикъл на гарата. Сменете основното зареждащо устройство. Срокът на експлоатация на зареждащи пилоти с пълно течно охлаждане обикновено е повече от 10 години. Например проектният живот на купчините за супер зареждане с течно охлаждане на Huawei е повече от 15 години, което може да покрие целия жизнен цикъл на станцията. Освен това, в сравнение със зареждащите купчини, използващи модули с въздушно охлаждане, които изискват често отваряне на шкафове за отстраняване на прах и поддръжка, напълно течно охлажданите зареждащи купчини трябва да се промият само след натрупване на прах във външния радиатор, което прави поддръжката лесна.

Взети заедно, разходите за пълния жизнен цикъл на компресор с напълно течно охлаждане са по-ниски от тези на традиционното оборудване за зареждане с въздушно охлаждане. С прилагането и популяризирането на напълно течно охлаждани свръхзаредени пилоти, неговите всеобхватни икономически ефективни предимства ще стават все по-очевидни.

03

Пазарът има добри перспективи и конкуренцията се разгаря

В действителност, с непрекъснатото увеличаване на степента на навлизане на нови енергийни превозни средства и бързото развитие на поддържаща инфраструктура като зареждащи пилоти, напълно течно охлажданите компресорни пилоти се превърнаха във фокуса на конкуренцията в индустрията. Много компании за нови енергийни превозни средства, компании за зареждащи пилоти, технологични компании и т.н. са започнали технологични изследвания и разработки и оформление на напълно течно охлаждани пилоти за презареждане.

Tesla е първата автомобилна компания в индустрията, която внедрява компресорни купчини с течно охлаждане на партиди. Неговите V3 компресорни купчини приемат дизайн с напълно течно охлаждане, модули за зареждане с течно охлаждане и пистолети за зареждане с течно охлаждане. Максималната мощност на зареждане на един пистолет е 250kW. Съобщава се, че Tesla постепенно е внедрила нови зарядни станции за V4 с напълно течно охлаждане по целия свят от миналата година. Първата станция за суперзареждане V4 в Азия беше пусната в Хонг Конг, Китай, през октомври миналата година и скоро ще навлезе на континенталния пазар. Съобщава се, че теоретичната максимална мощност на зареждане на тази купчина за зареждане е 615kW, което е еквивалентно на производителността на купчините за суперзареждане с напълно течно охлаждане на Huawei и NIO. Изглежда, че пазарната конкуренция за купчини за зареждане с напълно течно охлаждане е тихо започнала.

„Най-общо казано, компресорите с пълно течно охлаждане имат възможности за зареждане с висока мощност и ефективността на зареждане е значително подобрена, което може ефективно да облекчи безпокойството на потребителите при зареждане.“ В интервю с репортер от China Automotive News обаче той каза, че понастоящем компресорите с пълно течно охлаждане са ограничени в мащаба на приложение, което води до по-високи разходи. Освен това, тъй като зареждането с висока мощност изисква оптимизиране на управлението на безопасността на батерията и увеличаване на платформата за напрежение на превозното средство, цената също ще се увеличи с 15% до 20%. Като цяло, разработването на технология за зареждане с висока мощност изисква цялостно разглеждане на фактори като управление на безопасността на превозното средство, независимо управление на устройства с високо напрежение и цена. Това е процес стъпка по стъпка.

„По-високата цена на компресорните пилоти с течно охлаждане е една от практическите пречки, които възпрепятстват широкомащабното им популяризиране.“ Ху Фенлин каза, че текущата цена на всяка купчина суперзареждане на Huawei е около 600 000 юана. На този етап малките и средни предприятия обикновено се занимават със зареждащ бизнес. Почти е трудно да се конкурирате. Въпреки това, в дългосрочните перспективи за развитие, с разширяването на приложенията и намаляването на разходите, многото предимства на напълно течно охлажданите компресорни пилоти постепенно ще станат видни. Твърдото търсене на потребителите и пазара за безопасно, високоскоростно и бързо зареждане ще донесе по-широко пространство за разработване на купчини за суперзареждане с напълно течно охлаждане.

Скорошен изследователски доклад, публикуван от CICC, посочи, че презареждането на течното охлаждане води до надграждане на индустриалната верига, а размерът на вътрешния пазар се очаква да достигне близо 9 милиарда юана през 2026 г. Воден от автомобилни компании, енергийни компании и т.н. първоначално се очакваше, че броят на местните компресорни станции с течно охлаждане ще достигне 45 000 през 2026 г.

Zeng Xin също така посочи, че през 2021 г. ще има по-малко от 10 модела на вътрешния пазар, които поддържат презареждане; през 2023 г. ще има повече от 140 модела, които поддържат презареждане, и ще има повече в бъдеще. Това е не само реалистично отражение на ускорения темп на работа и живот на хората при попълване на енергия за нови енергийни превозни средства, но също така отразява тенденцията на развитие на пазарното търсене. Поради това перспективите за развитие на пилоти с пълно течно охлаждане са толкова обещаващи.