01. O que é "supercarregamento com resfriamento líquido"?
princípio de funcionamento:
O supercarregamento com refrigeração líquida consiste na instalação de um canal especial de circulação de líquido entre o cabo e a pistola de carregamento. O líquido refrigerante para dissipação de calor é adicionado ao canal, e o líquido refrigerante é circulado por uma bomba de energia para liberar o calor gerado durante o processo de carregamento.
A parte de potência do sistema utiliza resfriamento líquido para dissipação de calor, sem troca de ar com o ambiente externo, o que garante um design IP65. Ao mesmo tempo, o sistema utiliza um ventilador de grande volume de ar para dissipar o calor com baixo ruído e alta compatibilidade ambiental.
02.Quais são as vantagens do super carregamento por resfriamento líquido?
Vantagens do supercarregamento por resfriamento líquido:
1. Maior corrente e velocidade de carregamento rápida. A corrente de saída dopilha de carregamentoé limitado pelo fio da pistola de carga. O cabo de cobre dentro do fio da pistola de carga conduz eletricidade, e o calor gerado pelo cabo é proporcional ao valor quadrado da corrente. Quanto maior a corrente de carga, maior o calor gerado pelo cabo. Ele deve ser reduzido. Para evitar o superaquecimento, a área da seção transversal do fio deve ser aumentada e, claro, o fio da pistola será mais pesado. A pistola de carga padrão nacional atual de 250A geralmente usa um cabo de 80 mm2. A pistola de carga é muito pesada como um todo e não é fácil de dobrar. Se você quiser obter uma carga de corrente maior, você também pode usar o carregamento de pistola dupla, mas esta é apenas uma medida paliativa em situações específicas. A solução final para o carregamento de alta corrente só pode ser o carregamento com uma pistola de carga refrigerada a líquido.
Existem cabos e tubos de água dentro da pistola de carregamento refrigerada a líquido. O cabo da pistola de carregamento refrigerada a líquido de 500Aarma de cargaGeralmente, o diâmetro interno do tubo é de apenas 35 mm², e o calor é dissipado pelo fluxo de refrigerante na tubulação de água. Como o cabo é fino, a pistola de carregamento refrigerada a líquido é de 30% a 40% mais leve do que uma pistola de carregamento convencional. A pistola de carregamento refrigerada a líquido também precisa ser equipada com uma unidade de resfriamento, composta por um tanque de água, bomba d'água, radiador e ventilador. A bomba d'água aciona o refrigerante para circular na tubulação da pistola, levando o calor ao radiador e, em seguida, dissipando-o pelo ventilador, alcançando assim uma capacidade de carga maior do que as pistolas de carregamento refrigeradas naturalmente convencionais.
2. O cabo da arma é mais leve e o equipamento de carregamento é leve.
3. Menor calor, rápida dissipação de calor e alta segurança. Os corpos das estacas de carga convencionais e das estacas de carga com resfriamento semilíquido são resfriados a ar para dissipação de calor. O ar entra no corpo da estaca por um lado, dissipa o calor dos componentes elétricos e dos módulos retificadores e se dissipa do corpo da estaca pelo outro lado. O ar será misturado com poeira, névoa salina e vapor d'água e adsorvido na superfície dos dispositivos internos, resultando em isolamento inadequado do sistema, baixa dissipação de calor, baixa eficiência de carga e vida útil reduzida do equipamento. Para estacas de carga convencionais ou estacas de carga com resfriamento semilíquido, dissipação de calor e proteção são dois conceitos contraditórios. Se a proteção for boa, a dissipação de calor será difícil de projetar, e se a dissipação de calor for boa, a proteção será difícil de lidar.
A pilha de carregamento totalmente refrigerada a líquido utiliza um módulo de carregamento refrigerado a líquido. Não há dutos de ar na parte frontal e traseira do módulo refrigerado a líquido. O módulo depende do líquido de arrefecimento que circula dentro da placa refrigerada a líquido para trocar calor com o exterior. Portanto, a parte de energia da pilha de carregamento pode ser totalmente fechada para reduzir a dissipação de calor. O radiador é externo, e o calor é levado ao radiador através do líquido de arrefecimento interno, e o ar externo dissipa o calor na superfície do radiador. O módulo de carregamento refrigerado a líquido e os acessórios elétricos dentro da pilha de carregamento não têm contato com o ambiente externo, alcançando assim a proteção IP65 e maior confiabilidade.
4. Baixo ruído de carga e maior nível de proteção. Pilhas de carga convencionais e pilhas de carga com resfriamento semilíquido possuem módulos de carga resfriados a ar integrados. Os módulos resfriados a ar são construídos com múltiplos ventiladores pequenos de alta velocidade, e o ruído operacional atinge mais de 65 dB. Há também ventiladores de resfriamento no corpo da pilha de carga. Atualmente, as pilhas de carga que usam módulos resfriados a ar quando operam em potência máxima, o ruído é basicamente acima de 70 dB. Tem pouco impacto durante o dia, mas é muito perturbador à noite. Portanto, o ruído alto nas estações de carga é o problema mais reclamado pelos operadores. Se reclamados, eles precisam retificar o problema. No entanto, os custos de retificação são altos e o efeito é muito limitado. No final, eles precisam reduzir a potência para reduzir o ruído.
A pilha de carregamento totalmente resfriada a líquido adota uma arquitetura de dissipação de calor de ciclo duplo. O módulo interno de resfriamento a líquido depende de uma bomba d'água para acionar a circulação do refrigerante para dissipar o calor e transferi-lo para o radiador de aletas. A dissipação de calor externa é realizada por ventiladores ou condicionadores de ar de alta velocidade e baixa velocidade. O calor é dissipado do dispositivo, e o ruído do ventilador com baixa velocidade e grande volume de ar é muito menor do que o do ventilador pequeno com velocidade mais alta. Pilhas supercarregadas totalmente resfriadas a líquido também podem adotar um design de dissipação de calor dividido. Semelhante a um ar condicionado dividido, a unidade de dissipação de calor é colocada longe da multidão e pode até mesmo conduzir a troca de calor com piscinas e fontes para obter melhor dissipação de calor e custos mais baixos. ruído.
5. Baixo TCO
O custo do equipamento de carregamento em estações de carregamento deve ser considerado a partir do custo do ciclo de vida completo (TCO) da pilha de carregamento. A vida útil das pilhas de carregamento tradicionais que usam módulos de carregamento refrigerados a ar geralmente não excede 5 anos, mas o período de locação atual para operações de estações de carregamento é de 8 a 10 anos, o que significa que o equipamento de carregamento precisa ser substituído pelo menos uma vez durante o ciclo operacional da estação. Por outro lado, a vida útil das pilhas de carregamento totalmente refrigeradas a líquido é de pelo menos 10 anos, o que pode cobrir todo o ciclo de vida da estação. Ao mesmo tempo, em comparação com pilhas de carregamento que usam módulos refrigerados a ar que exigem abertura frequente do gabinete, remoção de poeira, manutenção e outras operações, as pilhas de carregamento totalmente refrigeradas a líquido só precisam ser lavadas após o acúmulo de poeira no radiador externo, simplificando a manutenção.
O TCO de um sistema de carregamento totalmente refrigerado a líquido é menor do que o de um sistema de carregamento tradicional que usa módulos de carregamento refrigerados a ar e, com a ampla aplicação em massa de sistemas totalmente refrigerados a líquido, sua vantagem de custo-benefício se tornará mais óbvia.
03. Situação de mercado do supercarregamento por refrigeração líquida
De acordo com os dados mais recentes da China Charging Alliance, havia 31.000 pontos de carregamento público a mais em fevereiro de 2023 do que em janeiro de 2023, um aumento de 54,1% em relação ao mesmo período do ano anterior. Em fevereiro de 2023, as unidades membros da aliança relataram um total de 1,869 milhão de pontos de carregamento público, incluindo 796.000.Pilhas de carregamento DCe 1,072 milhõesPilhas de carregamento CA.
De fato, com o aumento da taxa de penetração de veículos de nova energia e o rápido desenvolvimento de instalações de apoio, como estações de recarga, a nova tecnologia de superalimentação com refrigeração líquida tornou-se o foco da competição no setor. Muitas empresas de veículos de nova energia e estações de recarga também começaram a realizar pesquisa e desenvolvimento de tecnologia e projetos de superalimentação.
A Tesla é a primeira montadora do setor a implementar baterias de supercarregamento refrigeradas a líquido em lotes. Atualmente, a empresa já implementou mais de 1.500 estações de supercarregamento na China, com um total de 10.000 baterias. O supercarregador Tesla V3 adota um design totalmente refrigerado a líquido, um módulo de carregamento refrigerado a líquido e uma pistola de carregamento refrigerada a líquido. Uma única pistola pode carregar até 250 kW/600 A, o que pode aumentar a autonomia em 250 quilômetros em 15 minutos. O modelo V4 está prestes a ser implementado em lotes. A bateria de carregamento também aumenta a potência de carregamento para 350 kW por pistola.
Posteriormente, o Porsche Taycan lançou a arquitetura elétrica de alta tensão de 800 V pela primeira vez no mundo e suporta carregamento rápido de alta potência de 350 kW; a edição limitada global Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 tem uma corrente de até 600 A, uma tensão de até 800 V e uma potência de pico de carga de 480 kW; GAC AION V, com uma tensão de pico de até 1000 V, uma corrente de até 600 A e uma potência de pico de carga de 480 kW; Xiaopeng G9, um carro produzido em massa com uma plataforma de tensão de carboneto de silício de 800 V, adequada para carregamento ultrarrápido de 480 kW;
04. Qual é a tendência futura do supercarregamento por resfriamento líquido?
O campo da sobrecarga por resfriamento líquido ainda está em fase inicial, com grande potencial e amplas perspectivas de desenvolvimento. O resfriamento líquido é uma excelente solução para carregamento de alta potência. Não há problemas técnicos no projeto e na produção de fontes de alimentação para pilhas de carregamento de alta potência no país e no exterior. É necessário solucionar a conexão dos cabos da fonte de alimentação para pilhas de carregamento de alta potência à pistola de carregamento.
No entanto, a taxa de penetração de pilhas superalimentadas de alta potência refrigeradas a líquido em meu país ainda é baixa. Isso ocorre porque as pistolas de carregamento refrigeradas a líquido representam um custo relativamente alto, e as pilhas de carregamento rápido inaugurarão um mercado de centenas de bilhões em 2025. De acordo com informações públicas, o preço médio das pilhas de carregamento é de cerca de 0,4 yuan/W. Estima-se que o preço de uma pilha de carregamento rápido de 240 kW seja de cerca de 96.000 yuan. De acordo com o preço do cabo da pistola de carregamento refrigerada a líquido na coletiva de imprensa da CHINAEVSE, que é de 20.000 yuan/conjunto, o custo da pistola de carregamento refrigerada a líquido é estimado. Representando aproximadamente 21% do custo das pilhas de carregamento, torna-se o componente mais caro depois dos módulos de carregamento. Espera-se que, à medida que o número de novos modelos de carregamento rápido de energia aumenta, o espaço de mercado para alta potênciapilhas de carregamento rápidono meu país será de aproximadamente 133,4 bilhões de yuans em 2025.
No futuro, a tecnologia de supercarregamento por resfriamento líquido continuará a acelerar a penetração.
O desenvolvimento e o layout da tecnologia de recarga de alta potência refrigerada a líquido ainda têm um longo caminho a percorrer. Isso requer a cooperação de montadoras, fabricantes de baterias, fabricantes de pilhas e outras partes. Somente dessa forma poderemos apoiar melhor o desenvolvimento da indústria de veículos elétricos da China, promover ainda mais o carregamento ordenado e o V2G, contribuir para a conservação de energia e a redução de emissões, o desenvolvimento sustentável e de baixo carbono, e acelerar a concretização do objetivo estratégico de "duplo carbono".
Horário da postagem: 04/03/2024