«Один километр в секунду и запас хода 200 километров после 5 минут зарядки». 27 февраля на Китайской партнерской конференции по цифровой энергетике Huawei в 2024 году компания Huawei Digital Energy Technology Co., Ltd. (далее именуемая «Huawei Digital Energy») представила полностью жидкостное охлаждение. В плане продвижения станции наддува утверждается, что она «сделает опыт заправки и зарядки стал реальностью». Согласно плану, компания Huawei Digital Energy в 2024 году построит более 100 000 наддувных установок Huawei с полностью жидкостным охлаждением в более чем 340 городах и на основных автомагистралях по всей стране, чтобы создать «одну сеть для городов», «одну сеть для высоких скоростей» и «одну сеть для высоких скоростей». «одна энергосистема». «Дружелюбная» сеть зарядки. Фактически, компания Huawei выпустила нагнетатель с полностью жидкостным охлаждением еще в октябре прошлого года и на данный момент завершила проектирование нескольких демонстрационных площадок.
По совпадению, в конце прошлого года NIO официально объявила о выпуске новой сверхбыстрой зарядной установки мощностью 640 кВт с полностью жидкостным охлаждением. Сверхбыстрая зарядная установка оснащена зарядным пистолетом с жидкостным охлаждением, который весит всего 2,4 килограмма и будет официально представлен уже в апреле этого года. До сих пор многие называли 2024 год годом взрыва нагнетателей полностью жидкостного охлаждения. По поводу этой новинки, думаю, у всех еще осталось много вопросов: Что такое наддув с жидкостным охлаждением? В чем его уникальные преимущества? Станет ли жидкостное охлаждение основным направлением развития наддува в будущем?
01
Более эффективная и быстрая зарядка
«Пока не существует единого стандартного определения так называемого нагнетателя с полностью жидкостным охлаждением». Об этом сообщил репортеру China Automotive News Вэй Донг, инженер Лаборатории микроэлектронных технологий Сианьского технологического университета. С точки зрения непрофессионала, нагнетатель с полным жидкостным охлаждением Pile Charge — это технология, которая использует циркуляцию жидкости для быстрого отвода тепла, выделяемого в процессе зарядки ключевыми компонентами, такими как зарядные модули, кабели и головки зарядных пистолетов. Он использует специальный силовой насос для подачи охлаждающей жидкости, тем самым рассеивая тепло и позволяя заправочному оборудованию поддерживать эффективную работу. Теплоносителем в полностью жидкостных батареях с наддувом является не обычная вода, а в основном содержит этиленгликоль, воду, присадки и другие вещества. Что касается пропорций, то это техническая тайна каждой компании. Охлаждающая жидкость может не только улучшить стабильность и охлаждающий эффект жидкости, но также уменьшить коррозию и повреждение оборудования. Вы должны знать, что способ отвода тепла сильно влияет на работу зарядного оборудования. Согласно теоретическим расчетам, текущие тепловые потери обычных мощных батарей быстрой зарядки постоянным током составляют около 5%. Без хорошего отвода тепла это не только ускорит старение оборудования, но и приведет к высокой частоте отказов зарядного оборудования.
Именно благодаря поддержке технологии отвода тепла с полным жидкостным охлаждением мощность суперзарядных свай с полным жидкостным охлаждением намного выше, чем у обычных быстрых зарядных свай. Например, блок наддува с жидкостным охлаждением Huawei имеет максимальную мощность 600 кВт, что позволяет пользователям наслаждаться чрезвычайно быстрой зарядкой «чашка кофе и полная зарядка». «Хотя ток и мощность нагнетателей с полным жидкостным охлаждением в настоящее время различаются, все они более мощные, чем обычные быстрые зарядные устройства и нагнетатели». Цзэн Синь, профессор Пекинского университета науки и технологий, рассказал репортеру China Automotive News: «В настоящее время мощность обычных аккумуляторов быстрой зарядки обычно составляет около 120 кВт, а обычных аккумуляторов наддува — около 300 кВт. Мощность наддувных установок с полным жидкостным охлаждением от Huawei и NIO может достигать 600 кВт. Кроме того, наддувочный блок Huawei с полностью жидкостным охлаждением также имеет функции интеллектуальной идентификации и адаптивной регулировки. Он может автоматически регулировать выходную мощность и ток в соответствии с требованиями к скорости аккумуляторных блоков различных моделей, обеспечивая показатель успешной зарядки до 99%.
«Нагрев котлов с наддувом, полностью охлаждаемых жидкостью, также способствовал развитию всей отраслевой цепочки». По словам Ху Фэнлиня, исследователя из Центра инновационных энергетических технологий Шэньчжэньского института передовых технологий, компоненты, необходимые для полностью жидкостного охлаждения наддувных котлов, можно грубо разделить на компоненты оборудования для перезарядки, общие структурные компоненты, высоковольтную быструю зарядку. материалы и другие компоненты, включая интеллектуальные чувствительные компоненты, чипы из карбида кремния, силовые насосы, охлаждающие жидкости, а также модули с полным жидкостным охлаждением, зарядные пистолеты и зарядные устройства с полным жидкостным охлаждением. Большинство из них имеют более строгие требования к производительности и более высокую стоимость, чем используемые компоненты. в обычных зарядных штабелях.
02
Удобство в использовании, более длительный срок службы
По сравнению с обычными зарядными установками и обычными установками быстрой/суперзарядки, установки суперзарядки с полным жидкостным охлаждением не только заряжаются быстрее, но и имеют множество преимуществ. «Зарядный пистолет нагнетателя Huawei с полностью жидкостным охлаждением очень легкий, и даже женщины-владельцы автомобилей с небольшими силами могут легко использовать его, в отличие от предыдущих зарядных пистолетов, которые были громоздкими». Об этом рассказал Чжоу Сян, владелец электромобиля из Чунцина.
«Применение ряда новых технологий, новых материалов и новых концепций дает наддувочным установкам с полным жидкостным охлаждением преимущества, с которыми в прошлом не могли сравниться традиционные загрузочные установки». Ху Фэнлинь сказал, что для наддувных свай с полностью жидкостным охлаждением ток и мощность больше, что означает более быструю зарядку. В норме нагрев зарядного кабеля пропорционален квадрату силы тока. Чем больше зарядный ток, тем сильнее нагрев кабеля. Чтобы уменьшить количество тепла, выделяемого кабелем, и избежать перегрева, площадь поперечного сечения провода необходимо увеличить, а значит, зарядный пистолет и зарядный кабель утяжеляются. Нагнетатель с полностью жидкостным охлаждением решает проблему рассеивания тепла и использует кабели с меньшей площадью поперечного сечения для обеспечения передачи больших токов. Поэтому тросы наддувных свай с полным жидкостным охлаждением тоньше и легче, чем у обычных наддувных свай, а зарядные пушки также легче. Например, зарядная пушка наддувных установок NIO с полностью жидкостным охлаждением весит всего 2,4 килограмма, что намного легче, чем у обычных зарядных установок. Ворс намного легче и удобен для пользователя, особенно для женщин-автовладельцев, что более удобно в использовании.
«Преимущество наддувных установок с полным жидкостным охлаждением заключается в том, что они более безопасны». Вэй Донг сказал, что в прошлом в большинстве загрузочных штабелей использовалось естественное охлаждение, воздушное охлаждение и другие методы, которые требовали вентиляционных отверстий в соответствующих частях загрузочного штабеля, что неизбежно приводило к смешиванию воздуха с пылью, даже мелкими металлическими частицами и солевыми брызгами. Водяной пар попадает внутрь зарядной батареи и адсорбируется на поверхности электрических компонентов, что приводит к таким проблемам, как снижение изоляционных характеристик системы, плохое рассеивание тепла, снижение эффективности зарядки и сокращение срока службы оборудования. Напротив, метод полного жидкостного охлаждения может обеспечить полное покрытие, улучшить изоляцию и безопасность, а также позволить зарядному блоку достичь более высокого уровня пыле- и водонепроницаемости в соответствии с международным электрическим стандартом IP65 с более высокой надежностью. Более того, после отказа от многовентиляторной конструкции с воздушным охлаждением, рабочий шум наддувочной установки с полностью жидкостным охлаждением был значительно снижен: с 70 децибел в наддувочной установке с воздушным охлаждением до примерно 30 децибел, что близко к шепоту. , что позволило избежать необходимости быстрой зарядки в жилых районах в прошлом. Возникла неловкая ситуация с жалобами из-за громкого шума по ночам.
Более низкие эксплуатационные расходы и более короткие циклы восстановления также являются одним из преимуществ котлов с наддувом и полным жидкостным охлаждением. Цзэн Синь отметил, что традиционные зарядные станции с воздушным охлаждением обычно имеют срок службы не более 5 лет, но текущие сроки аренды для эксплуатации зарядных станций в основном составляют от 8 до 10 лет, что означает, что в течение цикла эксплуатации требуются как минимум реинвестиции. станции. Замените основное зарядное устройство. Срок службы загрузочных котлов с полным жидкостным охлаждением обычно составляет более 10 лет. Например, расчетный срок службы суперзарядных установок Huawei с полным жидкостным охлаждением составляет более 15 лет, что может охватывать весь жизненный цикл станции. Более того, по сравнению с загрузочными блоками, использующими модули с воздушным охлаждением, которые требуют частого открытия шкафов для удаления пыли и технического обслуживания, загрузочные блоки с полным жидкостным охлаждением необходимо промывать только после того, как пыль накапливается во внешнем радиаторе, что упрощает обслуживание.
В совокупности стоимость полного жизненного цикла нагнетателя с полностью жидкостным охлаждением ниже, чем у традиционного зарядного оборудования с воздушным охлаждением. С применением и продвижением свай с наддувом, полностью жидкостным охлаждением, их всеобъемлющие экономически эффективные преимущества станут все более очевидными.
03
Рынок имеет блестящие перспективы и конкуренция накаляется
Фактически, с постоянным увеличением скорости внедрения новых энергетических транспортных средств и быстрым развитием вспомогательной инфраструктуры, такой как загрузочные сваи, наддувочные сваи с полным жидкостным охлаждением стали центром конкуренции в отрасли. Многие компании, производящие новые энергетические транспортные средства, компании-производители зарядных установок, технологические компании и т. д. начали технологические исследования, разработки и компоновку наддувных установок с полным жидкостным охлаждением.
Tesla — первая автомобильная компания в отрасли, которая массово внедряет наддувные блоки с жидкостным охлаждением. Его наддувные блоки V3 имеют конструкцию с полностью жидкостным охлаждением, зарядные модули с жидкостным охлаждением и зарядные пистолеты с жидкостным охлаждением. Максимальная мощность зарядки одного пистолета составляет 250 кВт. Сообщается, что с прошлого года Tesla постепенно развертывает новые наддувные станции V4 с полностью жидкостным охлаждением по всему миру. Первая в Азии станция наддува V4 была запущена в Гонконге, Китай, в октябре прошлого года и вскоре выйдет на материковый рынок. Сообщается, что теоретическая максимальная мощность зарядки этой зарядной установки составляет 615 кВт, что эквивалентно производительности наддувочных установок Huawei и NIO с полностью жидкостным охлаждением. Похоже, что рыночная конкуренция за зарядные установки с полностью жидкостным охлаждением потихоньку началась.
«Вообще говоря, нагнетатели с полностью жидкостным охлаждением обладают возможностью зарядки высокой мощности, а эффективность зарядки значительно повышается, что может эффективно облегчить беспокойство пользователей по поводу зарядки». В интервью репортеру China Automotive News он сказал, однако, что в настоящее время нагнетатели с полностью жидкостным охлаждением имеют ограниченный масштаб применения, что приводит к более высоким затратам. Более того, поскольку зарядка высокой мощности требует оптимизации управления безопасностью аккумуляторной батареи и увеличения платформы напряжения автомобиля, стоимость также увеличится на 15–20%. В целом, разработка технологии зарядки высокой мощности требует всестороннего учета таких факторов, как управление безопасностью транспортных средств, возможность независимого управления высоковольтными устройствами и стоимость. Это поэтапный процесс.
«Высокая стоимость наддувных котлов с жидкостным охлаждением является одним из практических препятствий, сдерживающих его широкомасштабное продвижение». Ху Фэнлинь сказал, что текущая стоимость каждой батареи наддува Huawei составляет около 600 000 юаней. На данном этапе малые и средние предприятия, как правило, занимаются зарядным бизнесом. Конкурировать с ними почти сложно. Однако в долгосрочных перспективах развития, с расширением области применения и снижением затрат, постепенно станут заметными многие преимущества турбин с наддувом и полным жидкостным охлаждением. Жесткий спрос пользователей и рынка на безопасную, высокоскоростную и быструю зарядку откроет более широкое пространство для разработки наддувных блоков с полностью жидкостным охлаждением.
В недавнем исследовательском отчете, опубликованном CICC, отмечается, что завышенная стоимость жидкостного охлаждения способствует обновлению производственной цепочки, а размер внутреннего рынка, как ожидается, достигнет почти 9 миллиардов юаней в 2026 году. Первоначально ожидалось, что количество отечественных зарядных станций с жидкостным охлаждением достигнет 45 000 в 2026 году.
Цзэн Синь также отметил, что в 2021 году на внутреннем рынке будет менее 10 моделей, поддерживающих завышенную цену; в 2023 году будет более 140 моделей, поддерживающих завышенную цену, а в будущем их станет больше. Это не только реалистичное отражение ускоренного темпа работы и жизни людей в восполнении энергии для новых энергетических транспортных средств, но и отражает тенденцию развития рыночного спроса. Именно поэтому перспективы развития наддувочных установок с полным жидкостным охлаждением столь многообещающи.
Время публикации: 15 марта 2024 г.