«Один километр в секунду и запас хода 200 километров после 5 минут зарядки». 27 февраля на конференции Huawei China Digital Energy Partner Conference 2024 года компания Huawei Digital Energy Technology Co., Ltd. (далее именуемая «Huawei Digital Energy») представила полностью жидкостноохлаждаемый продукт. План продвижения станции суперзарядки утверждает, что «сделает опыт заправки реальностью». Согласно плану, Huawei Digital Energy построит более 100 000 полностью жидкостноохлаждаемых зарядных станций Huawei в более чем 340 городах и на крупных автомагистралях по всей стране в 2024 году, чтобы создать «одну сеть для городов», «одну сеть для высоких скоростей» и «одну электросеть». «Дружественная» сеть зарядок. Фактически, Huawei выпустила полностью жидкостноохлаждаемый продукт суперзарядки еще в октябре прошлого года и на данный момент завершила макет нескольких демонстрационных площадок.
По совпадению, в конце прошлого года NIO официально объявила о выпуске нового полностью жидкоохлаждаемого сверхбыстрого зарядного столба мощностью 640 кВт. Сверхбыстрый зарядный столб оснащен жидкоохлаждаемым зарядным пистолетом весом всего 2,4 кг и будет официально запущен уже в апреле этого года. До сих пор многие называли 2024 год годом взрыва полностью жидкоохлаждаемых нагнетателей. Что касается этой новинки, я думаю, у всех еще есть много вопросов: что именно представляет собой жидкоохлаждаемый перезаряд? Каковы его уникальные преимущества? Станет ли жидкостное охлаждение основным направлением развития наддува в будущем?
01
Более эффективная и быстрая зарядка
«До сих пор не существует единого стандартного определения для так называемого полностью жидкостно-охлаждаемого нагнетателя». Вэй Дун, инженер Лаборатории микроэлектронных технологий Сианьского технологического университета, рассказал репортеру China Automotive News. Говоря простым языком, полностью жидкостно-охлаждаемый нагнетатель 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 управления потоком охлаждающей жидкости, тем самым рассеивая тепло и позволяя зарядному оборудованию поддерживать эффективную работу. Охлаждающая жидкость в полностью жидкостно-охлаждаемых нагнетателях — это не обычная вода, а в основном содержит этиленгликоль, воду, присадки и другие вещества. Что касается пропорции, то это технический секрет каждой компании. Охлаждающая жидкость может не только улучшить стабильность и охлаждающий эффект жидкости, но и уменьшить коррозию и повреждение оборудования. Вы должны знать, что метод рассеивания тепла сильно влияет на производительность зарядного оборудования. Согласно теоретическим расчетам, текущие тепловые потери обычных высокомощных батарей быстрой зарядки постоянного тока составляют около 5%. Без хорошего отвода тепла это не только ускорит старение оборудования, но и приведет к высокому уровню отказов зарядного оборудования.
Именно благодаря поддержке технологии рассеивания тепла с полным жидкостным охлаждением мощность полностью жидкостных суперзарядных свай намного выше, чем у обычных быстрозарядных свай. Например, жидкостно-охлаждаемая суперзарядная свая Huawei имеет максимальную мощность 600 кВт, что позволяет пользователям наслаждаться чрезвычайно быстрой зарядкой «чашка кофе и полный заряд». «Хотя ток и мощность полностью жидкостно-охлаждаемых суперзарядных свай в настоящее время различаются, все они мощнее обычных быстрых зарядных свай и суперзарядных свай». Профессор Пекинского университета науки и технологий Цзэн Синь сказал репортеру China Automotive News: «В настоящее время мощность обычных быстрозарядных свай обычно составляет около 120 кВт, а обычных суперзарядных свай — около 300 кВт. Мощность полностью жидкостно-охлаждаемых суперзарядных свай от Huawei и NIO может достигать 600 кВт. Кроме того, полностью жидкостно-охлаждаемая суперзарядная свая Huawei также имеет интеллектуальные функции идентификации и адаптивной регулировки. Он может автоматически регулировать выходную мощность и ток в соответствии с требованиями к зарядному току аккумуляторных батарей различных моделей, достигая показателя успешности одной зарядки до 99%.
«Нагрев полностью охлаждаемых жидкостью суперзаряженных свай также стимулировал развитие всей отраслевой цепочки». По словам Ху Фэнлиня, исследователя из Центра инновационных технологий новой энергетики Шэньчжэньского института передовых технологий, компоненты, необходимые для полностью охлаждаемых жидкостью суперзаряженных свай, можно грубо разделить на компоненты оборудования для перезарядки, общие структурные компоненты, высоковольтные материалы для быстрой зарядки и другие компоненты, включая интеллектуальные сенсорные компоненты, чипы из карбида кремния, силовые насосы, охлаждающие жидкости, а также полностью охлаждаемые жидкостью модули, полностью охлаждаемые жидкостью зарядные пистолеты и зарядные устройства. Большинство из них имеют более строгие требования к производительности и более высокую стоимость, чем компоненты, используемые в обычных зарядных сваях.
02
Удобство использования, длительный срок службы
По сравнению с обычными зарядными устройствами и традиционными быстрыми/суперзарядными устройствами, полностью охлаждаемые жидкостью суперзарядные устройства не только заряжают быстрее, но и имеют множество преимуществ. «Зарядный пистолет полностью охлаждаемого жидкостью суперзарядного устройства Huawei очень легкий, и даже женщины-владельцы автомобилей с небольшой физической силой могут легко им пользоваться, в отличие от предыдущих зарядных устройств, которые были громоздкими», — сказал Чжоу Сян, владелец электромобиля из Чунцина.
«Применение ряда новых технологий, новых материалов и новых концепций дает полностью жидкостно-охлаждаемым суперзарядным сваям преимущества, с которыми обычные зарядные сваи не могли сравниться в прошлом». Ху Фэнлинь сказал, что для полностью жидкостно-охлаждаемых суперзарядных свай ток и мощность больше Большие означают более быструю зарядку. Обычно нагрев зарядного кабеля пропорционален квадрату тока. Чем больше зарядный ток, тем больше нагрев кабеля. Чтобы уменьшить количество тепла, выделяемого кабелем, и избежать перегрева, необходимо увеличить площадь поперечного сечения провода, что означает, что зарядный пистолет и зарядный кабель тяжелее. Полностью жидкостно-охлаждаемый суперзарядный свай решает проблему рассеивания тепла и использует кабели с меньшей площадью поперечного сечения, чтобы обеспечить передачу больших токов. Поэтому кабели полностью жидкостно-охлаждаемых суперзарядных свай тоньше и легче, чем у обычных суперзарядных свай, а зарядные пистолеты также легче. Например, зарядный пистолет полностью жидкостно-охлаждаемых суперчарджерных свай NIO весит всего 2,4 кг, что намного легче обычных зарядных свай. Свая намного легче и обеспечивает лучший пользовательский опыт, особенно для женщин-владельцев автомобилей, что более удобно в использовании.
«Преимущество полностью жидкостноохлаждаемых наддувочных свай заключается в том, что они более безопасны». Вэй Дун сказал, что в прошлом большинство зарядных свай использовали естественное охлаждение, воздушное охлаждение и другие методы, которые требовали вентиляционных отверстий в соответствующих частях зарядной сваи, что неизбежно приводило к Воздух, смешанный с пылью, даже мелкими металлическими частицами, соляным туманом и водяным паром, проникал внутрь зарядной сваи и адсорбировался на поверхности электрических компонентов, что приводило 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 и позволить зарядной свае достичь более высокого уровня пыле- и водонепроницаемости в соответствии с международным электрическим стандартом IP65 с более высокой надежностью. Более того, после отказа от конструкции с несколькими вентиляторами и воздушным охлаждением, рабочий шум полностью охлаждаемого жидкостью наддувочного блока был значительно снижен с 70 децибел на охлаждаемом воздухом зарядном блоке до примерно 30 децибел, что близко к шепоту, что позволило избежать необходимости быстрой зарядки в жилых районах в прошлом. Была неловкая ситуация с жалобами из-за громкого шума ночью.
Более низкие эксплуатационные расходы и более короткие циклы затрат на восстановление также являются одним из преимуществ полностью жидкоохлаждаемых суперзарядных свай. Цзэн Синь сказал, что традиционные воздушноохлаждаемые зарядные сваи, как правило, 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 по крайней мере требуются реинвестиции в течение рабочего цикла станции. Замените основное зарядное устройство. Срок службы полностью жидкоохлаждаемых зарядных свай, как правило, составляет более 10 лет. Например, проектный срок службы полностью жидкоохлаждаемых суперзарядных свай Huawei составляет более 15 лет, что может покрыть весь жизненный цикл станции. Более того, по сравнению с зарядными сваями, использующими модули с воздушным охлаждением, которые требуют частого открытия шкафов для удаления пыли и обслуживания, полностью жидкоохлаждаемые зарядные сваи необходимо промывать только после того, как пыль накопится во внешнем радиаторе, что упрощает обслуживание.
В совокупности полная стоимость жизненного цикла полностью жидкостно-охлаждаемого нагнетателя ниже, чем у традиционного воздушного нагнетательного оборудования. С применением и продвижением полностью жидкостно-охлаждаемых нагнетателей его всеобъемлющие рентабельные преимущества будут становиться все более и более очевидными.
03
У рынка радужные перспективы, и конкуренция обостряется
Фактически, с постоянным ростом скорости проникновения новых энергетических транспортных средств и быстрым развитием поддерживающей инфраструктуры, такой как зарядные сваи, полностью охлаждаемые жидкостью наддувочные сваи стали центром конкуренции в отрасли. Многие компании, занимающиеся новыми энергетическими транспортными средствами, компании, занимающиеся зарядными сваями, технологические компании и т. д. начали технологические исследования и разработки, а также макет полностью охлаждаемых жидкостью наддувочных свай.
Tesla — первая автомобильная компания в отрасли, которая начала массовое использование охлаждаемых жидкостью зарядных станций. Ее охлаждаемые жидкостью зарядные станции V3 используют конструкцию с полным жидкостным охлаждением, охлаждаемые жидкостью зарядные модули и охлаждаемые жидкостью зарядные пистолеты. Максимальная мощность зарядки одного пистолета составляет 250 кВт. Сообщается, что Tesla постепенно развертывает новые полностью охлаждаемые жидкостью зарядные станции V4 по всему миру с прошлого года. Первая в Азии зарядная станция V4 была запущена в Гонконге, Китай, в октябре прошлого года и вскоре выйдет на материковый рынок. Сообщается, что теоретическая максимальная зарядная мощность этой зарядной станции составляет 615 кВт, что эквивалентно производительности полностью охлаждаемых жидкостью зарядных станций Huawei и NIO. Похоже, что рыночная конкуренция за полностью охлаждаемые жидкостью зарядные станции началась незаметно.
«В целом, полностью жидкостноохлаждаемые нагнетатели обладают мощной зарядной способностью, а эффективность зарядки значительно повышается, что может эффективно облегчить беспокойство пользователей по поводу зарядки». Однако в интервью с репортером China Automotive News он сказал, что в настоящее время полностью жидкостноохлаждаемые нагнетатели Overchargering ограничены в масштабе применения, что приводит к более высоким затратам. Более того, поскольку мощная зарядка требует оптимизации управления безопасностью аккумуляторной батареи и увеличения платформы напряжения транспортного средства, стоимость также увеличится на 15–20%. В целом, разработка мощной зарядной технологии требует всестороннего рассмотрения таких факторов, как управление безопасностью транспортного средства, независимая управляемость высоковольтных устройств и стоимость. Это пошаговый процесс.
«Более высокая стоимость жидкостно-охлаждаемых наддувочных свай является одним из практических препятствий, мешающих его широкомасштабному продвижению». Ху Фэнлинь сказал, что текущая стоимость каждой наддувочной сваи Huawei составляет около 600 000 юаней. На данном этапе малым и средним предприятиям, обычно занимающимся зарядным бизнесом, практически трудно конкурировать. Однако в долгосрочных перспективах развития, с расширением сфер применения и снижением затрат, многочисленные преимущества полностью жидкостно-охлаждаемых наддувочных свай постепенно станут заметными. Жесткий спрос пользователей и рынка на безопасную, высокоскоростную и быструю зарядку предоставит более широкое пространство для разработки полностью жидкостно-охлаждаемых наддувочных свай.
В недавнем исследовательском отчете, опубликованном CICC, указано, что избыточная зарядка с жидкостным охлаждением стимулирует модернизацию промышленной цепочки, и ожидается, что объем внутреннего рынка достигнет почти 9 миллиардов юаней в 2026 году. Первоначально ожидается, что благодаря автомобильным компаниям, энергетическим компаниям и т. д. количество внутренних станций наддува 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 перезарядку; в 2023 году будет более 140 моделей, поддерживающих перезарядку, и в будущем их будет больше. Это не только реалистичное отражение ускоренного темпа работы и жизни людей в пополнении энергии для новых энергетических транспортных средств, но и отражает тенденцию развития рыночного спроса. Из-за этого перспективы развития полностью жидкоохлаждаемых суперзарядных свай столь многообещающи.
Время публикации: 15-03-2024