„Jeden kilometr na sekundę i zasięg 200 kilometrów po 5 minutach ładowania”. 27 lutego podczas konferencji Huawei China Digital Energy Partner Conference 2024 firma Huawei Digital Energy Technology Co., Ltd. (zwana dalej „Huawei Digital Energy”) wypuściła w pełni chłodzony cieczą plan promocji stacji doładowania, który ma „sprawić, że tankowanie i ładowanie stają się rzeczywistością.” Zgodnie z planem w 2024 r. Huawei Digital Energy zbuduje ponad 100 000 w pełni chłodzonych cieczą pali doładowujących Huawei w ponad 340 miastach i na głównych autostradach w całym kraju, aby stworzyć „jedną sieć dla miast”, „jedną sieć dla dużych prędkości” i „jedna sieć energetyczna”. „Przyjazna” sieć ładowania. W rzeczywistości Huawei wypuścił w pełni chłodzoną cieczą sprężarkę doładowującą już w październiku ubiegłego roku i do tej pory ukończył budowę wielu lokalizacji demonstracyjnych.
Przypadkowo firma NIO oficjalnie ogłosiła pod koniec ubiegłego roku, że wypuściła na rynek nowy, w pełni chłodzony cieczą, ultraszybki zestaw ładujący o mocy 640 kW. Ultraszybki stos ładujący jest wyposażony w chłodzony cieczą pistolet ładujący, który waży zaledwie 2,4 kilograma i zostanie oficjalnie wprowadzony na rynek już w kwietniu tego roku. Do tej pory wiele osób nazywało rok 2024 rokiem eksplozji w pełni chłodzonych cieczą doładowań. Jeśli chodzi o tę nową rzecz, myślę, że wszyscy nadal mają wiele pytań: czym dokładnie jest przeładowanie chłodzone cieczą? Jakie są jego wyjątkowe zalety? Czy chłodzenie cieczą stanie się w przyszłości głównym kierunkiem rozwoju doładowania?
01
Bardziej wydajne i szybsze ładowanie
„Jak dotąd nie ma jednolitej standardowej definicji tak zwanej w pełni chłodzonej cieczą sprężarki doładowującej”. Wei Dong, inżynier w Laboratorium Technologii Mikroelektroniki na Uniwersytecie Technologicznym w Xi'an, powiedział reporterowi China Automotive News. Mówiąc laikiem, w pełni chłodzona cieczą ładowarka Pile to technologia wykorzystująca cyrkulację cieczy do szybkiego odprowadzania ciepła generowanego podczas procesu ładowania przez kluczowe komponenty, takie jak moduły ładowania, kable i głowice pistoletów ładujących. Wykorzystuje dedykowaną pompę elektryczną do napędzania przepływu chłodziwa, rozpraszając w ten sposób ciepło i umożliwiając sprzętowi ładującemu utrzymanie wydajnej pracy. Płyn chłodzący w całkowicie chłodzonych cieczą stosach doładowanych nie jest zwykłą wodą, ale zawiera głównie glikol etylenowy, wodę, dodatki i inne substancje. Jeśli chodzi o proporcje, jest to tajemnica techniczna każdej firmy. Płyn chłodzący może nie tylko poprawić stabilność i efekt chłodzenia cieczy, ale także zmniejszyć korozję i uszkodzenia sprzętu. Musisz wiedzieć, że metoda rozpraszania ciepła ma ogromny wpływ na wydajność sprzętu ładującego. Według obliczeń teoretycznych, bieżąca strata ciepła w ogólnych stosach szybkiego ładowania prądem stałym dużej mocy wynosi około 5%. Bez dobrego odprowadzania ciepła nie tylko przyspieszy to starzenie się sprzętu, ale także doprowadzi do dużej awaryjności sprzętu ładującego.
To właśnie dzięki wsparciu technologii rozpraszania ciepła w pełni chłodzonej cieczą moc stosów superładowania chłodzonych cieczą jest znacznie wyższa niż w przypadku konwencjonalnych stosów szybkiego ładowania. Na przykład chłodzona cieczą ładowarka Huawei ma maksymalną moc 600 kW, co pozwala użytkownikom cieszyć się niezwykle szybkim ładowaniem, przypominającym „filiżankę kawy i pełne naładowanie”. „Chociaż prąd i moc w pełni chłodzonych cieczą doładowań są obecnie różne, wszystkie są mocniejsze niż konwencjonalne szybkie ładowarki i doładowania”. Zeng Xin, profesor na Uniwersytecie Nauki i Technologii w Pekinie, powiedział reporterowi China Automotive News: Obecnie moc zwykłych słupów szybkiego ładowania wynosi zwykle około 120 kW, a konwencjonalnych słupów doładowania około 300 kW. Moc w pełni chłodzonych cieczą stosów doładowania firm Huawei i NIO może sięgać nawet 600 kW. Ponadto w pełni chłodzony cieczą zestaw doładowania Huawei ma również inteligentne funkcje identyfikacji i adaptacyjnej regulacji. Może automatycznie regulować moc wyjściową i prąd zgodnie z wymaganiami dotyczącymi szybkości akumulatorów różnych modeli, osiągając wskaźnik powodzenia pojedynczego ładowania do 99%.
„Ogrzewanie w pełni chłodzonych cieczą pali z doładowaniem przyczyniło się również do rozwoju całego łańcucha przemysłowego”. Według Hu Fenglina, badacza w Centrum Technologii Innowacji Nowej Energii Instytutu Zaawansowanych Technologii w Shenzhen, komponenty wymagane do w pełni chłodzonych cieczą pali doładowanych można z grubsza podzielić na komponenty urządzeń przeładowujących, ogólne komponenty konstrukcyjne, szybkie ładowanie wysokiego napięcia materiały i inne komponenty, w tym inteligentne komponenty czujnikowe, chipy z węglika krzemu, pompy mocy, chłodziwa, a także moduły w pełni chłodzone cieczą, w pełni chłodzone cieczą pistolety ładujące i ładowanie. Większość z nich ma bardziej rygorystyczne wymagania dotyczące wydajności i wyższe koszty niż użyte komponenty w konwencjonalnych stosach ładujących.
02
Przyjazny w użyciu, dłuższy cykl życia
W porównaniu ze zwykłymi stosami ładowania i konwencjonalnymi stosami szybkiego/superładowania, w pełni chłodzone cieczą stosy superładowania nie tylko ładują się szybciej, ale mają także wiele zalet. „Pistolet ładujący w pełni chłodzonej cieczą ładowarki Huawei jest bardzo lekki i nawet właścicielki samochodów o niewielkiej sile mogą z niego łatwo korzystać, w przeciwieństwie do poprzednich pistoletów ładujących, które były nieporęczne”. – powiedział Zhou Xiang, właściciel samochodu elektrycznego w Chongqing.
„Zastosowanie szeregu nowych technologii, nowych materiałów i nowych koncepcji zapewnia w pełni chłodzone cieczą pale doładowujące, których konwencjonalne pale doładowujące nie mogły dorównać w przeszłości”. Hu Fenglin powiedział, że w przypadku w pełni chłodzonych cieczą stosów doładowania prąd i moc są większe, co oznacza szybsze ładowanie. Zwykle nagrzewanie kabla ładującego jest proporcjonalne do kwadratu prądu. Im większy prąd ładowania, tym większe nagrzewanie się kabla. Aby zmniejszyć ilość ciepła wytwarzanego przez kabel i uniknąć przegrzania, należy zwiększyć przekrój poprzeczny drutu, co powoduje, że pistolet ładujący i kabel ładujący są cięższe. W pełni chłodzona cieczą doładowanie rozwiązuje problem rozpraszania ciepła i wykorzystuje kable o mniejszych przekrojach, aby zapewnić przesyłanie większych prądów. Dlatego kable w całkowicie chłodzonych cieczą stosach doładowania są cieńsze i lżejsze niż w konwencjonalnych stosach doładowania, a działa ładujące są również lżejsze. Na przykład pistolet ładujący w pełni chłodzonych cieczą pali doładowujących NIO waży tylko 2,4 kilograma, czyli jest znacznie lżejszy niż konwencjonalne pale doładowujące. Stos jest znacznie lżejszy i zapewnia lepsze wrażenia użytkownika, zwłaszcza właścicielom samochodów, co jest wygodniejsze w użyciu.
„Zaletą w pełni chłodzonych cieczą stosów doładowania jest to, że są bezpieczniejsze”. Wei Dong powiedział, że w przeszłości większość stosów ładujących stosowała chłodzenie naturalne, chłodzenie powietrzem i inne metody, które wymagały otworów wentylacyjnych w odpowiednich częściach stosu ładującego, co nieuchronnie skutkowało powietrzem zmieszanym z pyłem, nawet drobnymi cząsteczkami metalu, mgłą solną a para wodna przedostaje się do wnętrza stosu ładującego i jest adsorbowana na powierzchni elementów elektrycznych, co prowadzi do problemów, takich jak zmniejszona wydajność izolacji systemu, słabe odprowadzanie ciepła, zmniejszona wydajność ładowania i skrócona żywotność sprzętu. W przeciwieństwie do tego, metoda pełnego chłodzenia cieczą pozwala uzyskać pełne pokrycie, poprawić izolację i bezpieczeństwo oraz umożliwić stosowi ładującemu osiągnięcie wyższego poziomu pyłoszczelności i wodoodporności zgodnie z międzynarodowym standardem elektrycznym IP65, przy wyższej niezawodności. Co więcej, po rezygnacji z wielowentylatorowej konstrukcji chłodzonej powietrzem, hałas pracy w pełni chłodzonego cieczą stosu doładowania został znacznie zmniejszony, z 70 decybeli na chłodzonym powietrzem stosie doładowania do około 30 decybeli, co jest bliskie szeptowi , co pozwoli uniknąć w przeszłości konieczności szybkiego ładowania na obszarach mieszkalnych. Wystąpiła żenująca sytuacja dotycząca skarg z powodu głośnego hałasu w nocy.
Niższe koszty operacyjne i krótsze cykle kosztów odzyskiwania to także jedna z zalet w pełni chłodzonych cieczą pali doładowanych. Zeng Xin powiedział, że tradycyjne pale ładujące chłodzone powietrzem mają zazwyczaj żywotność nie dłuższą niż 5 lat, ale obecne okresy dzierżawy stacji ładowania wynoszą przeważnie od 8 do 10 lat, co oznacza, że wymagana jest przynajmniej ponowna inwestycja w trakcie cyklu operacyjnego stacji. Wymień główne urządzenie ładujące. Żywotność pali w pełni chłodzonych cieczą wynosi zazwyczaj ponad 10 lat. Na przykład projektowany okres użytkowania w pełni chłodzonych cieczą stosów superładowania Huawei wynosi ponad 15 lat, co może obejmować cały cykl życia stacji. Co więcej, w porównaniu ze stosami ładującymi wykorzystującymi moduły chłodzone powietrzem, które wymagają częstego otwierania szaf w celu usunięcia kurzu i konserwacji, w pełni chłodzone cieczą pale ładujące wymagają przepłukania dopiero po zgromadzeniu się kurzu w chłodnicy zewnętrznej, co ułatwia konserwację.
Podsumowując, koszt pełnego cyklu życia w pełni chłodzonej cieczą sprężarki doładowującej jest niższy niż w przypadku tradycyjnego sprzętu do ładowania chłodzonego powietrzem. Wraz z zastosowaniem i promocją w pełni chłodzonych cieczą pali doładowanych, ich wszechstronne i opłacalne zalety staną się coraz bardziej oczywiste.
03
Rynek ma dobre perspektywy, a konkurencja staje się coraz większa
W rzeczywistości, wraz ze stałym wzrostem wskaźnika penetracji nowych pojazdów energetycznych i szybkim rozwojem infrastruktury pomocniczej, takiej jak pale do ładowania, w pełni chłodzone cieczą pale doładowania stały się przedmiotem konkurencji w branży. Wiele nowych przedsiębiorstw zajmujących się pojazdami energetycznymi, przedsiębiorstw zajmujących się stosami ładowania, firm technologicznych itp. rozpoczęło badania technologiczne i rozwój oraz projektowanie w pełni chłodzonych cieczą stosów doładowania.
Tesla jest pierwszą firmą samochodową w branży, która partiami wdraża stosy doładowania chłodzone cieczą. Stosy doładowania V3 są w pełni chłodzone cieczą, moduły ładowania chłodzone cieczą i pistolety ładujące chłodzone cieczą. Maksymalna moc ładowania pojedynczego pistoletu wynosi 250kW. Według doniesień Tesla od zeszłego roku stopniowo wdraża na całym świecie nowe, w pełni chłodzone cieczą stacje doładowania V4. Pierwsza w Azji stacja doładowania V4 została uruchomiona w Hongkongu w Chinach w październiku ubiegłego roku i wkrótce trafi na rynek kontynentalny. Podano, że teoretyczna maksymalna moc ładowania tego stosu ładującego wynosi 615 kW, co odpowiada wydajności w pełni chłodzonych cieczą stosów doładowania Huawei i NIO. Wygląda na to, że konkurencja rynkowa na pale ładujące w pełni chłodzone cieczą rozpoczęła się po cichu.
„Ogólnie rzecz biorąc, w pełni chłodzone cieczą ładowarki doładowujące umożliwiają ładowanie o dużej mocy, a wydajność ładowania jest znacznie poprawiona, co może skutecznie złagodzić niepokój użytkowników związany z ładowaniem”. W rozmowie z reporterem China Automotive News powiedział jednak, że obecnie w pełni chłodzone cieczą sprężarki doładowujące mają ograniczoną skalę zastosowania, co skutkuje wyższymi kosztami. Co więcej, ponieważ ładowanie dużą mocą wymaga optymalizacji zarządzania bezpieczeństwem akumulatorów i zwiększenia platformy napięciowej pojazdu, koszt również wzrośnie o 15–20%. Ogólnie rzecz biorąc, rozwój technologii ładowania dużej mocy wymaga wszechstronnego uwzględnienia takich czynników, jak zarządzanie bezpieczeństwem pojazdów, niezależna możliwość sterowania urządzeniami wysokiego napięcia oraz koszty. Jest to proces krok po kroku.
„Wyższy koszt stosów doładowania chłodzonych cieczą jest jedną z praktycznych przeszkód utrudniających ich promocję na dużą skalę”. Hu Fenglin powiedział, że obecny koszt każdego stosu doładowania Huawei wynosi około 600 000 juanów. Na tym etapie małe i średnie przedsiębiorstwa na ogół zajmują się ładowaniem. Prawie trudno jest konkurować. Jednak w długoterminowych perspektywach rozwoju, wraz z rozszerzaniem zastosowań i redukcją kosztów, stopniowo zacznie uwydatniać się wiele zalet w pełni chłodzonych cieczą pali doładowanych. Sztywne zapotrzebowanie użytkowników i rynku na bezpieczne, szybkie i szybkie ładowanie zapewni szerszą przestrzeń dla rozwoju w pełni chłodzonych cieczą stosów doładowania.
Z niedawnego raportu badawczego opublikowanego przez CICC wynika, że nadmierne ładowanie urządzeń chłodzonych cieczą powoduje modernizację łańcucha przemysłowego, a oczekuje się, że wielkość rynku krajowego w 2026 r. osiągnie prawie 9 miliardów juanów. Jest to napędzane przez firmy samochodowe, energetyczne itp. początkowo oczekiwano, że w 2026 r. liczba krajowych stacji doładowania chłodzonych cieczą osiągnie 45 000.
Zeng Xin zwrócił także uwagę, że w 2021 roku na krajowym rynku będzie mniej niż 10 modeli obsługujących overcharge; w 2023 roku będzie ponad 140 modeli obsługujących przeładowanie, a w przyszłości będzie ich więcej. Jest to nie tylko realistyczne odzwierciedlenie przyspieszonego tempa pracy i życia ludzi w zakresie uzupełniania energii na nowe pojazdy energetyczne, ale także odzwierciedla trend rozwojowy zapotrzebowania rynku. Z tego powodu perspektywy rozwoju w pełni chłodzonych cieczą pali doładowujących są tak obiecujące.
Czas publikacji: 15 marca 2024 r