01.Was ist „Flüssigkeitskühlungs-Superladung“?
Arbeitsprinzip:
Beim flüssigkeitsgekühlten Superladen wird ein spezieller Flüssigkeitszirkulationskanal zwischen dem Kabel und der Ladepistole eingerichtet.Dem Kanal wird flüssiges Kühlmittel zur Wärmeableitung zugeführt und das Kühlmittel wird durch eine Leistungspumpe zirkuliert, um die während des Ladevorgangs erzeugte Wärme abzuführen.
Der Leistungsteil des Systems nutzt Flüssigkeitskühlung zur Wärmeableitung und es findet kein Luftaustausch mit der Außenumgebung statt, sodass ein IP65-Design erreicht werden kann.Gleichzeitig nutzt das System einen Ventilator mit großem Luftvolumen, um die Wärme geräuscharm und umweltfreundlich abzuleiten.
02.Was sind die Vorteile der Flüssigkeitskühlungs-Superladung?
Vorteile der Flüssigkeitskühlungs-Superladung:
1. Größerer Strom und schnelle Ladegeschwindigkeit.Der Ausgangsstrom desLadestapelwird durch das Ladepistolenkabel begrenzt.Das Kupferkabel im Draht der Ladepistole leitet Strom und die vom Kabel erzeugte Wärme ist proportional zum Quadratwert des Stroms.Je größer der Ladestrom, desto größer ist die vom Kabel erzeugte Wärme.Es muss reduziert werden.Um eine Überhitzung zu vermeiden, muss die Querschnittsfläche des Drahtes vergrößert werden, und natürlich wird der Pistolendraht schwerer.Die aktuelle 250-A-Ladepistole nach nationalem Standard verwendet im Allgemeinen ein 80-mm2-Kabel.Die Ladepistole ist insgesamt sehr schwer und lässt sich nicht leicht verbiegen.Wenn Sie eine größere Stromladung erreichen möchten, können Sie auch die Dual-Gun-Ladung nutzen, dies ist jedoch nur eine Notlösung in bestimmten Situationen.Die endgültige Lösung für das Hochstromladen kann nur das Laden mit einer flüssigkeitsgekühlten Ladepistole sein.
Im Inneren der flüssigkeitsgekühlten Ladepistole befinden sich Kabel und Wasserleitungen.Das Kabel des 500A ist flüssigkeitsgekühltLadepistolebeträgt normalerweise nur 35 mm2 und die Wärme wird durch den Kühlmittelfluss in der Wasserleitung abgeführt.Da das Kabel dünn ist, ist die flüssigkeitsgekühlte Ladepistole 30 bis 40 % leichter als eine herkömmliche Ladepistole.Die flüssigkeitsgekühlte Ladepistole muss außerdem mit einer Kühleinheit ausgestattet sein, die aus einem Wassertank, einer Wasserpumpe, einem Kühler und einem Lüfter besteht.Die Wasserpumpe treibt das Kühlmittel an, um in der Pistolenleitung zu zirkulieren, bringt die Wärme zum Kühler und bläst sie dann durch den Lüfter weg, wodurch eine größere Förderkapazität als bei herkömmlichen natürlich gekühlten Ladepistolen erreicht wird.
2. Das Pistolenkabel ist leichter und die Ladeausrüstung ist leicht.
3. Weniger Hitze, schnelle Wärmeableitung und hohe Sicherheit.Die Pfahlkörper herkömmlicher Ladepfähle und halbflüssigkeitsgekühlter Ladepfähle sind zur Wärmeableitung luftgekühlt.Die Luft dringt von einer Seite in den Pfahlkörper ein, bläst die Wärme der elektrischen Komponenten und Gleichrichtermodule weg und wird auf der anderen Seite aus dem Pfahlkörper abgeleitet.Die Luft wird mit Staub, Salznebel und Wasserdampf vermischt und auf der Oberfläche interner Geräte adsorbiert, was zu einer schlechten Systemisolierung, schlechter Wärmeableitung, geringer Ladeeffizienz und verkürzter Gerätelebensdauer führt.Bei herkömmlichen Ladesäulen oder Ladesäulen mit halbflüssiger Kühlung sind Wärmeableitung und Schutz zwei widersprüchliche Konzepte.Wenn der Schutz gut ist, wird es schwierig sein, die Wärmeableitung zu gestalten, und wenn die Wärmeableitung gut ist, wird es schwierig sein, mit dem Schutz umzugehen.
Der vollständig flüssigkeitsgekühlte Ladestapel verwendet ein flüssigkeitsgekühltes Lademodul.Auf der Vorder- und Rückseite des flüssigkeitsgekühlten Moduls befinden sich keine Luftkanäle.Das Modul ist darauf angewiesen, dass das Kühlmittel innerhalb der flüssigkeitsgekühlten Platte zirkuliert, um Wärme mit der Außenwelt auszutauschen.Daher kann der Leistungsteil der Ladesäule vollständig umschlossen sein, um die Wärmeableitung zu reduzieren.Der Kühler befindet sich außen und die Wärme wird durch das Kühlmittel im Inneren zum Kühler geleitet, und die Außenluft bläst die Wärme an der Kühleroberfläche ab.Das flüssigkeitsgekühlte Lademodul und die elektrischen Zubehörteile im Ladestapel haben keinen Kontakt mit der Außenumgebung, wodurch IP65-Schutz und höhere Zuverlässigkeit erreicht werden.
4. Geringes Ladegeräusch und höheres Schutzniveau.Herkömmliche Ladesäulen und halbflüssigkeitsgekühlte Ladesäulen verfügen über eingebaute luftgekühlte Lademodule.Die luftgekühlten Module sind mit mehreren kleinen Hochgeschwindigkeitslüftern ausgestattet und das Betriebsgeräusch erreicht mehr als 65 dB.Es gibt auch Kühlventilatoren am Ladesäulenkörper.Derzeit werden Ladesäulen mit luftgekühlten Modulen betrieben. Bei voller Leistung liegt der Lärm grundsätzlich bei über 70 dB.Tagsüber hat es kaum Auswirkungen, nachts ist es jedoch sehr störend.Daher ist der laute Lärm an Ladestationen das am häufigsten beklagte Problem für Betreiber.Im Falle einer Reklamation müssen sie das Problem beheben.Allerdings ist der Sanierungsaufwand hoch und die Wirkung sehr begrenzt.Letztendlich müssen sie die Leistung reduzieren, um den Lärm zu reduzieren.
Der vollständig flüssigkeitsgekühlte Ladestapel verfügt über eine Dual-Cycle-Wärmeableitungsarchitektur.Das interne Flüssigkeitskühlungsmodul basiert auf einer Wasserpumpe, die die Kühlmittelzirkulation antreibt, um Wärme abzuleiten, und überträgt die vom Modul erzeugte Wärme an den Lamellenkühler.Die externe Wärmeabfuhr erfolgt durch langsam laufende Hochleistungsventilatoren oder Klimaanlagen.Die Wärme wird vom Gerät abgeleitet und die Geräuschentwicklung des Lüfters mit niedriger Drehzahl und großem Luftvolumen ist deutlich geringer als die des kleinen Lüfters mit höherer Drehzahl.Vollständig flüssigkeitsgekühlte, aufgeladene Pfähle können auch ein geteiltes Wärmeableitungsdesign annehmen.Ähnlich wie bei einer Split-Klimaanlage wird die Wärmeableitungseinheit entfernt von der Menschenmenge platziert und kann sogar einen Wärmeaustausch mit Pools und Springbrunnen durchführen, um eine bessere Wärmeableitung und geringere Kosten zu erreichen.Lärm.
5. Niedrige Gesamtbetriebskosten
Die Kosten für die Ladeausrüstung an Ladestationen müssen aus den gesamten Lebenszykluskosten (TCO) der Ladesäule betrachtet werden.Die Lebensdauer herkömmlicher Ladesäulen mit luftgekühlten Lademodulen beträgt im Allgemeinen nicht mehr als 5 Jahre, die aktuelle Leasingdauer für den Betrieb von Ladestationen beträgt jedoch 8–10 Jahre, was bedeutet, dass die Ladeausrüstung während des Betriebs der Station mindestens einmal ausgetauscht werden muss Betriebszyklus.Andererseits beträgt die Lebensdauer vollständig flüssigkeitsgekühlter Ladesäulen mindestens 10 Jahre, was den gesamten Lebenszyklus der Station abdecken kann.Gleichzeitig müssen vollständig flüssigkeitsgekühlte Ladesäulen im Vergleich zu Ladesäulen mit luftgekühlten Modulen, die häufiges Öffnen des Gehäuses, Staubentfernung, Wartung und andere Vorgänge erfordern, nur gespült werden, nachdem sich Staub im externen Kühler angesammelt hat, was die Wartung vereinfacht .
Die Gesamtbetriebskosten eines vollständig flüssigkeitsgekühlten Ladesystems sind niedriger als die eines herkömmlichen Ladesystems mit luftgekühlten Lademodulen, und mit der weit verbreiteten Massenanwendung vollständig flüssigkeitsgekühlter Systeme wird der Kosteneffizienzvorteil deutlicher.
03. Marktstatus der Flüssigkeitskühlungs-Superladung
Nach den neuesten Daten der China Charging Alliance gab es im Februar 2023 31.000 mehr öffentliche Ladesäulen als im Januar 2023, ein Anstieg von 54,1 % im Februar gegenüber dem Vorjahr.Mit Stand Februar 2023 haben die Mitgliedseinheiten der Allianz insgesamt 1,869 Millionen öffentliche Ladesäulen gemeldet, davon 796.000DC-Ladesäulenund 1,072 MillionenAC-Ladesäulen.
Tatsächlich ist die neue Technologie der flüssigkeitsgekühlten Aufladung in den Mittelpunkt des Wettbewerbs in der Branche gerückt, da die Durchdringungsrate von Fahrzeugen mit neuer Energie immer weiter zunimmt und sich unterstützende Einrichtungen wie Ladesäulen rasch weiterentwickeln.Viele Unternehmen für neue Energiefahrzeuge und Stapelbetriebe haben auch damit begonnen, Technologieforschung und -entwicklung sowie die Gestaltung von Überladungen durchzuführen.
Tesla ist der erste Automobilhersteller der Branche, der flüssigkeitsgekühlte Kompressorsäulen serienmäßig einsetzt.Derzeit sind in China mehr als 1.500 Supercharger-Stationen mit insgesamt 10.000 Superchargern installiert.Der Tesla V3-Kompressor verfügt über ein vollständig flüssigkeitsgekühltes Design, ein flüssigkeitsgekühltes Lademodul und eine flüssigkeitsgekühlte Ladepistole.Eine einzelne Kanone kann bis zu 250 kW/600 A laden, was die Reichweite in 15 Minuten um 250 Kilometer erhöhen kann.Das V4-Modell steht kurz vor der stapelweisen Bereitstellung.Der Ladestapel erhöht außerdem die Ladeleistung auf 350 kW pro Waffe.
Anschließend brachte Porsche Taycan zum ersten Mal weltweit die 800-V-Hochspannungs-Elektroarchitektur auf den Markt und unterstützt 350-kW-Hochleistungs-Schnellladen;Die globale Limited Edition des Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 verfügt über einen Strom von bis zu 600 A, eine Spannung von bis zu 800 V und eine Spitzenladeleistung von 480 kW.GAC AION V, mit einer Spitzenspannung von bis zu 1000 V, einem Strom von bis zu 600 A und einer Spitzenladeleistung von 480 kW;Xiaopeng G9, ein Serienauto mit einer 800-V-Siliziumkarbid-Spannungsplattform, geeignet für ultraschnelles Laden mit 480 kW;
04. Was ist der zukünftige Trend beim Super-Chargen mit Flüssigkeitskühlung?
Der Bereich der Flüssigkeitskühlungs-Überladung steckt noch in den Kinderschuhen und bietet großes Potenzial und breite Entwicklungsperspektiven.Flüssigkeitskühlung ist eine hervorragende Lösung für Hochleistungsladungen.Es gibt keine technischen Probleme bei der Entwicklung und Produktion von Hochleistungs-Ladesäulen-Netzteilen im In- und Ausland.Es ist notwendig, die Kabelverbindung vom Hochleistungs-Ladesäulen-Netzteil zur Ladepistole zu lösen.
Allerdings ist die Verbreitung leistungsstarker, flüssigkeitsgekühlter Kompressorpfähle in meinem Land immer noch gering.Dies liegt daran, dass flüssigkeitsgekühlte Ladepistolen relativ hohe Kosten verursachen und Schnellladesäulen im Jahr 2025 einen Markt mit Hunderten von Milliarden einläuten werden. Nach öffentlichen Informationen liegt der Durchschnittspreis für Ladesäulen bei etwa 0,4 Yuan/W.Es wird geschätzt, dass der Preis für eine 240-kW-Schnellladesäule etwa 96.000 Yuan beträgt.Basierend auf dem Preis des flüssigkeitsgekühlten Ladepistolenkabels in der CHINAEVSE-Pressekonferenz, der 20.000 Yuan/Set beträgt, werden die Kosten für die flüssigkeitsgekühlte Ladepistole geschätzt.Mit einem Anteil von etwa 21 % an den Kosten für Ladesäulen ist es nach den Lademodulen die teuerste Komponente.Es wird erwartet, dass mit zunehmender Zahl neuer Energie-Schnelllademodelle der Marktraum für Hochleistungsmodelle zunimmtSchnellladesäulenin meinem Land wird es im Jahr 2025 etwa 133,4 Milliarden Yuan betragen.
Zukünftig wird die Flüssigkühlungs-Super-Charging-Technologie ihre Verbreitung weiter beschleunigen.
Die Entwicklung und Auslegung einer leistungsstarken flüssigkeitsgekühlten Überladetechnologie hat noch einen langen Weg vor sich.Dies erfordert die Zusammenarbeit von Automobilunternehmen, Batterieunternehmen, Stapelunternehmen und anderen Parteien.Nur so können wir die Entwicklung der chinesischen Elektrofahrzeugindustrie besser unterstützen, geordnetes Laden und V2G weiter fördern, zur Energieeinsparung und Emissionsreduzierung sowie zur kohlenstoffarmen und umweltfreundlichen Entwicklung beitragen und die Verwirklichung des strategischen Ziels „Double Carbon“ beschleunigen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 04.03.2024