Corocznemu Festiwalowi Wiosny towarzyszy coroczny transport związany z Festiwalem Wiosny.Problem ładowania pojazdów elektrycznych do jazdy na długich dystansach od zawsze był niezatartym utrapieniem dla właścicieli samochodów.Choć zasięg pojazdów elektrycznych i budowa infrastruktury ładowania poczyniły w ostatnich latach ogromny postęp, to dystans przekraczający 500 kilometrów często sprawia, że podróż do domu staje się nieco bardziej niespokojna.
01 Trendchłodzenie ciecządoładowanie
Na koniec 2022 r. w kraju będzie ponad 300 mln paliwowych pojazdów pasażerskich obsługujących 110 000 stacji benzynowych z około 2 milionami pistoletów do tankowania, a stosunek pojazdu do pistoletu będzie wynosił 150:1;Dla kontrastu, w moim kraju jest obecnie około 1300 elektrycznych pojazdów pasażerskich.Istnieje 5,21 miliona stacji ładowania, z czego 761 000 to publiczne stacje ładowania prądem stałym, a stosunek pojazdów do stacji szybkiego ładowania wynosi 17,1:1.Każdy pojazd elektryczny ma znacznie więcej publicznościstos szybkiego ładowanianiż pojazdy napędzane paliwem.Mimo to właściciele pojazdów elektrycznych nie mają odwagi pokonywać długich dystansów, ponieważ czas tankowania pojazdów zasilanych paliwem wynosi około 5 minut, a szybkie ładowanie nowych pojazdów elektrycznych głównego nurtu wymaga co najmniej pół godziny do godziny.
Kluczem do rozwiązania problemu kolejek na stacjach szybkiego ładowania jest osiągnięcie 5-minutowego czasu ładowania, to znaczy, aby zastosować superładowanie chłodzone cieczą o dużej mocy.
Krajowi producenci samochodów głównego nurtu wprowadzili lub wkrótce wprowadzą na rynek pojazdy z doładowaniem, obsługujące platformy 800 V, zdając sobie sprawę, że można wydłużyć czas pracy akumulatora o 200 kilometrów po naładowaniu z mocą 480 kW w ciągu 5 minut.Jednak większośćistniejącystosy doładowania chłodzone ciecząstosować pistolety ładujące chłodzone cieczą na bazie tradycyjnych stosów ładujących chłodzonych powietrzem, aby osiągnąć maksymalną moc ładowania 600A.Na razie nazywamy je stosami doładowania chłodzonymi półcieczą.Część zasilająca chłodzonego półcieczą stosu przeładowania to wymuszone odprowadzanie ciepła chłodzone powietrzem.Wraz ze wzrostem mocy ładowania wzrasta również hałas.Jednocześnie ze względu na przepływ powietrza przez korpus pala trudno jest zagwarantować niezawodność pala załadowczego, a późniejsze koszty jego utrzymania są wyższe.Odpowiada mu całkowicie chłodzony cieczą stos doładowania, którywykorzystuje chłodzony cieczą moduł ładujący i chłodzony cieczą pistolet ładujący.W całym systemie zastosowano konstrukcję rozpraszania ciepła chłodzoną cieczą, która charakteryzuje się dużym prądem ładowania, niskim poziomem hałasu i wysoką niezawodnością.W pełni chłodzony cieczą system przeładowania jest kierunkiem rozwoju przeładowania chłodzonym cieczą w przyszłości.
02 Zalety pełnego ładowania chłodzącego cieczą
Zaleta 1: Wysoki prąd
Prąd wyjściowy stosu ładującego jest ograniczony przez kabel pistoletu ładującego.Pistolet ładujący przewodzi prąd miedzianym kablem wewnątrz drutu pistoletu, a nagrzewanie kabla jest proporcjonalne do kwadratowej wartości prądu.Im większy prąd ładowania, tym większe nagrzewanie się kabla.Aby zmniejszyć wytwarzanie ciepła przez kabel i uniknąć przegrzania, należy zwiększyć pole przekroju poprzecznego drutu, a drut pistoletu będzie oczywiście cięższy.Obecny pistolet ładujący zgodny ze standardem krajowym 250 A zwykle wykorzystuje pistolet kalibru 80 mm2 kabel, a cały pistolet ładujący jest ciężki i niełatwy do zgięcia.Jeśli chcesz osiągnąć ładowanie wyższym prądem, możesz także użyć pistoletów z podwójnym ładowaniem, ale jest to tylko celowy środek na specjalne okazje.Najlepszym rozwiązaniem w przypadku ładowania wysokoprądowego jest ładowanie wyłącznie za pomocą pistoletów ładujących chłodzonych cieczą.
Wewnątrz chłodzonego cieczą pistoletu ładującego znajdują się kable i rury wodne.Kabel ładowarki chłodzonej cieczą 500A ma zwykle tylko 35 mm2 , a ciecz chłodząca w rurze wodnej przepływa w celu usunięcia ciepła.Ponieważ kabel jest cienki, pistolet ładujący chłodzony cieczą jest o 30% ~ 40% lżejszy niż konwencjonalny pistolet ładujący.Chłodzony cieczą pistolet ładujący musi być również wyposażony w jednostkę chłodzącą, która składa się ze zbiornika wody, pompy wodnej, chłodnicy i wentylatora.Pompa wodna wymusza cyrkulację chłodziwa w przewodzie pistoletu, przenosząc ciepło do chłodnicy, a następnie wydmuchując je przez wentylator, aby uzyskać większą nośność niż w przypadku konwencjonalnych pistoletów z chłodzeniem naturalnym.
Zaleta 2: Wysoka niezawodność
Niezawodność stosu ładującego zależy w dużej mierze od niezawodności modułu ładującego, to znaczy, że duży wpływ ma na nią zewnętrzne środowisko pracy.
Szafy konwencjonalnych pali ładujących i pale ładujące chłodzone półcieczą są chłodzone powietrzem i rozpraszane.Powietrze zostanie zmieszane z kurzem, mgłą solną i parą wodną i zaadsorbowane na powierzchni urządzeń wewnętrznych, co spowoduje słabą izolację systemu, słabe odprowadzanie ciepła, niską wydajność ładowania i skróconą żywotność sprzętu.W przypadku konwencjonalnych stosów wsadowych lub stosów wsadowych chłodzonych półcieczą, rozpraszanie ciepła i ochrona to dwie sprzeczne koncepcje.Jeśli ochrona jest dobra, trudno jest zaprojektować odprowadzanie ciepła, a jeśli odprowadzanie ciepła jest dobre, trudno jest obsłużyć ochronę.
W pełni chłodzony cieczą stos ładujący przyjmuje moduł ładujący chłodzony cieczą.Z przodu i z tyłu modułu chłodzonego cieczą nie ma kanałów powietrznych.Moduł wykorzystuje płyn chłodzący krążący wewnątrz chłodzonej cieczą płyty w celu wymiany ciepła ze światem zewnętrznym, dzięki czemu część zasilająca stosu ładującego może być całkowicie zamknięta, aby zmniejszyć rozpraszanie ciepła.Grzejnik jest zewnętrzny, a ciepło jest doprowadzane do chłodnicy przez płyn chłodzący znajdujący się w środku, a powietrze zewnętrzne wydmuchuje ciepło na powierzchnię grzejnika.Themoduł ładowania chłodzony ciecząi akcesoria elektryczne w stosie ładującym nie mają kontaktu ze środowiskiem zewnętrznym, dzięki czemu można osiągnąć stopień ochrony IP65 i wyższą niezawodność.
Zaleta trzecia: niski poziom hałasu
Konwencjonalne pale ładujące i pale ładujące chłodzone półcieczą mają wbudowane moduły ładujące chłodzone powietrzem.Moduły chłodzone powietrzem mają wbudowanych wiele małych wentylatorów o dużej prędkości, a hałas podczas pracy może osiągnąć ponad 65 dB.Przy pełnej mocy hałas przekracza 70 dB, co w dzień ma niewielki wpływ, ale w nocy jest bardzo uciążliwe.Dlatego też głośny hałas stacji ładującej jest problemem, na który najczęściej narzekają operatorzy i w przypadku reklamacji muszą go naprawić.Jednak koszt naprawy jest wysoki, a efekt bardzo ograniczony.W końcu muszą zmniejszyć moc, aby zmniejszyć hałas.
W pełni chłodzony cieczą stos ładujący przyjmuje strukturę rozpraszania ciepła z podwójną cyrkulacją.Wewnętrzny moduł chłodzony cieczą wykorzystuje pompę wodną, która napędza płyn chłodzący w celu zapewnienia cyrkulacji ciepła i przekazuje ciepło wytworzone przez moduł do żebrowanej chłodnicy.Ciepło jest odprowadzane z urządzenia, a hałas wentylatora przy niskiej prędkości i dużej objętości powietrza jest znacznie niższy niż małego wentylatora przy większej prędkości.W pełni chłodzony cieczą moduł doładowania może również przyjąć konstrukcję rozpraszania ciepła typu split, podobną do klimatyzatora typu split.Jednostka rozpraszająca ciepło jest umieszczona z dala od tłumu i może nawet wymieniać ciepło z basenami i fontannami, aby uzyskać lepsze odprowadzanie ciepła i niższą temperaturę.hałas.
Zaleta 4: Niski całkowity koszt posiadania
Koszt sprzętu do ładowania na stacji ładowania należy uwzględnić w całkowitym koszcie cyklu życia (TCO) stosu ładowania.Żywotność tradycyjnego stosu ładującego z modułami ładowania chłodzonymi powietrzem na ogół nie przekracza 5 lat, jednak obecny okres dzierżawy pracy stacji ładowania wynosi 8-10 lat, co oznacza, że sprzęt ładujący należy wymieniać przynajmniej raz w ciągu cykl pracy stacji.Natomiast żywotność w pełni chłodzonych cieczą pali ładujących wynosi co najmniej 10 lat, co może pokryć cały cykl życia stacji.Jednocześnie, w porównaniu do stosu ładującego wykorzystującego moduł chłodzony powietrzem, który wymaga częstych operacji, takich jak otwieranie szafy w celu usunięcia kurzu i konserwacji, pełny stos ładujący chłodzony cieczą wymaga umycia dopiero po zgromadzeniu się chłodnicy zewnętrznej kurzu, a konserwacja jest prosta.
TCO systemu ładowania z pełnym chłodzeniem cieczą jest niższy niż w przypadku tradycyjnego systemu ładowania wykorzystującego moduły ładowania chłodzonego powietrzem, a wraz z szerokim zastosowaniem systemu pełnego chłodzenia cieczą partiami, jego opłacalna przewaga stanie się bardziej oczywista.
03 Zasada pełnego ładowania chłodzącego cieczą
W pełni chłodzony cieczą układ ładowania wykorzystuje chłodzony cieczą moduł ładowania i chłodzony cieczą pistolet ładujący, a system jako całość wykorzystuje chłodzone cieczą rozpraszanie ciepła.Jak pokazano na rysunku, zasada działania zintegrowanego, w pełni chłodzonego cieczą układu ładowania, chłodzonego cieczą pistoletu ładującego i chłodzonego cieczą modułu ładującego korzystają ze wspólnego źródła zimna.Układ chłodzenia cieczą składa się ze zbiornika wody, pompy wodnej, chłodnicy i wentylatora.Pompa wodna napędza przepływ chłodziwa pomiędzy płytą chłodzącą cieczą a linią pistoletu chłodzącego ciecz modułu chłodzenia cieczą, przenosząc ciepło do chłodnicy, a następnie wydmuchując je przez wentylator o dużej objętości powietrza.Po ostygnięciu płyn chłodzący powraca do zbiornika wody i wielokrotnie przepuszcza ciepło przez pompę wodną.
Część zasilająca systemu wykorzystuje chłodzenie cieczą w celu rozproszenia ciepła i nie ma wymiany powietrza ze środowiskiem zewnętrznym, dzięki czemu można zrealizować projekt IP65.Jednocześnie system wykorzystuje wentylator o dużej objętości powietrza, aby rozproszyć ciepło przy niskim poziomie hałasu i wysokiej przyjazności dla środowiska.
04 Technologia źródła Infypower – produkty do ładowania chłodzone cieczą
Infypower to najwcześniejsze przedsiębiorstwo w Chinach zajmujące się opracowywaniem i wdrażaniem wsadowym modułów konwersji mocy chłodzonych cieczą oraz systemów ładowania w pełni chłodzonych cieczą.
Moduł chłodzenia cieczą
Po kilku generacjach iteracji produktów modułów chłodzenia cieczą i akumulacji technologii, obecne moduły konwersji mocy chłodzenia cieczą obejmują trzy serie modułów ładowania serii LRG, modułów konwersji DCDC DC serii LCG i dwukierunkowych modułów konwersji ACDC serii LBG, które mogą spełnić wymagania chłodzenia cieczą.
Chłodzony cieczą moduł konwersji mocy ma zalety niskiego poziomu hałasu i wysokiej niezawodności.Infypower ujednolica również rozmiar i konstrukcję interfejsu modułu ładowania, modułu konwersji DCDC i modułu dwukierunkowego ACDC o tym samym poziomie mocy, dzięki czemu można go stosować w systemach przeładowania, magazynowaniu i ładowaniu.Podczas procesu projektowania systemu można przeprowadzić ujednoliconą konstrukcję i projekt odprowadzania ciepła.W określonych zastosowaniach moduł ładowania lub moduł przechowywania i ładowania można skonfigurować zgodnie z rzeczywistą sytuacją, aby osiągnąć wysoką kompatybilność projektu systemu.
Układ przeładowania chłodzony cieczą
Do zastosowań szybkiego ładowania średniej mocy firma Infypower wprowadziła zintegrowany, w pełni chłodzony cieczą system szybkiego ładowania o mocy 240 kW, jak pokazano na rysunku.System jest wyposażony w sześć chłodzonych cieczą modułów ładujących o mocy 40 kW, konwencjonalny pistolet ładujący 250 A i moduł ładujący chłodzony cieczą 500 A.pistolet ładujący.Chłodzony cieczą port wyjściowy może osiągnąć pełną moc wyjściową 240 kW i może ładować samochód osobowy (Tesla, Jikrypton itp.) na platformie 400 V maksymalnie prądem 500 A.Jednocześnie system charakteryzuje się wyjątkowo niskim poziomem hałasu, wysoką niezawodnością i lekkimi przewodami pistoletowymi i może być szeroko stosowany w wysokiej klasy miejscach ładowania, takich jak obszary mieszkalne, obszary biurowe i markowe stacje ładowania.
Do zastosowań związanych z przeładowaniem o dużej mocy firma Infypower wprowadziła na rynek rozdzielony, w pełni chłodzony cieczą system przeładowania o mocy 640 kW, jak pokazano na rysunku poniżej.System ma konstrukcję typu split i składa się z chłodzonej cieczą szafy zasilającej oraz chłodzonego cieczą terminala ładowania.Bok szafy zasilacza chłodzonej cieczą rozprasza ciepło, a poziom ochrony części zasilającej może osiągnąć IP65;moc jest dynamicznie rozdzielana pomiędzy chłodzone cieczą terminale ładowania, a pojedynczy pistolet może osiągnąć maksymalną moc wyjściową 480 kW, co może zwiększyć przebieg o ponad 200 kilometrów po ładowaniu przez 5 minut.System ma zalety niskiego poziomu hałasu, wysokiej niezawodności i prostej konserwacji.Może być szeroko stosowany w różnych stacjach superładowania i markowych stacjach ładowania, aby zapewnić właścicielom samochodów wysoką jakość ładowania.
System przechowywania i ładowania z chłodzeniem cieczowym
Przeładowanie chłodzone cieczą jest kierunkiem rozwoju ładowania o dużej mocy, ale wsadowe wdrażanie przeładowania wiąże się z problemem niewystarczającej zdolności dystrybucji mocy.Zdolność dystrybucji energii wymagana przez system przeładowania jest równoważna mocy wymaganej przez budynek mieszkalny.Zapotrzebowanie na dystrybucję mocy w miejscu przeładowania jest równoważne zapotrzebowaniu na energię obszaru mieszkalnego.Najlepszym rozwiązaniem problemu niewystarczającej mocy dystrybucyjnej w miejscach przeładowania jest rozbudowa instalacji magazynujących energię, czyli magazynowania i ładowania energii chłodzonej cieczą.Mając to na uwadze, Infypower uruchomiło w pełni chłodzony cieczą system magazynowania i ładowania o mocy 800 kW.
Chłodzony cieczą system magazynowania i ładowania Infypower wykorzystuje architekturę hybrydowej magistrali AC-DC, szyna AC jest podłączona do sieci energetycznej, a szyna DC jest podłączona do akumulatora magazynującego energię.Połączenie elektryczne pomiędzy akumulatorem energii a systemem przeładowania stanowi szyna DC, przy czym szynę DC można również łatwo podłączyć do modułu fotowoltaicznego za pośrednictwem modułu DCDC, aefektywność konwersji energii jest o 3% ~ 4% wyższa niż w przypadku konwencjonalnej szyny AC.
W pełni chłodzony cieczą system magazynowania i ładowania Infypower ma konstrukcję modułową i może konfigurować moc magazynowania/ładowania energii, pojemność akumulatorów magazynujących energię oraz liczbę zacisków ładowania zgodnie z rzeczywistymi wymaganiami sceny.Wnętrze szafy zasilającej chłodzonej cieczą jest podzielone na komorę dystrybucji mocy, komorę zasilania i komorę rozpraszania ciepła.Ponieważ rozmiar i interfejs różnych modułów funkcjonalnych o tym samym poziomie mocy są ujednolicone, strukturę przedziału mocy można zaprojektować w sposób jednolity, a różne moduły można elastycznie konfigurować w praktycznych zastosowaniach.Realizuj różne konfiguracje magazynowania energii i mocy ładowania;Konfiguracja elektryczna magazynu dystrybucji energii może zostać zaprojektowana i prefabrykowana zgodnie z różnymi funkcjami i wymaganiami dotyczącymi zasilania oświetlenia, przechowywania i ładowania, a także może być elastycznie łączona na miejscu.Dlatego ten zestawchłodzonego cieczą systemu przeładowania charakteryzuje się wyjątkowo wysoką kompatybilnością i elastycznością.
05 Wysoka niezawodność
Możliwość ładowania tankowania zawsze była oczekiwaniem większości właścicieli samochodów elektrycznych, producentów i operatorów samochodów elektrycznych.Wraz z coraz większą dojrzałością technologii akumulatorów era 5-minutowego szybkiego ładowania może nadejść znacznie wcześniej, niż się spodziewaliśmy.Doładowanie w pełni chłodzone cieczą stanie się również głównym wyborem stacji doładowania ze względu na wysoką niezawodność, przyjazność dla środowiska i niskie koszty operacyjne TCO.Infypower będzie w dalszym ciągu angażować się w badania i rozwój podstawowych technologii i produktów do konwersji energii oraz zapewniać branży pełną gamę modułów konwersji mocy chłodzonych cieczą oraz najlepsze rozwiązania w zakresie systemów przeładowania chłodzonych cieczą.
Czas publikacji: 15 lutego 2023 r