Щорічний Фестиваль Весни супроводжується щорічним транспортом для Фестивалю Весни.Проблема зарядки електромобілів для дальніх поїздок завжди була нестерпним болем для автовласників.Незважаючи на те, що дальність ходу електромобілів і будівництво зарядної інфраструктури досягли значного прогресу за останні роки, відстань понад 500 кілометрів часто робить подорож додому дещо більш тривожною.
01 Тенденціярідинне охолодженнянаддув
Станом на кінець 2022 року в країні буде понад 300 мільйонів легкових транспортних засобів, які заправлятимуться паливом, що підтримуватиме 110 000 автозаправних станцій із приблизно 2 мільйонами заправних гармат, а співвідношення транспортних засобів до гармат становитиме 150:1;навпаки, зараз у моїй країні близько 1300 електричних пасажирських транспортних засобів.Є 5,21 мільйона зарядних станцій, з яких 761 000 є громадськими зарядними станціями постійного струму, а співвідношення транспортних засобів і швидкої зарядки становить 17,1:1.Кожен електромобіль має набагато більше громадськостікупа швидкої зарядкиніж паливні транспортні засоби.Незважаючи на це, власники електромобілів не наважуються їздити на великі відстані, тому що час заправки паливних транспортних засобів становить близько 5 хвилин, а для швидкої зарядки нових масових електромобілів потрібно не менше півгодини-години.
Ключ до вирішення проблеми черг на швидкісних зарядних станціях – досягти 5-хвилинної зарядки, тобто використовувати надпотужну надзарядку з рідинним охолодженням.
Вітчизняні основні автомобільні компанії випустили або незабаром випустять транспортні засоби з наддувом, які підтримують платформи 800 В, реалізуючи досвід додавання 200 кілометрів автономної роботи після зарядки на 480 кВт протягом 5 хвилин.Однак більшість ізіснуючінаддувні палі з рідинним охолодженнямвикористовуйте зарядні гармати з рідинним охолодженням на основі традиційних зарядних паль з повітряним охолодженням, щоб досягти максимального зарядного струму 600 А.Наразі ми називаємо їх наддувними палями з напіврідким охолодженням.Силова частина напіврідкого охолоджуваного стовпа надзарядки має примусове повітряне охолодження відведення тепла.Зі збільшенням потужності заряджання шум також зростає.У той же час, оскільки повітря протікає через тіло палі, надійність завантажувальної палі важко гарантувати, а витрати на подальше обслуговування є вищими.Йому відповідає повний рідинний охолоджувач наддуву, якийвикористовує зарядний модуль із рідинним охолодженням і зарядний пістолет із рідинним охолодженням.Загальна система використовує конструкцію розсіювання тепла з рідинним охолодженням, яка має характеристики великого струму зарядки, низький рівень шуму та високу надійність.Повна система надлишкової зарядки з рідинним охолодженням є напрямком розвитку надлишкової зарядки з рідинним охолодженням у майбутньому.
02 Переваги зарядки з повним рідинним охолодженням
Перевага 1: Високий струм
Вихідний струм зарядної палі обмежується кабелем зарядної гармати.Зарядний пістолет проводить електрику по мідному кабелю всередині дроту гармати, і нагрівання кабелю пропорційне квадратичному значенню струму.Чим більше зарядний струм, тим сильніше нагрівається кабель.Щоб зменшити тепловиділення кабелю і уникнути перегріву, потрібно збільшити площу поперечного перерізу дроту, і, звичайно, гарматний дріт буде важче.Поточний національний стандарт зарядного пістолета 250A зазвичай використовує 80 мм2 кабель, а загальний зарядний пістолет важкий і його важко зігнути.Якщо ви хочете досягти більшого зарядного струму, ви також можете використовувати подвійні зарядні пістолети, але це доцільний захід лише для окремих випадків.Оптимальним рішенням для заряджання великим струмом може бути заряджання лише зарядними пістолетами з рідинним охолодженням.
Усередині зарядного пістолета з рідинним охолодженням є кабелі та водопровідні труби.Кабель зарядного пістолета 500A з рідинним охолодженням зазвичай становить лише 35 мм2 , і охолоджуюча рідина у водопровідній трубі тече для відведення тепла.Оскільки кабель тонкий, зарядний пістолет із рідинним охолодженням на 30–40% легший за звичайний зарядний пістолет.Зарядний пістолет з рідинним охолодженням також повинен бути оснащений блоком охолодження, який складається з резервуара для води, водяного насоса, радіатора та вентилятора.Водяний насос змушує охолоджуючу рідину циркулювати в лінії пістолета, приносячи тепло до радіатора, а потім віддувається вентилятором, щоб досягти більшої пропускної здатності, ніж звичайні зарядні пістолети природного охолодження.
Перевага 2: Висока надійність
Надійність зарядної палі багато в чому залежить від надійності зарядного модуля, тобто на неї сильно впливає зовнішнє середовище експлуатації.
Кабінет звичайних зарядних паль і зарядних паль з напіврідким охолодженням охолоджується повітрям і розсіюється.Повітря змішується з пилом, сольовим туманом і водяною парою та адсорбується на поверхні внутрішніх пристроїв, що призводить до поганої ізоляції системи, поганого розсіювання тепла, низької ефективності заряджання та скорочення терміну служби обладнання.Для звичайних зарядних паль або зарядних паль з напіврідким охолодженням розсіювання тепла та захист є двома суперечливими концепціями.Якщо захист хороший, розсіювання тепла важко спроектувати, а якщо розсіювання тепла хороше, захистом важко керувати.
Повна зарядна купа з рідинним охолодженням використовує зарядний модуль із рідинним охолодженням.На передній і задній частині модуля рідинного охолодження відсутні повітропроводи.Модуль покладається на охолоджуючу рідину, що циркулює всередині пластини з рідинним охолодженням, для обміну теплом із зовнішнім світом, так що силова частина зарядної купи може бути повністю закрита для зменшення розсіювання тепла.Радіатор є зовнішнім, і тепло надходить до радіатора через теплоносій всередині, а зовнішнє повітря видуває тепло на поверхні радіатора.Theзарядний модуль з рідинним охолодженнямі електричні аксесуари в зарядній купі не мають контакту із зовнішнім середовищем, тому захист IP65 може бути досягнутий і надійність вище.
Перевага третя: низький рівень шуму
Звичайні зарядні палі та зарядні палі з напіврідким охолодженням мають вбудовані зарядні модулі з повітряним охолодженням.Модулі з повітряним охолодженням мають вбудовані кілька високошвидкісних невеликих вентиляторів, а робочий шум може досягати понад 65 дБ.Шум зазвичай перевищує 70 дБ під час роботи на повній потужності, що мало впливає вдень, але дуже заважає вночі.Таким чином, гучний шум зарядної станції є найбільшою проблемою операторів, і вони повинні її виправляти, якщо на них скаржаться.Однак вартість виправлення висока, а ефект дуже обмежений.Зрештою їм доводиться зменшувати потужність, щоб зменшити шум.
Повністю охолоджена рідиною зарядна купа приймає структуру подвійної циркуляції тепла.Внутрішній модуль рідинного охолодження покладається на водяний насос, який забезпечує циркуляцію тепла охолоджувачем, і передає тепло, що виділяється модулем, до ребристого радіатора.Тепло розсіюється від пристрою, і шум вентилятора з низькою швидкістю та великим об’ємом повітря значно нижчий, ніж шум маленького вентилятора з більшою швидкістю.Конструкція наддуву з рідинним охолодженням також може мати роздільну конструкцію розсіювання тепла, яка подібна до кондиціонера повітря розділеного типу.Блок розсіювання тепла розміщений подалі від натовпу, і він навіть може обмінюватися теплом з басейнами та фонтанами для досягнення кращого розсіювання тепла та зниження температури.шум.
Перевага 4: низька вартість володіння
Вартість зарядного обладнання на зарядній станції повинна враховуватися на основі загальної вартості життєвого циклу (TCO) зарядної колони.Термін служби традиційної зарядної колони із зарядними модулями з повітряним охолодженням зазвичай не перевищує 5 років, але поточний термін оренди роботи зарядної станції становить 8-10 років, що означає, що зарядне обладнання потребує заміни принаймні один раз протягом цикл роботи станції.Натомість термін служби зарядних паль з повним рідинним охолодженням становить не менше 10 років, що може покривати весь життєвий цикл станції.У той же час, порівняно з зарядною купою, що використовує модуль повітряного охолодження, який вимагає частих операцій, таких як відкриття шафи для видалення пилу та обслуговування, повну зарядну купу з рідинним охолодженням потрібно промити лише після накопичення зовнішнього радіатора. пилу, а обслуговування просте.
TCO системи заряджання з повним рідинним охолодженням нижча, ніж у традиційної системи заряджання, що використовує зарядні модулі з повітряним охолодженням, і з широким застосуванням системи повного рідинного охолодження в партіях, її економічна перевага стане більш очевидною.
03 Принцип зарядки повного рідинного охолодження
Повна система зарядки з рідинним охолодженням використовує зарядний модуль із рідинним охолодженням і зарядний пістолет із рідинним охолодженням, а система в цілому використовує рідинне охолодження для розсіювання тепла.Як показано на малюнку, принцип роботи інтегрованої системи заряджання з рідинним охолодженням, зарядного пістолета з рідинним охолодженням і зарядного модуля з рідинним охолодженням спільне джерело холоду.Рідинна система охолодження складається з водяного бака, водяного насоса, радіатора і вентилятора.Водяний насос змушує теплоносій протікати між пластиною рідинного охолодження та лінією пістолета рідинного охолодження модуля рідинного охолодження, надаючи тепло до радіатора, а потім видуваючи його через вентилятор великого об’єму.Після охолодження охолоджуюча рідина повертається в резервуар для води та постійно циркулює тепло через водяний насос.
Силова частина системи використовує рідинне охолодження для розсіювання тепла, і немає повітрообміну із зовнішнім середовищем, тому дизайн IP65 може бути реалізований.У той же час система використовує вентилятор великого об'єму для розсіювання тепла з низьким рівнем шуму та високою екологічністю.
04 Технологія Infypower Source – продукти для зарядки з рідинним охолодженням
Infypower є першим підприємством у Китаї, яке займається розробкою та фактичним серійним застосуванням модулів перетворення електроенергії з рідинним охолодженням і повністю рідинних систем зарядки.
Модуль рідинного охолодження
Після кількох поколінь ітерацій модулів рідинного охолодження та накопичення технологій поточні модулі перетворення потужності рідинного охолодження охоплюють три серії зарядних модулів серії LRG, модулів перетворення постійного струму серії LCG серії DCDC і модулів двонаправленого перетворення ACDC серії LBG, які відповідають вимогам рідинного охолодження.
Модуль перетворення електроенергії з рідинним охолодженням має низький рівень шуму та високу надійність.Infypower також уніфікує розмір і дизайн інтерфейсу зарядного модуля, модуля перетворення DCDC і двонаправленого модуля ACDC одного рівня потужності, щоб його можна було використовувати в системах перезарядки, зберігання та заряджання.У процесі проектування системи може бути виконано уніфіковану структуру та проект розсіювання тепла.У конкретних програмах зарядний модуль або модуль зберігання та заряджання можна налаштувати відповідно до фактичної ситуації для досягнення високої сумісності дизайну системи.
Система надлишкового заряду з рідинним охолодженням
Для додатків швидкої зарядки середньої потужності Infypower випустила інтегровану систему швидкої зарядки з рідинним охолодженням потужністю 240 кВт, як показано на малюнку.Система оснащена шістьма зарядними модулями з рідинним охолодженням потужністю 40 кВт, звичайним зарядним пістолетом на 250 А та модулем зарядки з рідинним охолодженням на 500 А.зарядний пістолет.Вихідний порт із рідинним охолодженням може досягати повної вихідної потужності 240 кВт і може заряджати легковий автомобіль (Tesla, Jikrypton тощо) на платформі 400 В при максимумі 500 А.У той же час система має надзвичайно низький рівень шуму, високу надійність і легкі дроти, і її можна широко використовувати в місцях зарядки високого класу, таких як житлові райони, офісні приміщення та фірмові зарядні станції.
Для високопотужних додатків перезарядки Infypower випустила систему перезарядки спліт-типу з повністю рідинним охолодженням потужністю 640 кВт, як показано на малюнку нижче.Система має роздільний тип і складається з блоку живлення з рідинним охолодженням і зарядного терміналу з рідинним охолодженням.Бічна частина блоку живлення з рідинним охолодженням розсіює тепло, а рівень захисту силової частини може досягати IP65;потужність динамічно розподіляється між зарядними терміналами з рідинним охолодженням, і одна гармата може досягти максимальної вихідної потужності 480 кВт, що може збільшити пробіг на 200+ кілометрів після заряджання протягом 5 хвилин.Перевагами системи є низький рівень шуму, висока надійність і простота обслуговування.Його можна широко використовувати на різних станціях суперзарядки та зарядних станціях брендів, щоб забезпечити власникам автомобілів високоякісну зарядку.
Система зберігання та зарядки рідинного охолодження
Надмірна зарядка з рідинним охолодженням є напрямком розвитку зарядки високої потужності, але пакетне розгортання надмірної зарядки стикається з проблемою недостатньої потужності розподілу електроенергії.Потужність розподілу електроенергії, необхідна для системи надмірної зарядки, еквівалентна потужності, необхідної для житлового будинку.Потреба в електроенергії для місця перезарядки еквівалентна потребі в електроенергії житлового району.Найкращим рішенням для вирішення проблеми недостатньої потужності розподілу електроенергії в місцях перезарядки є збільшення потужностей накопичувачів енергії, тобто накопичувачів і зарядок енергії з рідинним охолодженням.Зважаючи на це, Infypower випустила систему накопичення та зарядки потужністю 800 кВт з повністю рідинним охолодженням.
Система зберігання та заряджання Infypower з рідинним охолодженням використовує гібридну архітектуру шини AC-DC, шина змінного струму підключена до електромережі, а шина постійного струму підключена до батареї накопичувача енергії.Електричне з’єднання між акумулятором накопичувача енергії та системою перезарядки є шиною постійного струму, і шину постійного струму також можна легко підключити до фотоелектричного модуля через модуль DCDC, а такожЕфективність перетворення енергії на 3–4% вища, ніж у звичайної шини змінного струму.
Система зберігання та заряджання Infypower із повністю рідинним охолодженням має модульну конструкцію та може налаштовувати потужність зберігання/заряджання енергії, ємність батареї накопичувача енергії та кількість зарядних терміналів відповідно до фактичних вимог сцени.Внутрішня частина силової шафи з рідинним охолодженням розділена на відсік розподілу електроенергії, відсік живлення та відсік розсіювання тепла.Оскільки розмір і інтерфейс різних функціональних модулів одного рівня потужності уніфіковані, структуру відсіку живлення можна спроектувати однаково, а різні модулі можна гнучко конфігурувати в практичних застосуваннях.Реалізуйте різні конфігурації накопичувачів енергії та потужності зарядки;електричну конфігурацію складу для розподілу електроенергії можна спроектувати та змонтувати відповідно до різних функцій і вимог до електроенергії, пов’язаних із освітленням, зберіганням і заряджанням, і гнучко комбінувати на місці.Тому цей набірсистеми надлишкового заряду з рідинним охолодженням має надзвичайно високу сумісність і гнучкість.
05 Висока надійність
Більшість власників електромобілів, автомобільних компаній і операторів завжди очікували досвіду заряджання після заправки.Зі зростанням зрілості технологій акумуляторів ера 5-хвилинної швидкої зарядки може настати набагато раніше, ніж ми очікували.Наддув із повним рідинним охолодженням також стане основним вибором для зарядних станцій через його високу надійність, екологічність і низькі експлуатаційні витрати на володіння.Infypower продовжуватиме працювати над дослідженнями та розробкою основних технологій і продуктів для перетворення електроенергії, а також забезпечуватиме галузь повним набором модулів перетворення енергії з рідинним охолодженням і найкращими рішеннями для систем надмірної зарядки з рідинним охолодженням.
Час публікації: 15 лютого 2023 р