۱. «سوپرشارژ خنک‌کننده مایع» چیست؟
اصل کار:
شارژ فوق‌العاده با خنک‌کننده مایع به این صورت است که یک کانال گردش مایع ویژه بین کابل و تفنگ شارژ ایجاد می‌شود. مایع خنک‌کننده مایع برای اتلاف گرما به داخل کانال اضافه می‌شود و مایع خنک‌کننده از طریق یک پمپ قدرت به گردش در می‌آید تا گرمای تولید شده در طول فرآیند شارژ را خارج کند.
بخش قدرت سیستم از خنک‌کننده مایع برای دفع گرما استفاده می‌کند و هیچ تبادل هوایی با محیط خارجی وجود ندارد، بنابراین می‌تواند به طراحی IP65 دست یابد. در عین حال، این سیستم از یک فن با حجم هوای زیاد برای دفع گرما با صدای کم و سازگاری بالا با محیط زیست استفاده می‌کند.
۲. مزایای سوپرشارژینگ با خنک‌کننده مایع چیست؟
مزایای سوپرشارژ خنک‌کننده مایع:
۱. جریان بیشتر و سرعت شارژ سریع. جریان خروجیشمع شارژتوسط سیم تفنگ شارژ محدود می‌شود. کابل مسی داخل سیم تفنگ شارژ، الکتریسیته را هدایت می‌کند و گرمای تولید شده توسط کابل متناسب با مقدار مربع جریان است. هرچه جریان شارژ بیشتر باشد، گرمای تولید شده توسط کابل نیز بیشتر است. باید کاهش یابد. برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد، سطح مقطع سیم باید افزایش یابد و البته سیم تفنگ سنگین‌تر خواهد شد. تفنگ شارژ استاندارد ملی ۲۵۰ آمپر فعلی معمولاً از کابل ۸۰ میلی‌متر مربع استفاده می‌کند. تفنگ شارژ در کل بسیار سنگین است و خم کردن آن آسان نیست. اگر می‌خواهید به شارژ جریان بیشتری دست یابید، می‌توانید از شارژ دو تفنگی نیز استفاده کنید، اما این فقط یک اقدام موقت در شرایط خاص است. راه حل نهایی برای شارژ جریان بالا فقط می‌تواند شارژ با تفنگ شارژ با خنک‌کننده مایع باشد.
کابل‌ها و لوله‌های آب درون تفنگ شارژ خنک‌شده با مایع وجود دارد. کابل تفنگ شارژ ۵۰۰A با مایع خنک‌شدهتفنگ شارژمعمولاً فقط 35 میلی‌متر مربع است و گرما توسط جریان مایع خنک‌کننده در لوله آب گرفته می‌شود. از آنجا که کابل نازک است، تفنگ شارژ خنک‌کننده مایع 30 تا 40 درصد سبک‌تر از یک تفنگ شارژ معمولی است. تفنگ شارژ خنک‌کننده مایع همچنین باید به یک واحد خنک‌کننده مجهز باشد که شامل یک مخزن آب، پمپ آب، رادیاتور و فن است. پمپ آب، مایع خنک‌کننده را به گردش در خط تفنگ هدایت می‌کند، گرما را به رادیاتور می‌آورد و سپس آن را توسط فن دفع می‌کند و در نتیجه به ظرفیت حمل بیشتری نسبت به تفنگ‌های شارژ معمولی با خنک‌کننده طبیعی دست می‌یابد.
۲. سیم تفنگ سبک‌تر است و تجهیزات شارژ نیز سبک هستند.
۳. گرمای کمتر، اتلاف حرارت سریع و ایمنی بالا. بدنه‌های شمع‌های شارژ معمولی و شمع‌های شارژ خنک‌شده با نیمه‌مایع برای اتلاف حرارت توسط هوا خنک می‌شوند. هوا از یک طرف وارد بدنه شمع می‌شود، گرمای اجزای الکتریکی و ماژول‌های یکسوکننده را دفع می‌کند و از طرف دیگر از بدنه شمع دفع می‌شود. هوا با گرد و غبار، اسپری نمک و بخار آب مخلوط شده و روی سطح دستگاه‌های داخلی جذب می‌شود که منجر به عایق‌بندی ضعیف سیستم، اتلاف حرارت ضعیف، راندمان شارژ پایین و کاهش عمر تجهیزات می‌شود. برای شمع‌های شارژ معمولی یا شمع‌های شارژ خنک‌شده با نیمه‌مایع، اتلاف حرارت و محافظت دو مفهوم متناقض هستند. اگر محافظت خوب باشد، طراحی اتلاف حرارت دشوار خواهد بود و اگر اتلاف حرارت خوب باشد، مقابله با محافظت دشوار خواهد بود.
شمع شارژ کاملاً خنک‌شده با مایع از یک ماژول شارژ خنک‌شده با مایع استفاده می‌کند. هیچ مجرای هوایی در جلو و عقب ماژول خنک‌شده با مایع وجود ندارد. این ماژول برای تبادل گرما با دنیای بیرون، به مایع خنک‌کننده‌ای که درون صفحه خنک‌شده با مایع در گردش است، متکی است. بنابراین، قسمت برق شمع شارژ می‌تواند کاملاً محصور شود تا اتلاف گرما کاهش یابد. رادیاتور خارجی است و گرما از طریق مایع خنک‌کننده داخل به رادیاتور منتقل می‌شود و هوای خارجی، گرما را از سطح رادیاتور دفع می‌کند. ماژول شارژ خنک‌شده با مایع و لوازم جانبی الکتریکی داخل شمع شارژ هیچ تماسی با محیط خارجی ندارند، بنابراین به درجه حفاظت IP65 و قابلیت اطمینان بالاتری دست می‌یابند.
۴. نویز شارژ کم و سطح حفاظت بالاتر. شمع‌های شارژ معمولی و شمع‌های شارژ نیمه مایع خنک‌شده دارای ماژول‌های شارژ داخلی خنک‌شده با هوا هستند. ماژول‌های خنک‌شده با هوا با چندین فن کوچک پرسرعت ساخته شده‌اند و نویز عملیاتی به بیش از ۶۵ دسی‌بل می‌رسد. همچنین فن‌های خنک‌کننده روی بدنه شمع شارژ وجود دارد. در حال حاضر، شمع‌های شارژ با استفاده از ماژول‌های خنک‌شده با هوا هنگام کار با قدرت کامل، نویز اساساً بالای ۷۰ دسی‌بل است. این نویز در طول روز تأثیر کمی دارد اما در شب بسیار آزاردهنده است. بنابراین، صدای بلند در ایستگاه‌های شارژ، بیشترین مشکل مورد شکایت اپراتورها است. در صورت شکایت، آنها باید مشکل را برطرف کنند. با این حال، هزینه‌های اصلاح بالا است و تأثیر آن بسیار محدود است. در نهایت، آنها باید برای کاهش نویز، قدرت را کاهش دهند.
شمع شارژ کاملاً خنک‌شده با مایع، معماری دفع حرارت دو چرخه‌ای را اتخاذ می‌کند. ماژول خنک‌کننده مایع داخلی برای هدایت گردش مایع خنک‌کننده به منظور دفع حرارت، به یک پمپ آب متکی است و گرمای تولید شده توسط ماژول را به رادیاتور پره منتقل می‌کند. دفع حرارت خارجی توسط فن‌های کم‌سرعت با حجم بالا یا تهویه مطبوع انجام می‌شود. گرما از دستگاه دفع می‌شود و صدای فن با سرعت کم و حجم هوای زیاد بسیار کمتر از صدای فن کوچک با سرعت بالاتر است. شمع‌های فوق شارژ کاملاً خنک‌شده با مایع همچنین می‌توانند از طراحی دفع حرارت تقسیم‌شده استفاده کنند. مشابه یک تهویه مطبوع تقسیم‌شده، واحد دفع حرارت دور از جمعیت قرار می‌گیرد و حتی می‌تواند تبادل حرارت را با استخرها و فواره‌ها انجام دهد تا به دفع حرارت بهتر و کاهش هزینه‌ها و سر و صدا دست یابد.
۵. هزینه تمام‌شده پایین
هزینه تجهیزات شارژ در ایستگاه‌های شارژ باید از هزینه کل چرخه عمر (TCO) شمع شارژ در نظر گرفته شود. عمر شمع‌های شارژ سنتی با استفاده از ماژول‌های شارژ با خنک‌کننده هوا معمولاً از 5 سال تجاوز نمی‌کند، اما دوره اجاره فعلی برای عملیات ایستگاه شارژ 8 تا 10 سال است، به این معنی که تجهیزات شارژ حداقل یک بار در طول چرخه عملیاتی ایستگاه نیاز به تعویض دارند. از سوی دیگر، عمر مفید شمع‌های شارژ کاملاً خنک‌شده با مایع حداقل 10 سال است که می‌تواند کل چرخه عمر ایستگاه را پوشش دهد. در عین حال، در مقایسه با شمع‌های شارژ با استفاده از ماژول‌های خنک‌شده با هوا که نیاز به باز شدن مکرر کابینت، حذف گرد و غبار، نگهداری و سایر عملیات دارند، شمع‌های شارژ کاملاً خنک‌شده با مایع فقط پس از تجمع گرد و غبار در رادیاتور خارجی نیاز به شستشو دارند و این امر نگهداری را ساده می‌کند.
هزینه تمام‌شده (TCO) یک سیستم شارژ کاملاً خنک‌شده با مایع، کمتر از یک سیستم شارژ سنتی با استفاده از ماژول‌های شارژ خنک‌شده با هوا است و با کاربرد گسترده و انبوه سیستم‌های کاملاً خنک‌شده با مایع، مزیت مقرون‌به‌صرفه بودن آن آشکارتر خواهد شد.
۰۳. وضعیت بازار خنک‌کننده‌های مایع با قابلیت شارژ سریع
طبق آخرین داده‌های اتحادیه شارژ چین، در فوریه ۲۰۲۳، ۳۱۰۰۰ ایستگاه شارژ عمومی بیشتر از ژانویه ۲۰۲۳ وجود داشته است که افزایشی ۵۴.۱ درصدی نسبت به سال گذشته در فوریه را نشان می‌دهد. تا فوریه ۲۰۲۳، واحدهای عضو این اتحادیه در مجموع ۱.۸۶۹ میلیون ایستگاه شارژ عمومی، از جمله ۷۹۶۰۰۰ ایستگاه، را گزارش کرده‌اند.شمع‌های شارژ DCو ۱.۰۷۲ میلیونشمع‌های شارژ AC.
در واقع، با افزایش نرخ نفوذ خودروهای انرژی نو و توسعه سریع امکانات پشتیبانی مانند شمع‌های شارژ، فناوری جدید سوپرشارژ با خنک‌کننده مایع به محور رقابت در صنعت تبدیل شده است. بسیاری از شرکت‌های خودروسازی انرژی نو و شرکت‌های شمع نیز شروع به انجام تحقیق و توسعه فناوری و طراحی شارژ بیش از حد کرده‌اند.
تسلا اولین شرکت خودروسازی در این صنعت است که شمع‌های سوپرشارژ خنک‌شونده با مایع را به صورت دسته‌ای مستقر کرده است. در حال حاضر، این شرکت بیش از ۱۵۰۰ ایستگاه سوپرشارژ در چین با مجموع ۱۰۰۰۰ شمع سوپرشارژ مستقر کرده است. سوپرشارژر تسلا V3 از طراحی کاملاً خنک‌شونده با مایع، یک ماژول شارژ خنک‌شونده با مایع و یک تفنگ شارژ خنک‌شونده با مایع بهره می‌برد. یک تفنگ می‌تواند تا ۲۵۰ کیلووات/۶۰۰ آمپر شارژ کند که می‌تواند برد پیمایش را در ۱۵ دقیقه ۲۵۰ کیلومتر افزایش دهد. مدل V4 قرار است به صورت دسته‌ای مستقر شود. شمع شارژ همچنین قدرت شارژ را به ۳۵۰ کیلووات در هر تفنگ افزایش می‌دهد.
متعاقباً، پورشه تایکان برای اولین بار در جهان معماری الکتریکی ولتاژ بالای ۸۰۰ ولت را راه‌اندازی کرد و از شارژ سریع با قدرت بالا ۳۵۰ کیلووات پشتیبانی می‌کند؛ نسخه محدود جهانی Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 دارای جریان تا ۶۰۰ آمپر، ولتاژ تا ۸۰۰ ولت و قدرت شارژ اوج ۴۸۰ کیلووات است؛ GAC AION V با ولتاژ اوج تا ۱۰۰۰ ولت، جریان تا ۶۰۰ آمپر و قدرت شارژ اوج ۴۸۰ کیلووات؛ Xiaopeng G9، یک خودروی تولید انبوه با پلتفرم ولتاژ سیلیکون کاربید ۸۰۰ ولت، مناسب برای شارژ فوق سریع ۴۸۰ کیلووات؛
۴. روند آینده‌ی سوپرشارژینگ با خنک‌کننده‌ی مایع چیست؟
حوزه شارژ بیش از حد با خنک‌کننده مایع در مراحل ابتدایی خود است و پتانسیل بالایی دارد و چشم‌انداز توسعه گسترده‌ای را ارائه می‌دهد. خنک‌کننده مایع یک راه‌حل عالی برای شارژ با توان بالا است. هیچ مشکل فنی در طراحی و تولید منابع تغذیه شمعی شارژ با توان بالا در داخل و خارج از کشور وجود ندارد. لازم است مشکل اتصال کابل از منبع تغذیه شمعی شارژ با توان بالا به تفنگ شارژ حل شود.
با این حال، نرخ نفوذ پیل‌های سوپرشارژر خنک‌شونده با مایع پرقدرت در کشور من هنوز پایین است. دلیل این امر هزینه نسبتاً بالای تفنگ‌های شارژ خنک‌شونده با مایع است و پیل‌های شارژ سریع در سال 2025 بازاری به ارزش صدها میلیارد دلار را به وجود خواهند آورد. طبق اطلاعات عمومی، میانگین قیمت پیل‌های شارژ حدود 0.4 یوان در هر وات است. تخمین زده می‌شود که قیمت یک پیل شارژ سریع 240 کیلوواتی حدود 96000 یوان باشد. با توجه به قیمت کابل تفنگ شارژ خنک‌شونده با مایع در کنفرانس مطبوعاتی CHINAEVSE که 20000 یوان در هر مجموعه است، هزینه تفنگ شارژ خنک‌شونده با مایع تخمین زده می‌شود. این وسیله که تقریباً 21٪ از هزینه پیل‌های شارژ را تشکیل می‌دهد، پس از ماژول‌های شارژ، به گران‌ترین قطعه تبدیل می‌شود. انتظار می‌رود با افزایش تعداد مدل‌های شارژ سریع با انرژی جدید، فضای بازار برای پیل‌های شارژ پرقدرت افزایش یابد.شمع‌های شارژ سریعدر کشور من تقریباً ۱۳۳.۴ میلیارد یوان در سال ۲۰۲۵ خواهد بود.
در آینده، فناوری شارژ فوق‌العاده خنک‌کننده مایع به سرعت بخشیدن به نفوذ ادامه خواهد داد.
توسعه و طرح‌ریزی فناوری شارژ بیش از حد با خنک‌کننده مایع پرقدرت هنوز راه درازی در پیش دارد. این امر مستلزم همکاری شرکت‌های خودروسازی، شرکت‌های باتری، شرکت‌های شمع‌سازی و سایر طرف‌ها است. تنها از این طریق می‌توانیم از توسعه صنعت خودروهای برقی چین بهتر حمایت کنیم، شارژ منظم و V2G را بیشتر ترویج دهیم، به صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، توسعه کم‌کربن و سبز کمک کنیم و تحقق هدف استراتژیک "کربن مضاعف" را تسریع بخشیم.
زمان ارسال: 4 مارس 2024