01.Was ist „Flüssigkeitskühlungs-Super-Charging“?
Funktionsprinzip:
Beim flüssigkeitsgekühlten Super-Laden wird zwischen Kabel und Ladepistole ein spezieller Flüssigkeitszirkulationskanal eingerichtet. In den Kanal wird flüssiges Kühlmittel zur Wärmeableitung eingefüllt und durch eine Kraftpumpe zirkuliert, um die beim Ladevorgang entstehende Wärme abzuleiten.
Der Leistungsteil des Systems nutzt Flüssigkeitskühlung zur Wärmeableitung. Da kein Luftaustausch mit der Umgebung stattfindet, kann ein IP65-Design erreicht werden. Gleichzeitig nutzt das System einen Lüfter mit großem Luftvolumen, um die Wärme geräuscharm und umweltfreundlich abzuleiten.
02.Welche Vorteile bietet die Superaufladung mit Flüssigkeitskühlung?
Vorteile der Flüssigkeitskühlung mit Super-Charging:
1. Größerer Strom und schnelle Ladegeschwindigkeit. Der Ausgangsstrom desLadestapelwird durch das Kabel der Ladepistole begrenzt. Das Kupferkabel im Inneren des Kabels leitet Strom, und die vom Kabel erzeugte Wärme ist proportional zum Quadrat des Stroms. Je höher der Ladestrom, desto größer die vom Kabel erzeugte Wärme. Diese muss reduziert werden. Um eine Überhitzung zu vermeiden, muss der Kabelquerschnitt vergrößert werden, wodurch das Pistolenkabel natürlich schwerer wird. Die derzeitige nationale Standard-Ladepistole von 250 A verwendet üblicherweise ein 80 mm² großes Kabel. Die Ladepistole ist insgesamt sehr schwer und lässt sich nicht leicht biegen. Wenn Sie mit höherem Strom laden möchten, können Sie auch eine Doppelpistole verwenden, was jedoch nur in bestimmten Situationen eine Notlösung ist. Die endgültige Lösung für das Laden mit hohen Strömen kann nur das Laden mit einer flüssigkeitsgekühlten Ladepistole sein.
In der flüssigkeitsgekühlten Ladepistole befinden sich Kabel und Wasserleitungen. Das Kabel der 500A flüssigkeitsgekühltenLadepistoleDer Querschnitt beträgt in der Regel nur 35 mm², und die Wärme wird durch den Kühlmittelfluss in der Wasserleitung abgeführt. Aufgrund des dünnen Kabels ist die flüssigkeitsgekühlte Ladepistole 30 bis 40 % leichter als eine herkömmliche Ladepistole. Die flüssigkeitsgekühlte Ladepistole muss außerdem mit einer Kühleinheit ausgestattet sein, die aus Wassertank, Wasserpumpe, Kühler und Lüfter besteht. Die Wasserpumpe lässt das Kühlmittel in der Pistolenleitung zirkulieren, wodurch die Wärme zum Kühler geleitet und anschließend vom Lüfter abgeführt wird. Dadurch wird eine höhere Förderleistung als bei herkömmlichen, natürlich gekühlten Ladepistolen erreicht.
2. Das Pistolenkabel ist leichter und die Ladeausrüstung ist leicht.
3. Weniger Wärme, schnelle Wärmeableitung und hohe Sicherheit. Die Säulenkörper konventioneller und halbflüssig gekühlter Ladesäulen sind zur Wärmeableitung luftgekühlt. Die Luft tritt von einer Seite in die Säule ein, leitet die Wärme der elektrischen Komponenten und Gleichrichtermodule ab und wird auf der anderen Seite wieder abgeleitet. Die Luft vermischt sich mit Staub, Salznebel und Wasserdampf und lagert sich an der Oberfläche der internen Geräte ab. Dies führt zu einer schlechten Systemisolierung, schlechter Wärmeableitung, geringer Ladeeffizienz und verkürzter Gerätelebensdauer. Bei konventionellen und halbflüssig gekühlten Ladesäulen sind Wärmeableitung und Schutz zwei widersprüchliche Konzepte. Bei gutem Schutz ist die Wärmeableitung schwierig zu konstruieren, und bei guter Wärmeableitung ist der Schutz schwierig zu handhaben.
Die vollständig flüssigkeitsgekühlte Ladesäule verwendet ein flüssigkeitsgekühltes Lademodul. An Vorder- und Rückseite des flüssigkeitsgekühlten Moduls befinden sich keine Luftkanäle. Das Modul nutzt das in der flüssigkeitsgekühlten Platte zirkulierende Kühlmittel, um Wärme mit der Außenwelt auszutauschen. Daher kann der Leistungsteil der Ladesäule vollständig umschlossen werden, um die Wärmeableitung zu reduzieren. Der Kühler befindet sich außen, und die Wärme wird durch das Kühlmittel im Inneren zum Kühler geleitet, während die Außenluft die Wärme an der Kühleroberfläche ableitet. Das flüssigkeitsgekühlte Lademodul und die elektrischen Zubehörteile in der Ladesäule haben keinen Kontakt mit der Außenumgebung und erreichen so IP65-Schutz und höhere Zuverlässigkeit.
4. Leiser Ladebetrieb und höhere Sicherheit. Herkömmliche und halbflüssig gekühlte Ladestationen verfügen über integrierte luftgekühlte Lademodule. Die luftgekühlten Module sind mit mehreren kleinen Hochgeschwindigkeitslüftern ausgestattet, deren Betriebsgeräusch mehr als 65 dB beträgt. Die Ladestation selbst ist mit Kühllüftern ausgestattet. Bei voller Leistung liegt der Geräuschpegel von Ladestationen mit luftgekühlten Modulen derzeit bei über 70 dB. Tagsüber ist dies kaum störend, nachts jedoch sehr störend. Daher ist der hohe Lärmpegel an Ladestationen das am häufigsten bemängelte Problem für die Betreiber. Im Falle einer Beschwerde müssen sie das Problem beheben. Die Kosten hierfür sind jedoch hoch und die Wirkung sehr begrenzt. Letztendlich müssen sie die Leistung drosseln, um den Lärm zu verringern.
Die vollständig flüssigkeitsgekühlte Ladesäule verfügt über eine Zweikreis-Wärmeableitung. Das interne Flüssigkeitskühlmodul nutzt eine Wasserpumpe, um den Kühlmittelkreislauf zur Wärmeableitung anzutreiben und die vom Modul erzeugte Wärme an den Lamellenkühler zu übertragen. Die externe Wärmeableitung erfolgt über langsam laufende, volumenstarke Lüfter oder Klimaanlagen. Die Wärme wird vom Gerät abgeleitet, und die Geräuschentwicklung eines langsam laufenden Lüfters mit großem Luftvolumen ist deutlich geringer als die eines kleinen Lüfters mit höherer Geschwindigkeit. Vollständig flüssigkeitsgekühlte Supercharger-Säulen können auch mit einem geteilten Wärmeableitungsdesign ausgestattet werden. Ähnlich wie bei einer Split-Klimaanlage wird die Wärmeableitungseinheit abseits der Masse platziert und kann sogar einen Wärmeaustausch mit Pools und Springbrunnen durchführen, um eine bessere Wärmeableitung und geringere Kosten zu erreichen.
5. Niedrige Gesamtbetriebskosten
Die Kosten für Ladegeräte an Ladestationen müssen im Hinblick auf die Gesamtbetriebskosten (TCO) der Ladesäule berücksichtigt werden. Die Lebensdauer herkömmlicher Ladesäulen mit luftgekühlten Lademodulen beträgt in der Regel nicht mehr als fünf Jahre. Die aktuelle Mietdauer für Ladesäulen beträgt jedoch acht bis zehn Jahre. Das bedeutet, dass die Ladegeräte während des Betriebszyklus der Station mindestens einmal ausgetauscht werden müssen. Vollständig flüssigkeitsgekühlte Ladesäulen hingegen haben eine Lebensdauer von mindestens zehn Jahren und decken damit die gesamte Lebensdauer der Station ab. Im Vergleich zu Ladesäulen mit luftgekühlten Modulen, die häufiges Öffnen des Gehäuses, Entstauben, Warten und andere Arbeiten erfordern, müssen vollständig flüssigkeitsgekühlte Ladesäulen lediglich gespült werden, wenn sich Staub im externen Kühler angesammelt hat. Dies vereinfacht die Wartung.
Die Gesamtbetriebskosten eines vollständig flüssigkeitsgekühlten Ladesystems sind niedriger als die eines herkömmlichen Ladesystems mit luftgekühlten Lademodulen. Mit der zunehmenden Verbreitung vollständig flüssigkeitsgekühlter Systeme wird der Kostenvorteil noch deutlicher.
03. Marktstatus der Flüssigkeitskühlungs-Superaufladung
Nach den neuesten Daten der China Charging Alliance gab es im Februar 2023 31.000 mehr öffentliche Ladestationen als im Januar 2023, was einem Anstieg von 54,1 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Bis Februar 2023 meldeten die Mitgliedsorganisationen der Allianz insgesamt 1,869 Millionen öffentliche Ladestationen, darunter 796.000DC-Ladesäulenund 1,072 MillionenAC-Ladesäulen.
Da die Verbreitung von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben weiter zunimmt und unterstützende Einrichtungen wie Ladesäulen schnell entwickelt werden, ist die neue Technologie der flüssigkeitsgekühlten Aufladung in den Mittelpunkt des Wettbewerbs in der Branche gerückt. Viele Unternehmen, die Fahrzeuge mit alternativen Antrieben und Ladesäulen herstellen, haben zudem mit der Forschung und Entwicklung sowie dem Entwurf von Aufladelösungen begonnen.
Tesla ist der erste Automobilhersteller der Branche, der flüssigkeitsgekühlte Ladesäulen serienmäßig einsetzt. Aktuell sind in China über 1.500 Ladestationen mit insgesamt 10.000 Ladesäulen im Einsatz. Der Tesla V3-Kompressor ist vollständig flüssigkeitsgekühlt und verfügt über ein flüssigkeitsgekühltes Lademodul und eine flüssigkeitsgekühlte Ladepistole. Eine einzelne Pistole kann bis zu 250 kW/600 A laden, wodurch sich die Reichweite in 15 Minuten um 250 Kilometer erhöht. Das V4-Modell wird demnächst serienmäßig eingesetzt. Die Ladesäule erhöht die Ladeleistung ebenfalls auf 350 kW pro Pistole.
Anschließend führte der Porsche Taycan als weltweit erster die 800-V-Hochspannungs-Elektroarchitektur ein und unterstützt 350-kW-Hochleistungs-Schnellladen; die globale limitierte Edition des Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 hat 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 in Serie produziertes Auto mit einer 800-V-Siliziumkarbid-Spannungsplattform, geeignet für 480-kW-Ultra-Schnellladen;
04. Was ist der zukünftige Trend bei der Flüssigkeitskühlung mit Super-Charging?
Das Gebiet der Flüssigkeitskühlung für Überladung steckt noch in den Kinderschuhen und bietet großes Potenzial und breite Entwicklungsperspektiven. Flüssigkeitskühlung ist eine hervorragende Lösung für das Laden mit hoher Leistung. Die Entwicklung und Produktion von Hochleistungs-Ladesäulen-Netzteilen im In- und Ausland ist technisch problemlos. Die Kabelverbindung vom Hochleistungs-Ladesäulen-Netzteil zur Ladepistole muss gelöst werden.
Die Verbreitung von flüssigkeitsgekühlten Hochleistungs-Ladesäulen in China ist jedoch noch gering. Dies liegt an den relativ hohen Kosten für flüssigkeitsgekühlte Ladesäulen, während Schnellladesäulen bis 2025 einen Markt von mehreren Hundert Milliarden eröffnen werden. Laut offiziellen Angaben liegt der Durchschnittspreis für Ladesäulen bei etwa 0,4 Yuan/W. Eine 240-kW-Schnellladesäule kostet schätzungsweise 96.000 Yuan. Laut dem Preis für das flüssigkeitsgekühlte Ladesäulenkabel auf der CHINAEVSE-Pressekonferenz, der bei 20.000 Yuan/Set liegt, werden die Kosten für die flüssigkeitsgekühlte Ladesäule geschätzt. Mit etwa 21 % der Kosten von Ladesäulen ist sie nach den Lademodulen die teuerste Komponente. Es wird erwartet, dass mit der zunehmenden Anzahl neuer Schnelllademodelle der Markt für Hochleistungs-Schnellladesäulenin meinem Land werden es im Jahr 2025 etwa 133,4 Milliarden Yuan sein.
In Zukunft wird sich die Super-Charging-Technologie mit Flüssigkeitskühlung weiter durchsetzen.
Die Entwicklung und Auslegung der leistungsstarken, flüssigkeitsgekühlten Überladetechnologie ist noch weit entfernt. Dies erfordert die Zusammenarbeit von Automobilherstellern, Batterieherstellern, Ladesäulenherstellern und anderen Akteuren. Nur so können wir die Entwicklung der chinesischen Elektrofahrzeugindustrie besser unterstützen, geordnetes Laden und V2G weiter fördern, Energieeinsparungen und Emissionsreduzierung fördern, eine kohlenstoffarme und umweltfreundliche Entwicklung vorantreiben und die Verwirklichung des strategischen Ziels „Double Carbon“ beschleunigen.
Beitragszeit: 04.03.2024