«Én kilometer per sekund og en rekkevidde på 200 kilometer etter 5 minutters lading.» Den 27. februar, på Huawei China Digital Energy Partner Conference i 2024, lanserte Huawei Digital Energy Technology Co., Ltd. (heretter referert til som «Huawei Digital Energy») en fullstendig væskekjølt superladestasjon. Kampanjeplanen for superladestasjoner hevder å «gjøre ladeopplevelsen for påfylling til virkelighet». I følge planen vil Huawei Digital Energy bygge mer enn 100 000 Huawei fullstendig væskekjølte superladere i mer enn 340 byer og større motorveier over hele landet i 2024 for å skape «ett nettverk for byer», «ett nettverk for høye hastigheter» og «ett strømnett». «Vennlig» ladenettverk. Faktisk lanserte Huawei et fullstendig væskekjølt superladeprodukt allerede i oktober i fjor, og har fullført utformingen av flere demonstrasjonssteder så langt.
Tilfeldigvis annonserte NIO offisielt på slutten av fjoråret at de lanserte en ny 640 kW helvæskekjølt ultrahurtigladestabilisator. Den ultrahurtige ladestabilisatoren er utstyrt med en væskekjølt ladepistol som bare veier 2,4 kilogram og vil bli offisielt lansert allerede i april i år. Frem til nå har mange kalt 2024 året for eksplosjonen av helvæskekjølte kompressorer. Når det gjelder denne nye tingen, tror jeg alle fortsatt har mange spørsmål: Hva er egentlig væskekjølt overlading? Hva er dens unike fordeler? Vil væskekjøling bli den vanlige utviklingsretningen for kompressorlading i fremtiden?
01
Mer effektiv og raskere lading
«Så langt finnes det ingen enhetlig standarddefinisjon for den såkalte fullstendig væskekjølte kompressoren», fortalte Wei Dong, ingeniør ved Microelectronics Technology Laboratory ved Xi'an University of Technology, til en reporter fra China Automotive News. Enkelt forklart er fullstendig væskekjølte kompressorer en teknologi som bruker væskesirkulasjon for raskt å fjerne varmen som genereres under ladeprosessen av viktige komponenter som lademoduler, kabler og ladepistolhoder. Den bruker en dedikert kraftpumpe for å drive kjølevæskestrømmen, og dermed avlede varme og la ladeutstyret opprettholde effektiv drift. Kjølevæsken i fullstendig væskekjølte kompressorer er ikke vanlig vann, men inneholder for det meste etylenglykol, vann, tilsetningsstoffer og andre stoffer. Når det gjelder andelen, er det den tekniske hemmeligheten til hvert selskap. Kjølevæske kan ikke bare forbedre væskens stabilitet og kjøleeffekt, men også redusere korrosjon og skade på utstyret. Du må vite at varmeavledningsmetoden i stor grad påvirker ytelsen til ladeutstyret. I følge teoretiske beregninger er det nåværende varmetapet til generelle høyeffekts DC-hurtigladepæler omtrent 5 %. Uten god varmespredning vil det ikke bare akselerere aldringen av utstyret, men også føre til en høy feilrate for ladeutstyr.
Det er nettopp med støtte fra full væskekjølende varmespredningsteknologi at effekten til full væskekjølende superladestabler er mye høyere enn for konvensjonelle hurtigladestabler. For eksempel har Huaweis væskekjølte superladestabler en maksimal effekt på 600 kW, slik at brukerne kan nyte en ekstremt rask ladeopplevelse med «en kopp kaffe og en full lading». «Selv om strømmen og effekten til full væskekjølte superladere er forskjellige for tiden, er de alle kraftigere enn konvensjonelle hurtigladere og superladere.» Zeng Xin, professor ved University of Science and Technology Beijing, fortalte en reporter fra China Automotive News: «For tiden er effekten til vanlige hurtigladestabler vanligvis rundt 120 kW, og konvensjonelle superladestabler er rundt 300 kW. Effekten til full væskekjølte superladestabler fra Huawei og NIO kan nå opptil 600 kW. I tillegg har Huaweis full væskekjølte superladestabler også intelligent identifisering og adaptive justeringsfunksjoner. Den kan automatisk justere utgangseffekten og strømmen i henhold til hastighetskravene til batteripakkene til forskjellige modeller, og oppnå en suksessrate på opptil 99 % ved enkeltlading.
«Oppvarmingen av fullstendig væskekjølte kompressorladede peler har også drevet utviklingen av hele industrikjeden.» Ifølge Hu Fenglin, forsker ved New Energy Innovation Technology Center ved Shenzhen Institute of Advanced Technology, kan komponentene som kreves for fullstendig væskekjølte kompressorladede peler grovt sett deles inn i komponenter til overladingsutstyr, generelle strukturelle komponenter, høyspennings hurtigladematerialer og andre komponenter, inkludert intelligente sensorkomponenter, silisiumkarbidbrikker, kraftpumper, kjølevæsker, samt fullstendig væskekjølte moduler, fullstendig væskekjølte ladepistoler og ladeapparater. De fleste av dem har strengere ytelseskrav og høyere kostnader enn komponentene som brukes i konvensjonelle ladepeler.
02
Brukervennlig, lengre levetid
Sammenlignet med vanlige ladestabler og konvensjonelle hurtigladestabler/superladestabler, lader ikke bare helvæskekjølte superladestabler raskere, men har også mange fordeler. «Ladepistolen til Huaweis helvæskekjølte superlader er veldig lett, og selv kvinnelige bileiere med liten styrke kan enkelt bruke den, i motsetning til tidligere ladepistoler som var klumpete,» sa Zhou Xiang, en elbileier i Chongqing.
«Anvendelsen av en rekke nye teknologier, nye materialer og nye konsepter gir fordeler for fullstendig væskekjølte kompressorhauger som konvensjonelle kompressorhauger ikke kunne matche tidligere.» Hu Fenglin sa at for fullstendig væskekjølte kompressorhauger er strømmen og effekten større, noe som betyr raskere lading. Normalt er oppvarmingen av ladekabelen proporsjonal med kvadratet av strømmen. Jo større ladestrømmen er, desto større er oppvarmingen av kabelen. For å redusere mengden varme som genereres av kabelen og unngå overoppheting, må tverrsnittsarealet til ledningen økes, noe som betyr at ladepistolen og ladekabelen er tyngre. Den fullstendig væskekjølte kompressoren løser varmeavledningsproblemet og bruker kabler med mindre tverrsnittsarealer for å sikre overføring av større strømmer. Derfor er kablene til fullstendig væskekjølte kompressorhauger tynnere og lettere enn kablene til konvensjonelle kompressorhauger, og ladepistolene er også lettere. For eksempel veier ladepistolen til NIOs fullstendig væskekjølte kompressorhauger bare 2,4 kilo, noe som er mye lettere enn konvensjonelle ladepiler. Luven er mye lettere og gir en bedre brukeropplevelse, spesielt for kvinnelige bileiere, som er mer praktisk å bruke.
«Fordelen med fullstendig væskekjølte kompressorhauger er at de er tryggere.» Wei Dong sa at tidligere brukte de fleste ladehauger naturlig kjøling, luftkjøling og andre metoder, som krevde ventilasjonshull i relevante deler av ladehaugen, noe som uunngåelig resulterte i at luft blandet med støv, til og med fine metallpartikler, saltspray og vanndamp kommer inn i ladehaugen og absorberes på overflaten av elektriske komponenter, noe som fører til problemer som redusert systemisolasjonsytelse, dårlig varmespredning, redusert ladeeffektivitet og forkortet levetid for utstyr. I motsetning til dette kan metoden med fullstendig væskekjøling oppnå full dekning, forbedre isolasjon og sikkerhet, og gjøre det mulig for ladehaugen å nå et høyere nivå av støvtett og vanntett ytelse rundt den internasjonale elektriske standarden IP65, med høyere pålitelighet. Etter at man har forlatt den luftkjølte multiviftedesignen, har driftsstøyen fra den fullstendig væskekjølte kompressorhaugen blitt betydelig redusert, fra 70 desibel ved den luftkjølte ladehaugen til omtrent 30 desibel, som er nær en hvisking, og dermed har man unngått behovet for hurtiglading i boligområder tidligere. Det var en pinlig situasjon med klager på grunn av høy støy om natten.
Lavere driftskostnader og kortere gjenopprettingssykluser er også en av fordelene med fullstendig væskekjølte kompressorladede peler. Zeng Xin sa at de tradisjonelle luftkjølte ladepelene vanligvis har en levetid på ikke mer enn 5 år, men nåværende leieperioder for ladestasjonsdrift er stort sett 8 til 10 år, noe som betyr at det kreves minst reinvestering i løpet av stasjonens driftssyklus. Bytt ut den primære ladeenheten. Levetiden til fullstendig væskekjølte ladepeler er vanligvis mer enn 10 år. For eksempel er den designmessige levetiden til Huaweis fullstendig væskekjølte kompressorladepeler mer enn 15 år, noe som kan dekke hele stasjonens livssyklus. Sammenlignet med ladepeler som bruker luftkjølte moduler som krever hyppig åpning av skap for støvfjerning og vedlikehold, trenger fullstendig væskekjølte ladepeler dessuten bare å spyles etter at støv har samlet seg i den eksterne radiatoren, noe som gjør vedlikeholdet enkelt.
Samlet sett er livssykluskostnaden for en fullstendig væskekjølt kompressor lavere enn for tradisjonelt luftkjølt ladeutstyr. Med bruken og markedsføringen av fullstendig væskekjølte kompressorpæler vil dens omfattende kostnadseffektive fordeler bli mer og mer åpenbare.
03
Markedet har lyse utsikter, og konkurransen skjerpes
Faktisk, med den kontinuerlige økningen i penetrasjonsraten for nye energikjøretøyer og den raske utviklingen av støttende infrastruktur som ladepæler, har fullstendig væskekjølte kompressorladepæler blitt fokus for konkurranse i bransjen. Mange nye energikjøretøyselskaper, ladepælselskaper, teknologiselskaper osv. har startet teknologisk forskning og utvikling samt utforming av fullstendig væskekjølte kompressorladepæler.
Tesla er det første bilselskapet i bransjen som distribuerer væskekjølte kompressorhauger i omganger. V3-kompressorhaugene deres har en fullstendig væskekjølt design, væskekjølte lademoduler og væskekjølte ladekanoner. Maksimal ladeeffekt for en enkelt kanon er 250 kW. Det rapporteres at Tesla gradvis har distribuert nye V4 fullstendig væskekjølte kompressorstasjoner over hele verden siden i fjor. Asias første V4-kompressorstasjon ble lansert i Hong Kong, Kina, i oktober i fjor, og vil snart komme inn på fastlandsmarkedet. Det rapporteres at den teoretiske maksimale ladeeffekten for denne ladehaugen er 615 kW, noe som tilsvarer ytelsen til Huawei og NIOs fullstendig væskekjølte kompressorhauger. Det ser ut til at markedskonkurransen om fullstendig væskekjølte ladehauger stille har begynt.
«Generelt sett har fullstendig væskekjølte kompressorer høyeffektsladekapasitet, og ladeeffektiviteten er betraktelig forbedret, noe som effektivt kan lindre brukernes ladeangst.» I et intervju med en reporter fra China Automotive News sa han imidlertid at nåværende fullstendig væskekjølte kompressorer har begrenset bruksområde, noe som resulterer i høyere kostnader. Dessuten, siden høyeffektslading krever optimalisering av batterisikkerhetsstyring og økning av kjøretøyets spenningsplattform, vil kostnadene også øke med 15 % til 20 %. Samlet sett krever utviklingen av høyeffektsladeteknologi omfattende vurdering av faktorer som kjøretøysikkerhetsstyring, uavhengig kontrollerbarhet av høyspenningsenheter og kostnader. Dette er en trinnvis prosess.
«Den høyere kostnaden for væskekjølte kompressorhauger er en av de praktiske hindringene som hindrer storstilt markedsføring.» Hu Fenglin sa at den nåværende kostnaden for hver Huawei-kompressorhaug er omtrent 600 000 yuan. På dette stadiet er det nesten vanskelig å konkurrere med små og mellomstore bedrifter som generelt driver med ladevirksomhet. Men på lang sikt, med utvidelse av bruksområder og reduksjon av kostnader, vil de mange fordelene med fullstendig væskekjølte kompressorhauger gradvis bli fremtredende. Den rigide etterspørselen fra brukere og markedet etter sikker, høyhastighets og rask lading vil gi større rom for utvikling av fullstendig væskekjølte kompressorhauger.
En fersk forskningsrapport utgitt av CICC påpekte at overlading av væskekjøling driver oppgraderingen av industrikjeden, og det forventes at den innenlandske markedsstørrelsen vil nå nesten 9 milliarder yuan i 2026. Drevet av bilselskaper, energiselskaper osv., forventes det i utgangspunktet at antallet innenlandske væskekjølte kompressorstasjoner vil nå 45 000 i 2026.
Zeng Xin påpekte også at det i 2021 vil være færre enn 10 modeller på hjemmemarkedet som støtter overlading; i 2023 vil det være mer enn 140 modeller som støtter overlading, og det vil bli flere i fremtiden. Dette er ikke bare en realistisk refleksjon av det akselererte tempoet i folks arbeid og liv når det gjelder å fylle på energi til nye energikjøretøy, men gjenspeiler også utviklingstrenden i markedsetterspørselen. På grunn av dette er utviklingsutsiktene for fullstendig væskekjølte superladehauger så lovende.
Publisert: 15. mars 2024