01. מהי "טעינת-על של קירור נוזלי"?
עקרון עבודה:
טעינת-על מקוררת נוזלים נועדה ליצור תעלת זרימת נוזלים מיוחדת בין הכבל לאקדח הטעינה. נוזל קירור לפיזור חום נוסף לתעלה, והנוזל מופץ דרך משאבה חשמלית כדי להוציא את החום שנוצר במהלך תהליך הטעינה.
חלק החשמל של המערכת משתמש בקירור נוזלי לפיזור חום, ואין חילופי אוויר עם הסביבה החיצונית, כך שהיא יכולה להשיג עיצוב IP65. במקביל, המערכת משתמשת במאוורר בעל נפח אוויר גדול כדי לפזר חום עם רעש נמוך וידידותיות לסביבה גבוהה.
02. מהם היתרונות של טעינת-על עם קירור נוזלי?
יתרונות של טעינת-על של קירור נוזלי:
1. זרם גדול יותר ומהירות טעינה מהירה. זרם המוצא של ה-ערימת טעינהמוגבל על ידי חוט אקדח הטעינה. כבל הנחושת בתוך חוט אקדח הטעינה מוליך חשמל, והחום הנוצר על ידי הכבל פרופורציונלי לערך הריבועי של הזרם. ככל שזרם הטעינה גדול יותר, כך החום הנוצר על ידי הכבל גדול יותר. יש להפחית אותו. כדי למנוע התחממות יתר, יש להגדיל את שטח החתך של החוט, וכמובן שחוט האקדח יהיה כבד יותר. אקדח הטעינה הנוכחי בתקן הלאומי של 250A משתמש בדרך כלל בכבל של 80 מ"מ רבוע. אקדח הטעינה כבד מאוד בכללותו ואינו קל לכופף אותו. אם ברצונך להשיג טעינה בזרם גדול יותר, ניתן גם להשתמש בטעינה כפולה, אך זהו רק אמצעי זמני במצבים ספציפיים. הפתרון הסופי לטעינה בזרם גבוה יכול להיות טעינה רק באמצעות אקדח טעינה מקורר נוזל.
ישנם כבלים וצינורות מים בתוך אקדח הטעינה המקורר בנוזל. הכבל של אקדח הטעינה המקורר בנוזל 500Aאקדח טעינההוא בדרך כלל רק 35 מ"מ רבוע, והחום נלקח על ידי זרימת נוזל הקירור בצינור המים. מכיוון שהכבל דק, אקדח הטעינה המקורר בנוזל קל יותר ב-30% עד 40% מאקדח טעינה קונבנציונלי. אקדח הטעינה המקורר בנוזל צריך להיות מצויד גם ביחידת קירור, המורכבת ממיכל מים, משאבת מים, רדיאטור ומאוורר. משאבת המים מניעה את נוזל הקירור להסתובב בקו האקדח, מביאה את החום לרדיאטור, ולאחר מכן נושבת אותו על ידי המאוורר, ובכך משיגה כושר נשיאה גדול יותר מאשר אקדחי טעינה קונבנציונליים המקוררים באופן טבעי.
2. כבל האקדח קל יותר וציוד הטעינה קל משקל.
3. פחות חום, פיזור חום מהיר ובטיחות גבוהה. גופי הערימה של ערימות טעינה קונבנציונליות וערימות טעינה מקוררות למחצה בנוזל מקוררים באוויר לפיזור חום. האוויר נכנס לגוף הערימה מצד אחד, נושף את החום של הרכיבים החשמליים ומודולי המיישר, ומתפזר מגוף הערימה בצד השני. האוויר יתערבב עם אבק, תרסיס מלח ואדי מים וייספח על פני השטח של התקנים פנימיים, וכתוצאה מכך בידוד מערכת לקוי, פיזור חום לקוי, יעילות טעינה נמוכה וחיי ציוד קצרים יותר. עבור ערימות טעינה קונבנציונליות או ערימות טעינה מקוררות למחצה בנוזל, פיזור חום והגנה הם שני מושגים סותרים. אם ההגנה טובה, פיזור החום יהיה קשה לתכנון, ואם פיזור החום טוב, ההגנה תהיה קשה להתמודד איתה.
ערימת הטעינה המקוררת בנוזל לחלוטין משתמשת במודול טעינה מקורר בנוזל. אין צינורות אוויר בחלק הקדמי והאחורי של המודול המקורר בנוזל. המודול מסתמך על נוזל הקירור המסתובב בתוך הלוח המקורר בנוזל כדי להחליף חום עם העולם החיצון. לכן, ניתן לסגור לחלוטין את חלק החשמל של ערימת הטעינה כדי להפחית את פיזור החום. הרדיאטור הוא חיצוני, והחום מובא לרדיאטור דרך נוזל הקירור שבפנים, והאוויר החיצוני נושף את החום על פני הרדיאטור. מודול הטעינה המקורר בנוזל והאביזרים החשמליים בתוך ערימת הטעינה אינם באים במגע עם הסביבה החיצונית, ובכך משיגים הגנה IP65 ואמינות גבוהה יותר.
4. רעש טעינה נמוך ורמת הגנה גבוהה יותר. לערימות טעינה קונבנציונליות ולערימות טעינה מקוררות למחצה בנוזל יש מודולי טעינה מקוררי אוויר מובנים. המודולים מקוררי האוויר בנויים עם מספר מאווררים קטנים במהירות גבוהה, ורעש הפעולה מגיע ליותר מ-65dB. ישנם גם מאווררי קירור על גוף ערימת הטעינה. נכון לעכשיו, ערימות טעינה המשתמשות במודולים מקוררי אוויר כאשר הן פועלות בעוצמה מלאה, הרעש הוא בעיקר מעל 70dB. יש לה השפעה מועטה במהלך היום אך מפריע מאוד בלילה. לכן, הרעש החזק בתחנות טעינה הוא הבעיה המתלוננת ביותר בקרב מפעילים. אם מתלוננים על הבעיה, עליהם לתקן אותה. עם זאת, עלויות התיקון גבוהות וההשפעה מוגבלת מאוד. בסופו של דבר, עליהם להפחית את ההספק כדי להפחית את הרעש.
ערימת הטעינה המקוררת בנוזל לחלוטין מאמצת ארכיטקטורת פיזור חום דו-מחזורית. מודול קירור הנוזל הפנימי מסתמך על משאבת מים כדי להניע את זרימת נוזל הקירור לפיזור החום, ומעביר את החום שנוצר על ידי המודול לרדיאטור הסנפירים. פיזור החום החיצוני מושג על ידי מאווררים או מזגנים בעלי נפח גבוה במהירות נמוכה. החום מתפזר מהמכשיר, ורעש המאוורר בעל המהירות הנמוכה ונפח האוויר הגדול נמוך בהרבה מזה של מאוורר קטן בעל מהירות גבוהה יותר. ערימת טעינה-על מקוררת בנוזל לחלוטין יכולה גם היא לאמץ עיצוב פיזור חום מפוצל. בדומה למזגן מפוצל, יחידת פיזור החום ממוקמת הרחק מהקהל, והיא יכולה אפילו לבצע חילופי חום עם בריכות ומזרקות כדי להשיג פיזור חום טוב יותר ועלויות רעש נמוכות יותר.
5. עלות כוללת נמוכה
יש לשקול את עלות ציוד הטעינה בתחנות טעינה מתוך עלות מחזור החיים המלאה (TCO) של ערימת הטעינה. אורך החיים של ערימות טעינה מסורתיות המשתמשות במודולי טעינה מקוררי אוויר בדרך כלל אינו עולה על 5 שנים, אך תקופת החכירה הנוכחית להפעלת תחנת טעינה היא 8-10 שנים, מה שאומר שיש להחליף את ציוד הטעינה לפחות פעם אחת במהלך מחזור ההפעלה של התחנה. מצד שני, אורך החיים של ערימות טעינה מקוררות נוזל מלאות הוא לפחות 10 שנים, מה שיכול לכסות את כל מחזור החיים של התחנה. יחד עם זאת, בהשוואה לערימות טעינה המשתמשות במודולים מקוררי אוויר הדורשים פתיחה תכופה של הארון, הסרת אבק, תחזוקה ופעולות אחרות, ערימות טעינה מקוררות נוזל מלאות צריכות להישטף רק לאחר הצטברות אבק ברדיאטור החיצוני, מה שהופך את התחזוקה לפשוטה.
עלות התפעול הכוללת (TCO) של מערכת טעינה מקוררת נוזל לחלוטין נמוכה מזו של מערכת טעינה מסורתית המשתמשת במודולי טעינה מקוררי אוויר, ועם היישום ההמוני הנרחב של מערכות מקוררות נוזל לחלוטין, יתרון העלות-תועלת שלה יהפוך לברור יותר.
03. מצב השוק של טעינת-על לקירור נוזלי
על פי הנתונים האחרונים של ברית הטעינה של סין, היו 31,000 עמדות טעינה ציבוריות נוספות בפברואר 2023 בהשוואה לינואר 2023, עלייה של 54.1% בפברואר לעומת השנה הקודמת. נכון לפברואר 2023, יחידות החברות בברית דיווחו על סך של 1.869 מיליון עמדות טעינה ציבוריות, כולל 796,000.ערימות טעינה DCו-1.072 מיליוןערימות טעינה של AC.
למעשה, ככל שקצב החדירה של כלי רכב חדשים לאנרגיה ממשיך לעלות ומתקנים תומכים כמו ערימות טעינה מתפתחים במהירות, הטכנולוגיה החדשה של טעינת-על מקוררת נוזל הפכה למוקד התחרות בתעשייה. חברות רבות לרכבי אנרגיה חדשים וחברות ערימות החלו גם הן לבצע מחקר ופיתוח טכנולוגיים ותכנון של טעינת יתר.
טסלה היא חברת הרכב הראשונה בתעשייה שפורסת ערימות טעינת-על מקוררות נוזל בקבוצות. נכון לעכשיו, היא פרסה יותר מ-1,500 תחנות טעינת-על בסין עם סך של 10,000 ערימות טעינת-על. מגדש-העל טסלה V3 מאמץ עיצוב מקורר נוזל מלא, מודול טעינה מקורר נוזל ותותח טעינה מקורר נוזל. תותח בודד יכול לטעון עד 250 קילוואט/600 אמפר, מה שיכול להגדיל את טווח השיוט ב-250 קילומטרים ב-15 דקות. דגם ה-V4 עומד להיפרס בקבוצות. ערימת הטעינה גם מגדילה את עוצמת הטעינה ל-350 קילוואט לתותח.
לאחר מכן, פורשה טייקאן השיקה לראשונה בעולם את הארכיטקטורה החשמלית במתח גבוה של 800V ותומכת בטעינה מהירה בהספק גבוה של 350kW; לדגם Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 במהדורה מוגבלת עולמית יש זרם של עד 600A, מתח של עד 800V והספק טעינה שיא של 480kW; ל-GAC AION V, עם מתח שיא של עד 1000V, זרם של עד 600A והספק טעינה שיא של 480kW; ל-Xiaopeng G9, מכונית בייצור המוני עם פלטפורמת מתח סיליקון קרביד של 800V, המתאימה לטעינה אולטרה מהירה של 480kW;
04. מהי המגמה העתידית של טעינת-על באמצעות קירור נוזלי?
תחום טעינת היתר של קירור נוזלי נמצא בחיתוליו, עם פוטנציאל גדול וסיכויי פיתוח רחבים. קירור נוזלי הוא פתרון מצוין לטעינה בהספק גבוה. אין בעיות טכניות בתכנון וייצור של ספקי כוח לטעינת ערימת הספק גבוהה בארץ ובחו"ל. יש צורך לפתור את חיבור הכבלים מספק הכוח של ערימת הטעינה בהספק גבוה לתותח הטעינה.
עם זאת, שיעור החדירה של ערימות טעינה-על מקוררות נוזל בעלי הספק גבוה במדינתי עדיין נמוך. הסיבה לכך היא שעלותם של ערימות טעינה מקוררות נוזל גבוהה יחסית, וערימות טעינה מהירה יפתחו שוק בשווי מאות מיליארדים בשנת 2025. על פי מידע ציבורי, המחיר הממוצע של ערימות טעינה הוא כ-0.4 יואן/וואט. ההערכה היא שמחיר ערימה מהירה של 240 קילוואט הוא כ-96,000 יואן. על פי מחיר כבל ערימה מקוררת נוזל במסיבת העיתונאים של CHINAEVSE, שעומד על 20,000 יואן/סט, מוערך כי ערימה מקוררת נוזל עלותה. ערימה זו מהווה כ-21% מעלות ערימות הטעינה, והופכת לרכיב היקר ביותר לאחר מודולי טעינה. צפוי שככל שמספר דגמי הטעינה המהירה החדשים יגדל, שטח השוק של ערימות טעינה מהירה יגדל.ערימות טעינה מהירהבמדינה שלי יהיה כ-133.4 מיליארד יואן בשנת 2025.
בעתיד, טכנולוגיית טעינת-על לקירור נוזלי תמשיך להאיץ את החדירה.
פיתוח ופריסה של טכנולוגיית טעינת יתר מקוררת נוזל בעלת הספק גבוה עוד ארוכה. זה דורש שיתוף פעולה של חברות רכב, חברות סוללות, חברות ערימות וגורמים נוספים. רק בדרך זו נוכל לתמוך טוב יותר בפיתוח תעשיית הרכב החשמלי של סין, לקדם טעינה מסודרת ו-V2G, לסייע בשימור אנרגיה והפחתת פליטות, פיתוח דל פחמן וירוק, ולהאיץ את מימוש המטרה האסטרטגית של "פחמן כפול".
זמן פרסום: 04-03-2024