”En kilometer per sekund och en räckvidd på 200 kilometer efter 5 minuters laddning.” Den 27 februari, vid Huawei China Digital Energy Partner Conference 2024, släppte Huawei Digital Energy Technology Co., Ltd. (nedan kallat ”Huawei Digital Energy”) en helt vätskekyld kompressorstation. Planen för att marknadsföra laddningsstationer påstår sig ”göra laddningsupplevelsen verklighet”. Enligt planen kommer Huawei Digital Energy att bygga mer än 100 000 helt vätskekylda kompressorstationer från Huawei i mer än 340 städer och större motorvägar över hela landet under 2024 för att skapa ”ett nätverk för städer”, ”ett nätverk för höga hastigheter” och ”ett elnät”. Ett ”vänligt” laddningsnätverk. Faktum är att Huawei släppte en helt vätskekyld kompressorprodukt redan i oktober förra året och har hittills slutfört layouten för flera demonstrationsplatser.
Av en slump tillkännagav NIO officiellt i slutet av förra året att de släppte en ny helt vätskekyld ultrasnabb laddningsstapel på 640 kW. Den ultrasnabba laddningstapeln är utrustad med en vätskekyld laddningspistol som bara väger 2,4 kilogram och kommer att lanseras officiellt redan i april i år. Hittills har många kallat 2024 för explosionsåret för helt vätskekylda kompressorer. Angående denna nya sak tror jag att alla fortfarande har många frågor: Vad exakt är vätskekyld överladdning? Vilka är dess unika fördelar? Kommer vätskekylning att bli den vanligaste utvecklingsriktningen för kompressorladdning i framtiden?
01
Effektivare och snabbare laddning
”Hittills finns det ingen enhetlig standarddefinition för den så kallade helt vätskekylda kompressorn”, berättade Wei Dong, ingenjör vid Microelectronics Technology Laboratory vid Xi'an University of Technology, för en reporter från China Automotive News. Enkelt uttryckt är helt vätskekylda kompressorladdningsstaplar en teknik som använder vätskecirkulation för att snabbt avlägsna värmen som genereras under laddningsprocessen av viktiga komponenter som laddningsmoduler, kablar och laddningspistolhuvuden. Den använder en dedikerad kraftpump för att driva kylvätskeflödet, vilket avleder värme och gör att laddningsutrustningen kan upprätthålla effektiv drift. Kylvätskan i helt vätskekylda kompressorladdningsstaplar är inte vanligt vatten, utan innehåller mestadels etylenglykol, vatten, tillsatser och andra ämnen. När det gäller andelen är det varje företags tekniska hemlighet. Kylvätska kan inte bara förbättra vätskans stabilitet och kyleffekt, utan också minska korrosion och skador på utrustningen. Du måste veta att värmeavledningsmetoden i hög grad påverkar laddningsutrustningens prestanda. Enligt teoretiska beräkningar är den nuvarande värmeförlusten för allmänna högeffekts DC-snabbladdningsstaplar cirka 5 %. Utan god värmeavledning kommer det inte bara att påskynda utrustningens åldrande, utan också leda till en hög felfrekvens för laddningsutrustning.
Det är just med stöd av fullständig vätskekylningsteknik för värmeavledning som effekten hos fullständig vätskekylande superladdningshögar är mycket högre än hos konventionella snabbladdningshögar. Till exempel har Huaweis vätskekylda superladdningshög en maximal effekt på 600 kW, vilket gör att användarna kan njuta av en extremt snabb laddningsupplevelse med "en kopp kaffe och en full laddning". ”Även om strömmen och effekten hos fullständigt vätskekylda superladdare är annorlunda för närvarande, är de alla kraftfullare än konventionella snabbladdare och superladdare.” Zeng Xin, professor vid University of Science and Technology Beijing, berättade för en reporter från China Automotive News: ”För närvarande är effekten hos vanliga snabbladdningshögar i allmänhet cirka 120 kW, och konventionella superladdningshögar är cirka 300 kW. Effekten hos fullständigt vätskekylda superladdningshögar från Huawei och NIO kan nå upp till 600 kW. Dessutom har Huaweis fullständigt vätskekylda superladdningshög också intelligent identifiering och adaptiva justeringsfunktioner. Den kan automatiskt justera uteffekten och strömmen enligt batterikraven för olika modeller, vilket uppnår en laddningsfrekvens på upp till 99 %.
”Uppvärmningen av helt vätskekylda överladdade pålar har också drivit utvecklingen av hela industrikedjan.” Enligt Hu Fenglin, forskare vid New Energy Innovation Technology Center vid Shenzhen Institute of Advanced Technology, kan de komponenter som krävs för helt vätskekylda överladdade pålar grovt delas in i komponenter till överladdningsutrustning, allmänna strukturkomponenter, högspänningsmaterial för snabbladdning och andra komponenter, inklusive intelligenta sensorkomponenter, kiselkarbidchips, kraftpumpar, kylvätskor, samt helt vätskekylda moduler, helt vätskekylda laddningspistoler och laddningsaggregat. De flesta av dem har strängare prestandakrav och högre kostnader än de komponenter som används i konventionella laddningspålar.
02
Användarvänlig, längre livscykel
Jämfört med vanliga laddningshögar och konventionella snabb-/superladdningshögar laddar helt vätskekylda superladdningshögar inte bara snabbare, utan har också många fördelar. ”Laddningspistolen på Huaweis helt vätskekylda kompressor är mycket lätt, och även kvinnliga bilägare med begränsad styrka kan enkelt använda den, till skillnad från tidigare laddningspistoler som var skrymmande”, sa Zhou Xiang, en elbilägare i Chongqing.
”Tillämpningen av en rad nya tekniker, nya material och nya koncept ger helt vätskekylda överladdningshögar fördelar som konventionella överladdningshögar inte kunnat matcha tidigare.” Hu Fenglin sa att för helt vätskekylda överladdningshögar är strömmen och effekten större, vilket innebär snabbare laddning. Normalt är uppvärmningen av laddningskabeln proportionell mot kvadraten på strömmen. Ju större laddningsströmmen är, desto större blir kabelns uppvärmning. För att minska mängden värme som genereras av kabeln och undvika överhettning måste kabelns tvärsnittsarea ökas, vilket innebär att laddningspistolen och laddningskabeln är tyngre. Den helt vätskekylda överladdningsladdaren löser problemet med värmeavledning och använder kablar med mindre tvärsnittsareor för att säkerställa överföring av större strömmar. Därför är kablarna till helt vätskekylda överladdningshögar tunnare och lättare än de i konventionella överladdningshögar, och laddningspistolerna är också lättare. Till exempel väger laddningspistolen i NIO:s helt vätskekylda överladdningshögar bara 2,4 kilogram, vilket är mycket lättare än konventionella laddningshögar. Luggen är mycket lättare och ger en bättre användarupplevelse, särskilt för kvinnliga bilägare, vilket är mer bekvämt att använda.
”Fördelen med helt vätskekylda kompressorhögar är att de är säkrare.” Wei Dong sa att tidigare använde de flesta laddningshögar naturlig kylning, luftkylning och andra metoder, vilket krävde ventilationshål i relevanta delar av laddningshögen, vilket oundvikligen resulterade i att luft blandad med damm, även fina metallpartiklar, saltspray och vattenånga tränger in i laddningshögen och adsorberas på ytan av elektriska komponenter, vilket leder till problem som minskad systemisoleringsprestanda, dålig värmeavledning, minskad laddningseffektivitet och förkortad utrustningens livslängd. Däremot kan metoden med fullständig vätskekylning uppnå fullständig täckning, förbättra isolering och säkerhet, och göra det möjligt för laddningshögen att nå en högre nivå av dammtät och vattentät prestanda runt den internationella elstandarden IP65, med högre tillförlitlighet. Dessutom, efter att den luftkylda designen med flera fläktar övergetts, har driftsbuller från den helt vätskekylda kompressorhögen minskat avsevärt, från 70 decibel vid den luftkylda laddningshögen till cirka 30 decibel, vilket är nära en viskning, vilket undviker behovet av snabbladdning i bostadsområden tidigare. Det uppstod en pinsam situation med klagomål på grund av högt ljud på natten.
Lägre driftskostnader och kortare återhämtningscykler är också en av fördelarna med helt vätskekylda kompressorpålar. Zeng Xin sa att traditionella luftkylda laddningspålar i allmänhet har en livslängd på högst 5 år, men de nuvarande leasingperioderna för laddningsstationsdrift är oftast 8 till 10 år, vilket innebär att åtminstone återinvestering krävs under stationens driftscykel. Byt ut den primära laddningsenheten. Livslängden för helt vätskekylda laddningspålar är i allmänhet mer än 10 år. Till exempel är den designmässiga livslängden för Huaweis helt vätskekylda kompressorpålar mer än 15 år, vilket kan täcka hela stationens livscykel. Jämfört med laddningspålar som använder luftkylda moduler som kräver frekvent öppning av skåp för dammborttagning och underhåll, behöver helt vätskekylda laddningspålar bara spolas efter att damm har samlats i den externa kylaren, vilket gör underhållet enkelt.
Sammantaget är den totala livscykelkostnaden för en helt vätskekyld kompressor lägre än för traditionell luftkyld laddningsutrustning. Med tillämpningen och marknadsföringen av helt vätskekylda kompressorpålar kommer dess omfattande kostnadseffektiva fördelar att bli alltmer uppenbara.
03
Marknaden har ljusa utsikter och konkurrensen hårdnar
Faktum är att med den kontinuerliga ökningen av penetrationsgraden för nya energifordon och den snabba utvecklingen av stödjande infrastruktur som laddningspålar, har helt vätskekylda överladdningspålar blivit fokus för konkurrens i branschen. Många företag som tillverkar nya energifordon, laddningspålsföretag, teknikföretag etc. har påbörjat teknisk forskning och utveckling samt utformning av helt vätskekylda överladdningspålar.
Tesla är det första bilföretaget i branschen som använder vätskekylda kompressorpålar i omgångar. Deras V3-kompressorpålar använder en helt vätskekyld design, vätskekylda laddningsmoduler och vätskekylda laddningspistoler. Den maximala laddningseffekten för en enskild pistol är 250 kW. Det rapporteras att Tesla gradvis har driftsatt nya V4 helt vätskekylda kompressorstationer runt om i världen sedan förra året. Asiens första V4-kompressorstation lanserades i Hongkong, Kina, i oktober förra året och kommer snart att ge sig in på fastlandsmarknaden. Det rapporteras att den teoretiska maximala laddningseffekten för denna laddningspål är 615 kW, vilket motsvarar prestandan hos Huaweis och NIO:s helt vätskekylda kompressorpålar. Det verkar som att marknadskonkurrensen för helt vätskekylda laddningspålar tyst har börjat.
”Generellt sett har helt vätskekylda kompressorer högeffektsladdningskapacitet, och laddningseffektiviteten förbättras avsevärt, vilket effektivt kan lindra användarnas laddningsångest.” I en intervju med en reporter från China Automotive News sa han dock att för närvarande är överladdningshögar för helt vätskekylda kompressorer begränsade i tillämpningsskala, vilket resulterar i högre kostnader. Eftersom högeffektsladdning kräver optimering av batterisäkerhetshanteringen och en ökning av fordonets spänningsplattform, kommer kostnaden också att öka med 15 % till 20 %. Sammantaget kräver utvecklingen av högeffektsladdningsteknik omfattande hänsyn till faktorer som fordonssäkerhetshantering, oberoende styrbarhet av högspänningsenheter och kostnad. Detta är en steg-för-steg-process.
”Den högre kostnaden för vätskekylda kompressorpålar är ett av de praktiska hindren som hindrar dess storskaliga marknadsföring.” Hu Fenglin sa att den nuvarande kostnaden för varje Huawei-kompressorpåle är cirka 600 000 yuan. I detta skede är det nästan svårt för små och medelstora företag som i allmänhet är engagerade i laddningsbranschen att konkurrera. Men på lång sikt, med utökade tillämpningar och minskade kostnader, kommer de många fördelarna med helt vätskekylda kompressorpålar gradvis att bli framträdande. Användarnas och marknadens hårda efterfrågan på säker, snabb och snabb laddning kommer att ge ett större utrymme för utveckling av helt vätskekylda kompressorpålar.
En nyligen publicerad forskningsrapport från CICC påpekade att överladdning med vätskekylning driver uppgraderingen av industrikedjan, och den inhemska marknadsstorleken förväntas nå nästan 9 miljarder yuan år 2026. Drivet av bilföretag, energibolag etc. förväntas det initialt att antalet inhemska vätskekylda kompressorstationer kommer att nå 45 000 år 2026.
Zeng Xin påpekade också att det år 2021 kommer att finnas färre än 10 modeller på den inhemska marknaden som stöder överladdning; år 2023 kommer det att finnas fler än 140 modeller som stöder överladdning, och det kommer att bli fler i framtiden. Detta är inte bara en realistisk återspegling av den accelererade takten i människors arbete och liv när det gäller att fylla på energi för nya energifordon, utan återspeglar också utvecklingstrenden för marknadsefterfrågan. På grund av detta är utvecklingsutsikterna för helt vätskekylda kompressorhögar mycket lovande.
Publiceringstid: 15 mars 2024