01.¿Qué es la “supercarga con refrigeración líquida”?
Principio de funcionamiento:
La sobrealimentación con refrigeración líquida consiste en instalar un canal especial de circulación de líquido entre el cable y la pistola de carga. Se añade refrigerante líquido para disipar el calor en el canal, el cual circula a través de una bomba de potencia para extraer el calor generado durante el proceso de carga.
El sistema de potencia utiliza refrigeración líquida para disipar el calor y no intercambia aire con el exterior, lo que le permite alcanzar un diseño IP65. Además, el sistema utiliza un ventilador de gran volumen para disipar el calor con bajo nivel de ruido y un alto nivel de respeto al medio ambiente.
02.¿Cuáles son las ventajas de la súper carga con refrigeración líquida?
Ventajas de la supercarga con refrigeración líquida:
1. Mayor corriente y velocidad de carga rápida. La corriente de salida de lapila de cargaEstá limitada por el cable de la pistola de carga. El cable de cobre dentro de la pistola de carga conduce electricidad, y el calor generado por el cable es proporcional al cuadrado de la corriente. Cuanto mayor sea la corriente de carga, mayor será el calor generado por el cable. Este calor debe reducirse. Para evitar el sobrecalentamiento, se debe aumentar la sección transversal del cable, y por supuesto, el cable de la pistola será más pesado. La pistola de carga estándar nacional actual de 250 A generalmente usa un cable de 80 mm². La pistola de carga es muy pesada en su conjunto y no es fácil de doblar. Si desea lograr una mayor corriente de carga, también puede usar la carga con dos pistolas, pero esto es solo una medida provisional en situaciones específicas. La solución definitiva para la carga de alta corriente solo puede ser la carga con una pistola de carga refrigerada por líquido.
Hay cables y tuberías de agua dentro de la pistola de carga refrigerada por líquido. El cable de la pistola de carga refrigerada por líquido de 500 A...pistola de cargaNormalmente, el diámetro del cable es de tan solo 35 mm², y el calor se disipa mediante el flujo de refrigerante en la tubería de agua. Gracias al fino cable, la pistola de carga refrigerada por líquido es entre un 30 % y un 40 % más ligera que una pistola de carga convencional. Además, la pistola de carga refrigerada por líquido debe estar equipada con una unidad de refrigeración, compuesta por un depósito de agua, una bomba de agua, un radiador y un ventilador. La bomba de agua impulsa el refrigerante para que circule por la tubería de la pistola, llevando el calor al radiador y expulsándolo mediante el ventilador, logrando así una mayor capacidad de carga que las pistolas de carga convencionales con refrigeración natural.
2. El cable de la pistola es más ligero y el equipo de carga es liviano.
3. Menor generación de calor, rápida disipación del calor y alta seguridad. Los cuerpos de los pilotes de carga convencionales y de los pilotes de carga refrigerados por semilíquido se enfrían con aire para disipar el calor. El aire entra en el cuerpo del pilote por un lado, disipa el calor de los componentes eléctricos y los módulos rectificadores, y se disipa por el otro. El aire se mezcla con polvo, niebla salina y vapor de agua, y se adsorbe en la superficie de los dispositivos internos, lo que resulta en un aislamiento deficiente del sistema, una disipación de calor deficiente, una baja eficiencia de carga y una vida útil reducida del equipo. En los pilotes de carga convencionales o de los pilotes de carga refrigerados por semilíquido, la disipación de calor y la protección son dos conceptos contradictorios. Si la protección es buena, la disipación de calor será difícil de diseñar, y si la disipación de calor es buena, la protección será difícil de gestionar.
La pila de carga, totalmente refrigerada por líquido, utiliza un módulo de carga también refrigerado por líquido. No hay conductos de aire en la parte frontal ni posterior del módulo. El módulo utiliza el refrigerante que circula dentro de la placa refrigerada por líquido para intercambiar calor con el exterior. Por lo tanto, la sección de potencia de la pila de carga puede estar completamente cerrada para reducir la disipación de calor. El radiador es externo y el calor se transmite a través del refrigerante en su interior, mientras que el aire exterior disipa el calor en la superficie del radiador. El módulo de carga refrigerado por líquido y los accesorios eléctricos dentro de la pila de carga no tienen contacto con el exterior, lo que garantiza una protección IP65 y una mayor fiabilidad.
4. Bajo ruido de carga y mayor nivel de protección. Las pilas de carga convencionales y las pilas de carga refrigeradas por semilíquido tienen módulos de carga refrigerados por aire integrados. Los módulos refrigerados por aire están construidos con múltiples ventiladores pequeños de alta velocidad, y el ruido de funcionamiento alcanza más de 65db. También hay ventiladores de refrigeración en el cuerpo de la pila de carga. Actualmente, las pilas de carga que utilizan módulos refrigerados por aire cuando funcionan a plena potencia, el ruido es básicamente superior a 70dB. Tiene poco impacto durante el día, pero es muy molesto por la noche. Por lo tanto, el ruido fuerte en las estaciones de carga es el problema más quejado por los operadores. Si se quejan, tienen que rectificar el problema. Sin embargo, los costos de rectificación son altos y el efecto es muy limitado. Al final, tienen que reducir la potencia para reducir el ruido.
La pila de carga con refrigeración líquida adopta una arquitectura de disipación de calor de doble ciclo. El módulo interno de refrigeración líquida utiliza una bomba de agua para impulsar la circulación del refrigerante y disipar el calor, transfiriendo el calor generado por el módulo al radiador de aletas. La disipación de calor externa se logra mediante ventiladores o aires acondicionados de baja velocidad y alto volumen. El calor se disipa desde el dispositivo, y el ruido del ventilador a baja velocidad y gran volumen de aire es mucho menor que el del ventilador pequeño a alta velocidad. Las pilas sobrealimentadas con refrigeración líquida también pueden adoptar un diseño de disipación de calor dividida. Al igual que un aire acondicionado dividido, la unidad de disipación de calor se ubica lejos de las multitudes e incluso puede intercambiar calor con piscinas y fuentes para lograr una mejor disipación de calor y reducir los costos.
5. Bajo TCO
El costo del equipo de carga en las estaciones de carga debe considerarse a partir del costo total del ciclo de vida (TCO) de la pila de carga. La vida útil de las pilas de carga tradicionales que utilizan módulos de carga refrigerados por aire generalmente no supera los 5 años, pero el período de arrendamiento actual para las operaciones de las estaciones de carga es de 8 a 10 años, lo que significa que el equipo de carga debe reemplazarse al menos una vez durante el ciclo operativo de la estación. Por otro lado, la vida útil de las pilas de carga refrigeradas completamente por líquido es de al menos 10 años, lo que puede cubrir todo el ciclo de vida de la estación. Al mismo tiempo, en comparación con las pilas de carga que utilizan módulos refrigerados por aire que requieren la apertura frecuente del gabinete, la eliminación de polvo, el mantenimiento y otras operaciones, las pilas de carga refrigeradas completamente por líquido solo necesitan lavarse después de que se acumule polvo en el radiador externo, lo que simplifica el mantenimiento.
El TCO de un sistema de carga completamente refrigerado por líquido es menor que el de un sistema de carga tradicional que utiliza módulos de carga refrigerados por aire y, con la aplicación masiva generalizada de sistemas completamente refrigerados por líquido, su ventaja en términos de rentabilidad se hará más evidente.
03. Estado del mercado de la supercarga con refrigeración líquida
Según los últimos datos de la Alianza de Carga de China, en febrero de 2023 había 31.000 puntos de carga públicos más que en enero de 2023, lo que representa un aumento interanual del 54,1 % en febrero. Hasta febrero de 2023, las unidades miembro de la alianza habían reportado un total de 1,869 millones de puntos de carga públicos, de los cuales 796.000.Pilas de carga de CCy 1.072 millonesPilas de carga de CA.
De hecho, a medida que la tasa de penetración de los vehículos de nuevas energías continúa aumentando y las instalaciones complementarias, como las estaciones de carga, se desarrollan rápidamente, la nueva tecnología de sobrealimentación con refrigeración líquida se ha convertido en el foco de la competencia en la industria. Muchas empresas de vehículos de nuevas energías y de estaciones de carga también han comenzado a realizar investigación y desarrollo tecnológico, así como a diseñar sistemas de sobrealimentación.
Tesla es la primera compañía automotriz en implementar estaciones de sobrealimentación refrigeradas por líquido en lotes. Actualmente, ha implementado más de 1500 estaciones de sobrealimentación en China, con un total de 10 000 estaciones. El supercargador Tesla V3 adopta un diseño de refrigeración líquida, un módulo de carga refrigerado por líquido y una pistola de carga refrigerada por líquido. Una sola pistola puede cargar hasta 250 kW/600 A, lo que aumenta la autonomía en 250 kilómetros en 15 minutos. El modelo V4 está a punto de implementarse en lotes. Esta estación de carga también aumenta la potencia de carga a 350 kW por pistola.
Posteriormente, Porsche Taycan lanzó la arquitectura eléctrica de alto voltaje de 800 V por primera vez en el mundo y admite una carga rápida de alta potencia de 350 kW; la edición limitada global Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 tiene una corriente de hasta 600 A, un voltaje de hasta 800 V y una potencia de carga máxima de 480 kW; GAC AION V, con un voltaje máximo de hasta 1000 V, una corriente de hasta 600 A y una potencia de carga máxima de 480 kW; Xiaopeng G9, un automóvil producido en masa con una plataforma de voltaje de carburo de silicio de 800 V, adecuado para una carga ultrarrápida de 480 kW;
04. ¿Cuál es la tendencia futura de la supercarga con refrigeración líquida?
El campo de la sobrecarga con refrigeración líquida se encuentra en sus inicios, con gran potencial y amplias perspectivas de desarrollo. La refrigeración líquida es una excelente solución para la carga de alta potencia. No existen problemas técnicos en el diseño y la producción de fuentes de alimentación para pilas de carga de alta potencia, tanto nacionales como internacionales. Es necesario resolver la conexión del cable entre la fuente de alimentación para pilas de carga de alta potencia y la pistola de carga.
Sin embargo, la tasa de penetración de las pilas supercargadas de alta potencia con refrigeración líquida en mi país aún es baja. Esto se debe a que las pistolas de carga con refrigeración líquida tienen un coste relativamente alto, y las pilas de carga rápida marcarán el comienzo de un mercado de cientos de miles de millones de dólares en 2025. Según información pública, el precio medio de las pilas de carga es de unos 0,4 yuanes/W. Se estima que el precio de una pila de carga rápida de 240 kW es de unos 96.000 yuanes. Según el precio del cable de la pistola de carga con refrigeración líquida presentado en la conferencia de prensa de CHINAEVSE, que es de 20.000 yuanes/juego, se estima que el coste de la pistola de carga con refrigeración líquida representa aproximadamente el 21% del coste de las pilas de carga, convirtiéndose en el componente más caro después de los módulos de carga. Se espera que, a medida que aumente el número de nuevos modelos de carga rápida de energía, se abra el mercado para la alta potencia.pilas de carga rápidaEn mi país será de aproximadamente 133,4 mil millones de yuanes en 2025.
En el futuro, la tecnología de supercarga con refrigeración líquida seguirá acelerando su penetración.
El desarrollo y la implementación de la tecnología de sobrecarga de refrigeración líquida de alta potencia aún tienen un largo camino por recorrer. Esto requiere la cooperación de fabricantes de automóviles, baterías, pilas y otros actores. Solo así podremos impulsar mejor el desarrollo de la industria china de vehículos eléctricos, promover la carga ordenada y la V2G, contribuir al ahorro energético y la reducción de emisiones, el desarrollo bajo en carbono y ecológico, y acelerar la consecución del objetivo estratégico de doble carbono.
Hora de publicación: 04-mar-2024