شارژ بیش از حد خنک کننده مایع، یک خروجی جدید برای فناوری شارژ

یک کیلومتر در ثانیه و برد رانندگی 200 کیلومتر پس از 5 دقیقه شارژ. در 27 فوریه، در کنفرانس شرکای انرژی دیجیتال هوآوی چین در سال 2024، شرکت فناوری انرژی دیجیتال هوآوی (که از این پس به عنوان "انرژی دیجیتال هواوی" نامیده می شود) یک طرح ارتقاء ایستگاه سوپرشارژ با خنک کننده کامل مایع منتشر کرد که ادعا می کند "باعث ایجاد تجربه شارژ سوخت‌رسانی یک واقعیت است.» بر اساس این طرح، هواوی دیجیتال انرژی بیش از 100000 شمع سوپرشارژ کاملاً خنک هواوی را در بیش از 340 شهر و بزرگراه اصلی در سراسر کشور در سال 2024 خواهد ساخت تا «یک شبکه برای شهرها»، «یک شبکه برای سرعت‌های بالا» و "یک شبکه برق". شبکه شارژ "دوستانه". در واقع، هوآوی در اوایل اکتبر سال گذشته یک محصول سوپرشارژر کاملاً خنک کننده مایع را عرضه کرد و تا کنون طرح چندین سایت نمایشی را تکمیل کرده است.

تصادفاً، NIO در پایان سال گذشته رسماً اعلام کرد که یک شمع شارژ فوق سریع 640 کیلوواتی جدید کاملاً خنک کننده مایع را عرضه کرده است. شمع شارژ فوق سریع مجهز به یک تفنگ شارژ مایع خنک کننده است که تنها 2.4 کیلوگرم وزن دارد و در ماه آوریل سال جاری به طور رسمی عرضه خواهد شد. تا به حال، بسیاری از مردم سال 2024 را سال انفجار سوپرشارژرهای کاملاً خنک کننده مایع نامیده اند. در مورد این چیز جدید، من فکر می کنم همه هنوز سوالات زیادی دارند: شارژ بیش از حد مایع خنک کننده دقیقا چیست؟ مزایای منحصر به فرد آن چیست؟ آیا خنک کننده مایع به مسیر اصلی توسعه سوپرشارژ در آینده تبدیل خواهد شد؟

01

شارژ کارآمدتر و سریعتر

تاکنون هیچ تعریف استاندارد یکپارچه ای برای سوپرشارژر به اصطلاح کاملاً مایع خنک کننده وجود ندارد. وی دونگ، مهندس آزمایشگاه فناوری میکروالکترونیک دانشگاه صنعتی شیان، به خبرنگاری از China Automotive News گفت. به زبان ساده، شارژ شمعی سوپرشارژر کاملاً با مایع خنک‌شده، فناوری است که از گردش مایع برای از بین بردن سریع گرمای تولید شده در طول فرآیند شارژ توسط اجزای کلیدی مانند ماژول‌های شارژ، کابل‌ها و سر تفنگ‌های شارژ استفاده می‌کند. از یک پمپ قدرت اختصاصی برای هدایت جریان مایع خنک کننده استفاده می کند، در نتیجه گرما را از بین می برد و به تجهیزات شارژ اجازه می دهد تا عملکرد کارآمد خود را حفظ کنند. مایع خنک‌کننده در شمع‌های سوپرشارژ کاملاً مایع خنک‌شده، آب معمولی نیست، بلکه بیشتر حاوی اتیلن گلیکول، آب، مواد افزودنی و سایر مواد است. در مورد نسبت، راز فنی هر شرکت است. خنک کننده نه تنها می تواند پایداری و اثر خنک کننده مایع را بهبود بخشد، بلکه باعث کاهش خوردگی و آسیب به تجهیزات نیز می شود. حتما می دانید که روش اتلاف حرارت تاثیر زیادی بر عملکرد تجهیزات شارژ دارد. طبق محاسبات تئوری، تلفات حرارتی فعلی شمع‌های شارژ سریع DC با قدرت بالا حدود 5٪ است. بدون اتلاف حرارت خوب، نه تنها پیر شدن تجهیزات را تسریع می کند، بلکه منجر به نرخ بالای خرابی تجهیزات شارژ می شود.

دقیقاً با پشتیبانی از فناوری اتلاف حرارت خنک کننده کامل مایع است که قدرت شمع های شارژ فوق العاده خنک کننده مایع کامل بسیار بالاتر از شمع های شارژ سریع معمولی است. به عنوان مثال، شمع سوپرشارژ با مایع خنک‌شونده هواوی دارای حداکثر قدرت 600 کیلووات است که به کاربران این امکان را می‌دهد تا از تجربه شارژ بسیار سریع «یک فنجان قهوه و یک شارژ کامل» لذت ببرند. اگرچه در حال حاضر جریان و قدرت سوپرشارژرهای کاملاً خنک شونده با مایع متفاوت است، اما همه آنها از شارژرهای سریع و سوپرشارژرهای معمولی قدرتمندتر هستند. Zeng Xin، استاد دانشگاه علم و فناوری پکن، به خبرنگار China Automotive News گفت: در حال حاضر، قدرت شمع های شارژ سریع معمولی به طور کلی حدود 120 کیلو وات و شمع های سوپرشارژ معمولی حدود 300 کیلو وات است. قدرت شمع های سوپرشارژ کاملاً مایع خنک شونده هواوی و NIO می تواند تا 600 کیلو وات برسد. علاوه بر این، شمع سوپرشارژ هواوی با خنک کننده کامل مایع نیز دارای عملکردهای شناسایی هوشمند و تنظیم تطبیقی ​​است. این می تواند به طور خودکار قدرت و جریان خروجی را با توجه به نرخ مورد نیاز بسته های باتری مدل های مختلف تنظیم کند و به نرخ موفقیت شارژ واحد تا 99٪ دست یابد.

گرم شدن شمع‌های سوپرشارژ کاملاً با مایع خنک‌شده نیز باعث توسعه کل زنجیره صنعت شده است.» به گفته هو فنگلین، محقق مرکز فناوری نوآوری انرژی نو در موسسه فناوری پیشرفته شنژن، اجزای مورد نیاز برای شمع های سوپرشارژ کاملاً با مایع خنک شونده را می توان به طور تقریبی به اجزای تجهیزات شارژ بیش از حد، اجزای ساختاری عمومی، شارژ سریع ولتاژ بالا تقسیم کرد. مواد و اجزای دیگر، از جمله اجزای حسگر هوشمند، تراشه‌های کاربید سیلیکون، پمپ‌های قدرت، خنک‌کننده‌ها، و همچنین ماژول‌های کاملاً خنک‌شونده با مایع، تفنگ‌های شارژ کاملاً خنک‌شونده با مایع و شارژ بیشتر آنها الزامات عملکرد سخت‌تر و هزینه‌های بالاتری نسبت به قطعات مورد استفاده دارند. در شمع های شارژ معمولی

02

دوستانه برای استفاده، چرخه عمر طولانی تر

در مقایسه با شمع‌های شارژ معمولی و شمع‌های شارژ سریع/فوق العاده معمولی، شمع‌های شارژ فوق‌العاده کاملاً مایع خنک‌شونده نه تنها سریع‌تر شارژ می‌شوند، بلکه مزایای زیادی نیز دارند. تفنگ شارژ سوپرشارژر کاملاً مایع هواوی بسیار سبک است و حتی صاحبان خودروهای زن با قدرت کمی می‌توانند به راحتی از آن استفاده کنند، برخلاف تفنگ‌های شارژ قبلی که حجیم بودند. ژو شیانگ، مالک خودروی الکتریکی در چونگ کینگ، گفت.

استفاده از یک سری فناوری‌های جدید، مواد جدید و مفاهیم جدید مزایایی به شمع‌های سوپرشارژ کاملاً خنک‌شونده با مایع می‌دهد که شمع‌های شارژ معمولی در گذشته نمی‌توانستند با آن‌ها مطابقت داشته باشند.» هو فنگلین گفت که برای شمع های سوپرشارژ کاملاً خنک شده با مایع، جریان و توان بیشتر است Big به معنای شارژ سریع تر است. به طور معمول، گرمایش کابل شارژ متناسب با مجذور جریان است. هرچه جریان شارژ بیشتر باشد، گرمایش کابل بیشتر می شود. برای کاهش میزان گرمای تولید شده توسط کابل و جلوگیری از گرم شدن بیش از حد، سطح مقطع سیم باید افزایش یابد، به این معنی که تفنگ شارژ و کابل شارژ سنگین‌تر هستند. سوپرشارژر کاملاً خنک شده با مایع مشکل اتلاف گرما را حل می کند و از کابل هایی با سطح مقطع کوچکتر برای اطمینان از انتقال جریان های بزرگتر استفاده می کند. بنابراین، کابل‌های شمع‌های سوپرشارژ کاملاً خنک‌شده با مایع، نازک‌تر و سبک‌تر از شمع‌های سوپرشارژ معمولی هستند و تفنگ‌های شارژ نیز سبک‌تر هستند. به عنوان مثال، تفنگ شارژ شمع های سوپرشارژ کاملاً مایع خنک شونده NIO تنها 2.4 کیلوگرم وزن دارد که بسیار سبک تر از شمع های شارژ معمولی است. شمع بسیار سبک تر است و تجربه کاربری بهتری را به ارمغان می آورد، به خصوص برای صاحبان خودروهای زن که استفاده از آن راحت تر است.

مزیت شمع های سوپرشارژ کاملاً خنک شده با مایع این است که ایمن تر هستند. وی دونگ گفت که در گذشته، اکثر شمع های شارژ از خنک کننده طبیعی، خنک کننده هوا و روش های دیگر استفاده می کردند که نیاز به سوراخ های تهویه در قسمت های مربوطه شمع شارژ داشت که به ناچار منجر به مخلوط شدن هوا با گرد و غبار، حتی ذرات ریز فلز، اسپری نمک می شد. و بخار آب وارد داخل شمع شارژ شده و بر روی سطح قطعات الکتریکی جذب می شود که منجر به مشکلاتی مانند کاهش عملکرد عایق سیستم، اتلاف حرارت ضعیف، کاهش راندمان شارژ و کاهش عمر تجهیزات می شود. در مقابل، روش خنک‌کننده مایع کامل می‌تواند به پوشش کامل دست یابد، عایق و ایمنی را بهبود بخشد، و شمع شارژ را قادر می‌سازد تا به سطح بالاتری از عملکرد ضد گرد و غبار و ضد آب در اطراف استاندارد برق بین‌المللی IP65، با قابلیت اطمینان بالاتر برسد. علاوه بر این، پس از کنار گذاشتن طراحی چند فن با هوا خنک، صدای عملکرد شمع سوپرشارژ کاملاً خنک‌شده با مایع به طور قابل توجهی کاهش یافته است، از 70 دسی بل در شمع شارژ هوا خنک به حدود 30 دسی بل، که نزدیک به یک زمزمه است. اجتناب از نیاز به شارژ سریع در مناطق مسکونی در گذشته. به دلیل صدای بلند در شب وضعیت شرم آور شکایت وجود داشت.

هزینه‌های عملیاتی کمتر و چرخه‌های هزینه بازیابی کوتاه‌تر نیز یکی از مزایای شمع‌های سوپرشارژ کاملاً مایع خنک‌شونده است. Zeng Xin گفت که شمع‌های شارژ معمولی با هوا خنک معمولاً بیش از 5 سال عمر نمی‌کنند، اما دوره‌های اجاره فعلی برای عملیات ایستگاه شارژ اکثراً 8 تا 10 سال است، به این معنی که حداقل سرمایه‌گذاری مجدد در طول چرخه عملیات مورد نیاز است. از ایستگاه دستگاه شارژ اولیه را تعویض کنید. عمر مفید شمع های شارژ کاملاً مایع خنک شونده معمولاً بیش از 10 سال است. به عنوان مثال، عمر طراحی شمع های شارژ فوق العاده هواوی با خنک کننده کامل مایع بیش از 15 سال است که می تواند کل چرخه عمر ایستگاه را پوشش دهد. علاوه بر این، در مقایسه با شمع‌های شارژ با استفاده از ماژول‌های خنک‌کننده هوا که نیاز به باز کردن مکرر کابینت‌ها برای حذف و نگهداری گرد و غبار دارند، شمع‌های شارژ کاملاً با مایع خنک‌شونده فقط باید پس از جمع شدن گرد و غبار در رادیاتور خارجی شسته شوند و تعمیر و نگهداری را ساده می‌کند.

روی هم رفته، هزینه چرخه عمر کامل یک سوپرشارژر کاملاً مایع خنک‌شده کمتر از تجهیزات شارژ معمولی با هوا خنک است. با استفاده و ترویج شمع های فوق شارژ کاملاً مایع خنک شونده، مزیت های مقرون به صرفه جامع آن بیش از پیش آشکار خواهد شد.

03

بازار چشم اندازهای روشنی دارد و رقابت داغ شده است

در واقع، با افزایش مداوم ضریب نفوذ خودروهای انرژی جدید و توسعه سریع زیرساخت‌های پشتیبانی مانند شمع‌های شارژ، شمع‌های سوپرشارژ کاملاً خنک‌شونده با مایع به کانون رقابت در صنعت تبدیل شده‌اند. بسیاری از شرکت‌های خودروهای انرژی جدید، شرکت‌های شمع شارژ، شرکت‌های فناوری و غیره تحقیق و توسعه فناوری و چیدمان شمع‌های سوپرشارژ کاملاً خنک‌شده با مایع را آغاز کرده‌اند.

تسلا اولین شرکت خودروسازی در صنعت است که شمع‌های سوپرشارژ خنک‌کننده مایع را به صورت دسته‌ای به کار می‌گیرد. شمع های سوپرشارژ V3 آن از طراحی کاملاً مایع خنک شونده، ماژول های شارژ مایع خنک شونده و تفنگ های شارژ مایع خنک شونده استفاده می کنند. حداکثر قدرت شارژ یک تفنگ 250 کیلووات است. گزارش شده است که تسلا از سال گذشته به تدریج ایستگاه های سوپرشارژر V4 کاملاً مایع خنک شونده را در سراسر جهان مستقر کرده است. اولین ایستگاه سوپرشارژ V4 آسیا در اکتبر سال گذشته در هنگ کنگ چین راه اندازی شد و به زودی وارد بازار سرزمین اصلی خواهد شد. گزارش شده است که حداکثر قدرت شارژ تئوری این شمع شارژ 615 کیلووات است که معادل عملکرد شمع های سوپرشارژ کاملاً خنک شونده با مایع هواوی و NIO است. به نظر می رسد رقابت در بازار برای شمع های شارژ کاملاً خنک شونده با مایع بی سر و صدا آغاز شده است.

به طور کلی، سوپرشارژرهای کاملاً خنک شونده با مایع دارای قابلیت شارژ با قدرت بالا هستند و راندمان شارژ بسیار بهبود یافته است که می تواند به طور موثری اضطراب شارژ کاربران را کاهش دهد. در مصاحبه با خبرنگار China Automotive News، او گفت، با این حال، در حال حاضر سوپرشارژرهای کاملاً مایع خنک شونده شمع های شارژ بیش از حد در مقیاس کاربردی محدود هستند و در نتیجه هزینه های بالاتری را به همراه دارند. علاوه بر این، از آنجایی که شارژ با قدرت بالا نیاز به بهینه سازی مدیریت ایمنی باتری و افزایش پلت فرم ولتاژ خودرو دارد، هزینه نیز بین 15 تا 20 درصد افزایش خواهد یافت. به طور کلی، توسعه فناوری شارژ با توان بالا مستلزم در نظر گرفتن همه جانبه عواملی مانند مدیریت ایمنی خودرو، قابلیت کنترل مستقل دستگاه های ولتاژ بالا و هزینه است. این یک فرآیند گام به گام است.

"هزینه بالاتر شمع های سوپرشارژ با مایع خنک کننده یکی از موانع عملی است که مانع از تبلیغ در مقیاس بزرگ آن می شود." هو فنگلین گفت که هزینه فعلی هر شمع سوپرشارژ هواوی حدود 600000 یوان است. در این مرحله، شرکت های کوچک و متوسط ​​به طور کلی درگیر در کسب و کار شارژ این تقریبا سخت است برای رقابت. با این حال، در چشم انداز توسعه بلندمدت، با گسترش کاربردها و کاهش هزینه ها، مزایای فراوان شمع های سوپرشارژ کاملاً مایع خنک شونده به تدریج برجسته خواهد شد. تقاضای سفت و سخت کاربران و بازار برای شارژ ایمن، پرسرعت و سریع، فضای وسیع تری را برای توسعه شمع های سوپرشارژ کاملاً خنک با مایع به ارمغان می آورد.

یک گزارش تحقیقاتی اخیر منتشر شده توسط CICC اشاره می کند که شارژ بیش از حد خنک کننده مایع باعث ارتقاء زنجیره صنعتی می شود و انتظار می رود اندازه بازار داخلی در سال 2026 به نزدیک به 9 میلیارد یوان برسد. این امر توسط شرکت های خودروسازی، شرکت های انرژی و غیره هدایت می شود. در ابتدا انتظار می‌رفت که تعداد ایستگاه‌های سوپرشارژ داخلی با خنک‌کننده مایع در سال 2026 به 45000 برسد.

Zeng Xin همچنین اشاره کرد که در سال 2021، کمتر از 10 مدل در بازار داخلی وجود خواهد داشت که از شارژ بیش از حد پشتیبانی می کند. در سال 2023، بیش از 140 مدل وجود خواهد داشت که از شارژ بیش از حد پشتیبانی می کنند، و در آینده تعداد بیشتری نیز خواهند داشت. این نه تنها بازتابی واقع بینانه از سرعت کار و زندگی مردم در پر کردن انرژی برای وسایل نقلیه جدید انرژی است، بلکه منعکس کننده روند توسعه تقاضای بازار است. به همین دلیل، چشم‌انداز توسعه شمع‌های شارژ فوق‌العاده کاملاً مایع خنک‌شونده بسیار امیدوارکننده است.