01. "การระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบซุปเปอร์ชาร์จ" คืออะไร?
หลักการทำงาน:
ซูเปอร์ชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลว คือการสร้างช่องทางหมุนเวียนของเหลวพิเศษระหว่างสายเคเบิลและปืนชาร์จ เติมสารหล่อเย็นเหลวเพื่อระบายความร้อนเข้าไปในช่องทางดังกล่าว และหมุนเวียนสารหล่อเย็นผ่านปั๊มกำลังเพื่อนำความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการชาร์จออกมา
ส่วนจ่ายไฟของระบบใช้ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวเพื่อระบายความร้อน และไม่มีการแลกเปลี่ยนอากาศกับสภาพแวดล้อมภายนอก จึงสามารถออกแบบตามมาตรฐาน IP65 ได้ ขณะเดียวกัน ระบบยังใช้พัดลมระบายอากาศขนาดใหญ่เพื่อระบายความร้อนด้วยเสียงรบกวนต่ำและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
02.ข้อดีของการซุปเปอร์ชาร์จด้วยการระบายความร้อนด้วยของเหลวคืออะไร?
ข้อดีของการซุปเปอร์ชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลว:
1. กระแสไฟที่มากขึ้นและความเร็วในการชาร์จที่รวดเร็ว กระแสไฟขาออกของกองชาร์จถูกจำกัดด้วยสายปืนชาร์จ สายทองแดงภายในสายปืนชาร์จนำไฟฟ้า และความร้อนที่เกิดจากสายเคเบิลจะแปรผันตามค่ากำลังสองของกระแสไฟฟ้า ยิ่งกระแสชาร์จมาก ความร้อนที่เกิดจากสายเคเบิลก็จะยิ่งมากขึ้น จำเป็นต้องลดความร้อนลง เพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไป ต้องเพิ่มพื้นที่หน้าตัดของสายไฟ ซึ่งแน่นอนว่าสายปืนจะมีน้ำหนักมากขึ้น ปืนชาร์จมาตรฐานแห่งชาติ 250A ในปัจจุบันมักใช้สายเคเบิลขนาด 80 ตารางมิลลิเมตร ปืนชาร์จโดยรวมมีน้ำหนักมากและไม่งอได้ง่าย หากต้องการชาร์จกระแสไฟฟ้าให้ได้มากขึ้น คุณสามารถใช้ปืนชาร์จแบบคู่ได้ แต่นี่เป็นเพียงมาตรการชั่วคราวในบางสถานการณ์เท่านั้น วิธีแก้ปัญหาขั้นสุดท้ายสำหรับการชาร์จกระแสสูงสามารถทำได้โดยใช้ปืนชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวเท่านั้น
ภายในปืนชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวมีสายเคเบิลและท่อน้ำ สายเคเบิลของปืนชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวขนาด 500Aปืนชาร์จโดยทั่วไปจะมีขนาดเพียง 35 ตารางมิลลิเมตร และความร้อนจะถูกระบายออกโดยการไหลของน้ำหล่อเย็นในท่อน้ำ เนื่องจากสายเคเบิลมีความบาง ปืนชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวจึงมีน้ำหนักเบากว่าปืนชาร์จทั่วไป 30% ถึง 40% ปืนชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวยังต้องติดตั้งชุดระบายความร้อน ซึ่งประกอบด้วยถังน้ำ ปั๊มน้ำ หม้อน้ำ และพัดลม ปั๊มน้ำจะขับเคลื่อนน้ำหล่อเย็นให้หมุนเวียนในท่อปืน นำความร้อนไปยังหม้อน้ำ แล้วจึงระบายออกโดยพัดลม ทำให้มีความจุในการรองรับที่สูงกว่าปืนชาร์จแบบระบายความร้อนตามธรรมชาติทั่วไป
2. สายปืนมีน้ำหนักเบาและอุปกรณ์ชาร์จมีน้ำหนักเบา
3. ความร้อนต่ำ กระจายความร้อนรวดเร็ว และมีความปลอดภัยสูง ตัวเสาเข็มของเสาเข็มชาร์จแบบทั่วไปและเสาเข็มชาร์จแบบกึ่งระบายความร้อนด้วยของเหลวระบายความร้อนด้วยอากาศเพื่อระบายความร้อน อากาศจะเข้าสู่ตัวเสาเข็มจากด้านหนึ่ง ระบายความร้อนจากส่วนประกอบไฟฟ้าและโมดูลเรียงกระแส และระบายออกจากตัวเสาเข็มอีกด้านหนึ่ง อากาศจะผสมกับฝุ่น ละอองเกลือ และไอน้ำ และถูกดูดซับบนพื้นผิวของอุปกรณ์ภายใน ส่งผลให้ฉนวนของระบบไม่ดี ระบายความร้อนได้ไม่ดี ประสิทธิภาพในการชาร์จต่ำ และอายุการใช้งานของอุปกรณ์ลดลง สำหรับเสาเข็มชาร์จแบบทั่วไปหรือเสาเข็มชาร์จแบบกึ่งระบายความร้อนด้วยของเหลว การกระจายความร้อนและการป้องกันเป็นแนวคิดที่ขัดแย้งกัน หากการป้องกันที่ดี การออกแบบการกระจายความร้อนจะยาก และหากการกระจายความร้อนที่ดี การป้องกันก็จะยากเช่นกัน
แท่นชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวทั้งหมดใช้โมดูลชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลว ไม่มีท่ออากาศที่ด้านหน้าและด้านหลังของโมดูลระบายความร้อนด้วยของเหลว โมดูลนี้อาศัยน้ำหล่อเย็นที่หมุนเวียนอยู่ภายในแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวเพื่อแลกเปลี่ยนความร้อนกับโลกภายนอก ดังนั้น ส่วนจ่ายไฟของแท่นชาร์จจึงสามารถปิดสนิทเพื่อลดการระบายความร้อน หม้อน้ำอยู่ภายนอก โดยความร้อนจะถูกส่งผ่านน้ำหล่อเย็นภายในไปยังหม้อน้ำ และอากาศภายนอกจะพัดพาความร้อนบนพื้นผิวหม้อน้ำออกไป โมดูลชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวและอุปกรณ์เสริมไฟฟ้าภายในแท่นชาร์จไม่มีการสัมผัสโดยตรงกับสภาพแวดล้อมภายนอก จึงได้มาตรฐานการป้องกัน IP65 และความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้น
4. เสียงรบกวนในการชาร์จต่ำและระดับการป้องกันที่สูงขึ้น แท่นชาร์จแบบทั่วไปและแท่นชาร์จแบบกึ่งระบายความร้อนด้วยของเหลวมีโมดูลชาร์จระบายความร้อนด้วยอากาศในตัว โมดูลระบายความร้อนด้วยอากาศประกอบด้วยพัดลมขนาดเล็กความเร็วสูงหลายตัว และเสียงขณะทำงานสูงกว่า 65 เดซิเบล นอกจากนี้ยังมีพัดลมระบายความร้อนบนตัวแท่นชาร์จด้วย ปัจจุบันแท่นชาร์จที่ใช้โมดูลระบายความร้อนด้วยอากาศ เมื่อทำงานเต็มกำลัง เสียงรบกวนจะสูงกว่า 70 เดซิเบล ผลกระทบต่อการชาร์จน้อยมากในเวลากลางวัน แต่รบกวนมากในเวลากลางคืน ดังนั้น เสียงดังที่สถานีชาร์จจึงเป็นปัญหาที่ผู้ใช้งานบ่นมากที่สุด หากได้รับการร้องเรียน พวกเขาจำเป็นต้องแก้ไขปัญหา อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายในการแก้ไขปัญหาค่อนข้างสูงและผลกระทบมีจำกัดมาก สุดท้ายแล้ว พวกเขาจำเป็นต้องลดการใช้พลังงานเพื่อลดเสียงรบกวน
แท่นชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวทั้งหมดใช้สถาปัตยกรรมการกระจายความร้อนแบบสองรอบ โมดูลระบายความร้อนด้วยของเหลวภายในใช้ปั๊มน้ำเพื่อขับเคลื่อนการไหลเวียนของน้ำหล่อเย็นเพื่อระบายความร้อน และถ่ายโอนความร้อนที่เกิดจากโมดูลไปยังครีบระบายความร้อน การกระจายความร้อนภายนอกทำได้โดยพัดลมหรือเครื่องปรับอากาศที่มีความเร็วต่ำและปริมาณลมสูง ความร้อนจะถูกระบายออกจากตัวเครื่อง และเสียงของพัดลมที่ความเร็วต่ำและปริมาณลมมากจะต่ำกว่าพัดลมขนาดเล็กที่มีความเร็วสูงมาก แท่นชาร์จแบบซูเปอร์ชาร์จที่ระบายความร้อนด้วยของเหลวทั้งหมดยังสามารถใช้การออกแบบการกระจายความร้อนแบบแยกส่วนได้ เช่นเดียวกับเครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วน ชุดกระจายความร้อนถูกจัดวางให้ห่างจากฝูงชน และยังสามารถแลกเปลี่ยนความร้อนกับสระน้ำและน้ำพุเพื่อให้การกระจายความร้อนดีขึ้นและลดต้นทุนได้อีกด้วย
5. TCO ต่ำ
ต้นทุนของอุปกรณ์ชาร์จที่สถานีชาร์จต้องพิจารณาจากต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน (TCO) ของเสาชาร์จ โดยทั่วไปอายุการใช้งานของเสาชาร์จแบบดั้งเดิมที่ใช้โมดูลชาร์จระบายความร้อนด้วยอากาศจะไม่เกิน 5 ปี แต่ปัจจุบันระยะเวลาเช่าใช้งานสถานีชาร์จอยู่ที่ 8-10 ปี ซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์ชาร์จจำเป็นต้องเปลี่ยนอย่างน้อยหนึ่งครั้งตลอดอายุการใช้งานของสถานี ในทางกลับกัน เสาชาร์จระบายความร้อนด้วยของเหลวทั้งหมดมีอายุการใช้งานอย่างน้อย 10 ปี ซึ่งครอบคลุมอายุการใช้งานทั้งหมดของสถานี ขณะเดียวกัน เมื่อเปรียบเทียบกับเสาชาร์จที่ใช้โมดูลระบายความร้อนด้วยอากาศซึ่งต้องเปิดตู้บ่อยๆ กำจัดฝุ่น บำรุงรักษา และดำเนินการอื่นๆ เสาชาร์จระบายความร้อนด้วยของเหลวทั้งหมดจะต้องล้างหลังจากฝุ่นสะสมในหม้อน้ำภายนอกเท่านั้น ทำให้การบำรุงรักษาเป็นเรื่องง่าย
TCO ของระบบการชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวทั้งหมดนั้นต่ำกว่าระบบการชาร์จแบบดั้งเดิมที่ใช้โมดูลการชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยอากาศ และด้วยการนำระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวทั้งหมดไปใช้อย่างแพร่หลาย ข้อได้เปรียบด้านความคุ้มทุนก็จะชัดเจนมากขึ้น
03. สถานะทางการตลาดของซุปเปอร์ชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลว
ข้อมูลล่าสุดจาก China Charging Alliance ระบุว่าในเดือนกุมภาพันธ์ 2566 มีเสาชาร์จสาธารณะเพิ่มขึ้น 31,000 ต้น เมื่อเทียบกับเดือนมกราคม 2566 ซึ่งเพิ่มขึ้น 54.1% เมื่อเทียบกับช่วงเดียวกันของปีก่อน ณ เดือนกุมภาพันธ์ 2566 หน่วยงานสมาชิกภายใน China Charging Alliance รายงานว่ามีเสาชาร์จสาธารณะรวม 1.869 ล้านต้น ซึ่งรวมถึง 796,000 ต้นกองชาร์จ DCและ 1.072 ล้านกองชาร์จ AC.
ในความเป็นจริง เนื่องจากอัตราการใช้รถยนต์พลังงานใหม่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และสิ่งอำนวยความสะดวกที่รองรับ เช่น เสาชาร์จกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว เทคโนโลยีซูเปอร์ชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวจึงกลายเป็นจุดสนใจของการแข่งขันในอุตสาหกรรมนี้ บริษัทรถยนต์พลังงานใหม่และบริษัทเสาชาร์จหลายแห่งก็เริ่มดำเนินการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีและการวางผังระบบโอเวอร์ชาร์จเช่นกัน
เทสลาเป็นบริษัทรถยนต์รายแรกในอุตสาหกรรมที่นำซูเปอร์ชาร์จเจอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลวมาใช้งานเป็นชุด ปัจจุบันเทสลาได้ติดตั้งสถานีซูเปอร์ชาร์จเจอร์มากกว่า 1,500 แห่งในประเทศจีน โดยมีซูเปอร์ชาร์จเจอร์ทั้งหมด 10,000 ชุด ซูเปอร์ชาร์จเจอร์ Tesla V3 ใช้การออกแบบที่ระบายความร้อนด้วยของเหลวทั้งหมด โมดูลชาร์จระบายความร้อนด้วยของเหลว และปืนชาร์จระบายความร้อนด้วยของเหลว ปืนชาร์จหนึ่งกระบอกสามารถชาร์จได้สูงสุด 250 กิโลวัตต์/600 แอมป์ ซึ่งสามารถเพิ่มระยะทางเดินทางได้ 250 กิโลเมตรภายใน 15 นาที ส่วนรุ่น V4 กำลังจะถูกนำไปใช้งานเป็นชุด ซูเปอร์ชาร์จเจอร์นี้ยังเพิ่มกำลังชาร์จเป็น 350 กิโลวัตต์ต่อปืนชาร์จหนึ่งกระบอก
ต่อมา Porsche Taycan ได้เปิดตัวสถาปัตยกรรมไฟฟ้าแรงดันสูง 800V เป็นครั้งแรกของโลกและรองรับการชาร์จเร็วกำลังสูง 350kW; Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 รุ่นลิมิเต็ดอิดิชั่นระดับโลกมีกระแสไฟฟ้าสูงสุดถึง 600A แรงดันไฟฟ้าสูงสุด 800V และกำลังชาร์จสูงสุด 480kW; GAC AION V มีแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 1,000V กระแสไฟฟ้าสูงสุด 600A และกำลังชาร์จสูงสุด 480kW; Xiaopeng G9 รถยนต์ที่ผลิตจำนวนมากพร้อมแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าซิลิคอนคาร์ไบด์ 800V เหมาะสำหรับการชาร์จเร็วพิเศษ 480kW;
04. แนวโน้มในอนาคตของการซุปเปอร์ชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวจะเป็นอย่างไร?
วงการโอเวอร์ชาร์จด้วยระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น มีศักยภาพสูงและมีแนวโน้มการพัฒนาที่กว้างขวาง ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวเป็นโซลูชันที่ยอดเยี่ยมสำหรับการชาร์จพลังงานสูง การออกแบบและการผลิตแหล่งจ่ายไฟแบบแท่นชาร์จกำลังสูงทั้งในประเทศและต่างประเทศไม่มีปัญหาทางเทคนิคใดๆ จำเป็นต้องแก้ไขปัญหาการเชื่อมต่อสายเคเบิลจากแหล่งจ่ายไฟแบบแท่นชาร์จกำลังสูงไปยังปืนชาร์จ
อย่างไรก็ตาม อัตราการเจาะตลาดของแท่นชาร์จซูเปอร์ชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวกำลังสูงในประเทศของผมยังคงต่ำ เนื่องจากแท่นชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวมีต้นทุนที่ค่อนข้างสูง และแท่นชาร์จแบบเร็วจะเข้าสู่ตลาดที่มีมูลค่าหลายแสนล้านดอลลาร์ในปี 2025 ตามข้อมูลสาธารณะ ราคาแท่นชาร์จเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 0.4 หยวน/วัตต์ คาดว่าราคาของแท่นชาร์จแบบเร็วขนาด 240 กิโลวัตต์จะอยู่ที่ประมาณ 96,000 หยวน จากราคาสายเคเบิลแท่นชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวในงานแถลงข่าว CHINAEVSE ซึ่งอยู่ที่ 20,000 หยวน/ชุด คาดว่าราคาของแท่นชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวจะอยู่ที่ประมาณ คิดเป็นประมาณ 21% ของต้นทุนแท่นชาร์จทั้งหมด และกลายเป็นส่วนประกอบที่มีราคาแพงที่สุดรองจากโมดูลชาร์จ คาดว่าเมื่อจำนวนรุ่นชาร์จเร็วพลังงานใหม่ๆ เพิ่มขึ้น พื้นที่ตลาดของแท่นชาร์จแบบเร็วกำลังสูงก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกันกองชาร์จเร็วในประเทศของฉันจะอยู่ที่ประมาณ 133.4 พันล้านหยวนในปี 2568
ในอนาคต เทคโนโลยีการอัดอากาศแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวจะเร่งการเจาะทะลุมากขึ้น
การพัฒนาและการวางผังเทคโนโลยีการโอเวอร์ชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวกำลังสูงยังคงต้องพัฒนาอีกมาก จำเป็นต้องอาศัยความร่วมมือจากบริษัทรถยนต์ บริษัทแบตเตอรี่ บริษัทเสาเข็ม และหน่วยงานอื่นๆ ด้วยวิธีนี้เท่านั้นที่จะช่วยสนับสนุนการพัฒนาอุตสาหกรรมรถยนต์ไฟฟ้าของจีนได้ดียิ่งขึ้น ส่งเสริมการชาร์จไฟอย่างเป็นระเบียบและ V2G ส่งเสริมการอนุรักษ์พลังงานและลดการปล่อยมลพิษ พัฒนาคาร์บอนต่ำและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และเร่งบรรลุเป้าหมายเชิงกลยุทธ์ "คาร์บอนคู่"
เวลาโพสต์: 4 มี.ค. 2567