01.“การระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบซุปเปอร์ชาร์จ” คืออะไร?
หลักการทำงาน:
การชาร์จแบบซูเปอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลวเป็นการสร้างช่องทางการไหลเวียนของเหลวพิเศษระหว่างสายเคเบิลและปืนชาร์จ โดยเติมสารหล่อเย็นเหลวเพื่อระบายความร้อนเข้าไปในช่องทางดังกล่าว และสารหล่อเย็นจะหมุนเวียนผ่านปั๊มพลังงานเพื่อนำความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการชาร์จออกมา
ส่วนพลังงานของระบบใช้การระบายความร้อนด้วยของเหลวเพื่อระบายความร้อน และไม่มีการแลกเปลี่ยนอากาศกับสภาพแวดล้อมภายนอก จึงสามารถบรรลุการออกแบบ IP65 ได้ ในเวลาเดียวกัน ระบบยังใช้พัดลมปริมาณอากาศขนาดใหญ่เพื่อระบายความร้อนด้วยเสียงรบกวนต่ำและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสูง
02.ข้อดีของการซุปเปอร์ชาร์จด้วยการระบายความร้อนด้วยของเหลวคืออะไร?
ข้อดีของการซุปเปอร์ชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลว:
1. กระแสไฟที่มากขึ้นและความเร็วในการชาร์จที่รวดเร็ว กระแสไฟขาออกของกองชาร์จถูกจำกัดด้วยสายปืนชาร์จ สายทองแดงภายในสายปืนชาร์จนำไฟฟ้า และความร้อนที่เกิดจากสายจะแปรผันตามค่ากำลังสองของกระแสไฟฟ้า ยิ่งกระแสชาร์จมาก ความร้อนที่เกิดจากสายก็จะยิ่งมากขึ้น จะต้องลดลง เพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไป พื้นที่หน้าตัดของสายจะต้องเพิ่มขึ้น และแน่นอนว่าสายปืนจะหนักขึ้น ปืนชาร์จมาตรฐานแห่งชาติ 250A ปัจจุบันใช้สายเคเบิล 80mm2 ปืนชาร์จมีน้ำหนักมากโดยรวมและไม่งอได้ง่าย หากคุณต้องการชาร์จกระแสไฟฟ้าที่มากขึ้น คุณสามารถใช้ปืนชาร์จแบบคู่ได้เช่นกัน แต่เป็นเพียงมาตรการชั่วคราวในสถานการณ์เฉพาะ วิธีแก้ปัญหาขั้นสุดท้ายสำหรับการชาร์จกระแสไฟฟ้าสูงสามารถทำได้ด้วยการชาร์จด้วยปืนชาร์จระบายความร้อนด้วยของเหลวเท่านั้น
ภายในปืนชาร์จระบายความร้อนด้วยของเหลวจะมีสายเคเบิลและท่อน้ำ สายเคเบิลของปืนชาร์จระบายความร้อนด้วยของเหลว 500Aปืนชาร์จโดยทั่วไปจะมีขนาดเพียง 35 ตร.มม. และความร้อนจะถูกถ่ายเทออกไปโดยการไหลของสารหล่อเย็นในท่อน้ำ เนื่องจากสายไฟมีขนาดบาง ปืนชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวจึงเบากว่าปืนชาร์จแบบทั่วไป 30% ถึง 40% ปืนชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวยังต้องติดตั้งหน่วยระบายความร้อนซึ่งประกอบด้วยถังน้ำ ปั๊มน้ำ หม้อน้ำ และพัดลม ปั๊มน้ำขับเคลื่อนสารหล่อเย็นให้หมุนเวียนในสายปืน นำความร้อนไปที่หม้อน้ำ จากนั้นพัดออกไปโดยพัดลม ทำให้มีความจุในการรับน้ำหนักที่มากกว่าปืนชาร์จแบบระบายความร้อนตามธรรมชาติทั่วไป
2. สายปืนมีน้ำหนักเบาและอุปกรณ์ชาร์จมีน้ำหนักเบา
3. ความร้อนน้อยลง กระจายความร้อนได้รวดเร็ว และมีความปลอดภัยสูง ตัวเสาเข็มของเสาเข็มชาร์จแบบธรรมดาและเสาเข็มชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวกึ่งหนึ่งนั้นระบายความร้อนด้วยอากาศเพื่อระบายความร้อน อากาศจะเข้าสู่ตัวเสาเข็มจากด้านหนึ่ง พัดเอาความร้อนของส่วนประกอบไฟฟ้าและโมดูลเรกติไฟเออร์ออกไป และระบายออกจากตัวเสาเข็มอีกด้านหนึ่ง อากาศจะผสมกับฝุ่น ละอองเกลือ และไอน้ำ และดูดซับบนพื้นผิวของอุปกรณ์ภายใน ส่งผลให้ฉนวนของระบบไม่ดี กระจายความร้อนไม่ดี ประสิทธิภาพในการชาร์จต่ำ และอายุการใช้งานอุปกรณ์ลดลง สำหรับเสาเข็มชาร์จแบบธรรมดาหรือเสาเข็มชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวกึ่งหนึ่ง การกระจายความร้อนและการป้องกันเป็นแนวคิดที่ขัดแย้งกันสองประการ หากการป้องกันดี การออกแบบการกระจายความร้อนก็จะยาก และหากการกระจายความร้อนดี การป้องกันก็จะยากต่อการจัดการ
แท่นชาร์จระบายความร้อนด้วยของเหลวทั้งหมดใช้โมดูลชาร์จระบายความร้อนด้วยของเหลว ไม่มีท่ออากาศที่ด้านหน้าและด้านหลังของโมดูลระบายความร้อนด้วยของเหลว โมดูลนี้ใช้สารหล่อเย็นที่หมุนเวียนภายในแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวเพื่อแลกเปลี่ยนความร้อนกับโลกภายนอก ดังนั้น จึงสามารถปิดส่วนพลังงานของแท่นชาร์จได้อย่างสมบูรณ์เพื่อลดการกระจายความร้อน หม้อน้ำอยู่ภายนอก และความร้อนจะถูกส่งไปที่หม้อน้ำผ่านสารหล่อเย็นภายใน และอากาศภายนอกจะพัดเอาความร้อนออกไปที่พื้นผิวหม้อน้ำ โมดูลชาร์จระบายความร้อนด้วยของเหลวและอุปกรณ์เสริมไฟฟ้าภายในแท่นชาร์จไม่มีการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมภายนอก จึงได้รับการปกป้องระดับ IP65 และความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้น
4. เสียงรบกวนในการชาร์จต่ำและระดับการป้องกันที่สูงขึ้น เสาชาร์จแบบธรรมดาและเสาชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวกึ่งหนึ่งมีโมดูลชาร์จระบายความร้อนด้วยอากาศในตัว โมดูลระบายความร้อนด้วยอากาศสร้างขึ้นด้วยพัดลมขนาดเล็กความเร็วสูงหลายตัว และเสียงการทำงานสูงถึงมากกว่า 65db นอกจากนี้ยังมีพัดลมระบายความร้อนบนตัวเสาชาร์จ ปัจจุบัน เสาชาร์จที่ใช้โมดูลระบายความร้อนด้วยอากาศ เมื่อทำงานด้วยพลังงานเต็มที่ เสียงรบกวนจะสูงกว่า 70dB โดยทั่วไป มีผลกระทบเพียงเล็กน้อยในระหว่างวันแต่จะรบกวนมากในเวลากลางคืน ดังนั้น เสียงดังที่สถานีชาร์จจึงเป็นปัญหาที่ผู้ปฏิบัติงานบ่นมากที่สุด หากได้รับการบ่น พวกเขาจะต้องแก้ไขปัญหา อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายในการแก้ไขปัญหานั้นสูงและผลกระทบนั้นมีจำกัดมาก ในท้ายที่สุด พวกเขาต้องลดพลังงานเพื่อลดเสียงรบกวน
แท่นชาร์จที่ระบายความร้อนด้วยของเหลวทั้งหมดใช้สถาปัตยกรรมการกระจายความร้อนแบบสองรอบ โมดูลระบายความร้อนด้วยของเหลวภายในใช้ปั๊มน้ำเพื่อขับเคลื่อนการหมุนเวียนของสารหล่อเย็นเพื่อกระจายความร้อน และถ่ายเทความร้อนที่เกิดจากโมดูลไปยังหม้อน้ำครีบ การกระจายความร้อนภายนอกทำได้โดยพัดลมปริมาณมากความเร็วต่ำหรือเครื่องปรับอากาศ ความร้อนจะถูกกระจายออกจากอุปกรณ์ และเสียงของพัดลมที่ความเร็วต่ำและปริมาณอากาศมากจะต่ำกว่าพัดลมขนาดเล็กที่ความเร็วสูงมาก แท่นชาร์จซูเปอร์ชาร์จที่ระบายความร้อนด้วยของเหลวทั้งหมดยังใช้การออกแบบการกระจายความร้อนแบบแยกส่วนได้ คล้ายกับเครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วน หน่วยกระจายความร้อนจะวางห่างจากฝูงชน และสามารถแลกเปลี่ยนความร้อนกับสระน้ำและน้ำพุเพื่อให้กระจายความร้อนได้ดีขึ้นและลดต้นทุน
5. TCO ต่ำ
ต้นทุนของอุปกรณ์ชาร์จที่สถานีชาร์จจะต้องพิจารณาจากต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน (TCO) ของเสาชาร์จ อายุการใช้งานของเสาชาร์จแบบดั้งเดิมที่ใช้โมดูลชาร์จระบายความร้อนด้วยอากาศโดยทั่วไปจะไม่เกิน 5 ปี แต่ระยะเวลาเช่าปัจจุบันสำหรับการดำเนินงานสถานีชาร์จคือ 8-10 ปี ซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์ชาร์จจะต้องเปลี่ยนอย่างน้อยหนึ่งครั้งตลอดรอบการทำงานของสถานี ในทางกลับกัน อายุการใช้งานของเสาชาร์จระบายความร้อนด้วยของเหลวทั้งหมดคืออย่างน้อย 10 ปี ซึ่งสามารถครอบคลุมอายุการใช้งานทั้งหมดของสถานีได้ ในขณะเดียวกัน เมื่อเปรียบเทียบกับเสาชาร์จที่ใช้โมดูลระบายความร้อนด้วยอากาศซึ่งต้องเปิดตู้บ่อยๆ กำจัดฝุ่น บำรุงรักษา และดำเนินการอื่นๆ เสาชาร์จระบายความร้อนด้วยของเหลวทั้งหมดจะต้องล้างหลังจากฝุ่นสะสมในหม้อน้ำภายนอกเท่านั้น ทำให้การบำรุงรักษาเป็นเรื่องง่าย
TCO ของระบบการชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวทั้งหมดนั้นต่ำกว่าระบบการชาร์จแบบดั้งเดิมที่ใช้โมดูลการชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยอากาศ และด้วยการนำระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวทั้งหมดไปใช้งานอย่างแพร่หลาย ข้อได้เปรียบด้านต้นทุนจึงชัดเจนยิ่งขึ้น
03. สถานะทางการตลาดของซุปเปอร์ชาร์จระบายความร้อนด้วยของเหลว
ตามข้อมูลล่าสุดของ China Charging Alliance พบว่าในเดือนกุมภาพันธ์ 2023 มีเสาชาร์จสาธารณะเพิ่มขึ้น 31,000 ต้นเมื่อเทียบกับเดือนมกราคม 2023 ซึ่งเพิ่มขึ้น 54.1% เมื่อเทียบเป็นรายปีในเดือนกุมภาพันธ์ ณ เดือนกุมภาพันธ์ 2023 หน่วยงานสมาชิกภายในพันธมิตรรายงานว่ามีเสาชาร์จสาธารณะรวม 1.869 ล้านต้น ซึ่งรวมถึง 796,000 ต้นกองชาร์จ DCและ 1.072 ล้านกองชาร์จ AC.
ในความเป็นจริง เนื่องจากอัตราการเจาะตลาดของยานยนต์พลังงานใหม่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและสิ่งอำนวยความสะดวกที่รองรับ เช่น เสาชาร์จได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว เทคโนโลยีใหม่ของซูเปอร์ชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวจึงกลายเป็นจุดสนใจของการแข่งขันในอุตสาหกรรม บริษัทยานยนต์พลังงานใหม่และบริษัทเสาชาร์จหลายแห่งก็เริ่มดำเนินการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีและรูปแบบการชาร์จเกินเช่นกัน
Tesla เป็นบริษัทผลิตรถยนต์รายแรกในอุตสาหกรรมที่ใช้แท่นชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวเป็นชุด ปัจจุบัน Tesla ได้ใช้แท่นชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวมากกว่า 1,500 แห่งในจีน โดยมีแท่นชาร์จทั้งหมด 10,000 แท่น แท่นชาร์จ Tesla V3 ใช้การออกแบบแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวทั้งหมด โมดูลชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลว และปืนชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลว ปืนเพียงกระบอกเดียวสามารถชาร์จได้สูงถึง 250kW/600A ซึ่งสามารถเพิ่มระยะเดินทางได้ 250 กิโลเมตรในเวลา 15 นาที รุ่น V4 กำลังจะถูกนำไปใช้งานเป็นชุด ชุดชาร์จนี้ยังเพิ่มพลังในการชาร์จเป็น 350kW ต่อปืนหนึ่งกระบอกอีกด้วย
ต่อมา Porsche Taycan ได้เปิดตัวสถาปัตยกรรมไฟฟ้าแรงดันสูง 800V เป็นครั้งแรกของโลกและรองรับการชาร์จเร็วกำลังสูง 350kW; Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 รุ่นจำกัดทั่วโลกมีกระแสไฟฟ้าสูงถึง 600A แรงดันไฟฟ้าสูงสุด 800V และกำลังชาร์จสูงสุด 480kW; GAC AION V มีแรงดันไฟฟ้าสูงสุดถึง 1,000V กระแสไฟฟ้าสูงถึง 600A และกำลังชาร์จสูงสุด 480kW; Xiaopeng G9 รถยนต์ที่ผลิตจำนวนมากพร้อมแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าซิลิกอนคาร์ไบด์ 800V เหมาะสำหรับการชาร์จเร็วพิเศษ 480kW;
04. แนวโน้มในอนาคตของการซุปเปอร์ชาร์จด้วยการระบายความร้อนด้วยของเหลวจะเป็นอย่างไร?
สาขาการโอเวอร์ชาร์จด้วยการระบายความร้อนด้วยของเหลวยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น มีศักยภาพสูงและมีแนวโน้มการพัฒนาที่กว้างขวาง การระบายความร้อนด้วยของเหลวเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ยอดเยี่ยมสำหรับการชาร์จพลังงานสูง ไม่มีปัญหาทางเทคนิคในการออกแบบและการผลิตแหล่งจ่ายไฟแบบกองชาร์จพลังงานสูงในและต่างประเทศ จำเป็นต้องแก้ไขการเชื่อมต่อสายเคเบิลจากแหล่งจ่ายไฟแบบกองชาร์จพลังงานสูงไปยังปืนชาร์จ
อย่างไรก็ตาม อัตราการเจาะตลาดของแท่นชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวกำลังสูงในประเทศของฉันยังคงต่ำอยู่ เนื่องจากแท่นชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวมีต้นทุนค่อนข้างสูง และแท่นชาร์จเร็วจะเข้าสู่ตลาดที่มีมูลค่าหลายแสนล้านในปี 2025 ตามข้อมูลสาธารณะ ราคาแท่นชาร์จเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 0.4 หยวน/W คาดว่าราคาแท่นชาร์จเร็ว 240kW อยู่ที่ประมาณ 96,000 หยวน ตามราคาสายแท่นชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวในงานแถลงข่าว CHINAEVSE ซึ่งอยู่ที่ 20,000 หยวน/ชุด คาดว่าต้นทุนของแท่นชาร์จแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวจะอยู่ที่ประมาณ คิดเป็นประมาณ 21% ของต้นทุนแท่นชาร์จ และกลายเป็นส่วนประกอบที่มีราคาแพงที่สุดรองจากโมดูลชาร์จ คาดว่าเมื่อจำนวนโมเดลชาร์จเร็วพลังงานใหม่เพิ่มขึ้น พื้นที่ตลาดสำหรับแท่นชาร์จพลังงานสูงก็จะเพิ่มขึ้นกองชาร์จเร็วในประเทศของฉันจะอยู่ที่ประมาณ 133.4 พันล้านหยวนในปี 2025
ในอนาคต เทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบซุปเปอร์ชาร์จจะยังคงเร่งการเจาะตลาดต่อไป
การพัฒนาและการวางเค้าโครงของเทคโนโลยีการชาร์จเกินแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวกำลังสูงยังคงต้องดำเนินต่อไปอีกไกล ซึ่งต้องอาศัยความร่วมมือจากบริษัทผลิตรถยนต์ บริษัทแบตเตอรี่ บริษัทเสาเข็ม และฝ่ายอื่นๆ ด้วยวิธีนี้เท่านั้นที่เราจะสนับสนุนการพัฒนาอุตสาหกรรมรถยนต์ไฟฟ้าของจีนได้ดีขึ้น ส่งเสริมการชาร์จไฟและ V2G ให้เป็นระเบียบมากขึ้น ช่วยอนุรักษ์พลังงานและลดการปล่อยมลพิษ พัฒนาคาร์บอนต่ำและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และเร่งการบรรลุเป้าหมายเชิงกลยุทธ์ "คาร์บอนสองเท่า"
เวลาโพสต์ : 04 มี.ค. 2567