يرافق مهرجان الربيع السنوي وسائل النقل السنوية لعيد الربيع.لطالما كانت مشكلة شحن السيارات الكهربائية أثناء القيادة لمسافات طويلة بمثابة ألم لا يمحى لأصحاب السيارات.على الرغم من أن نطاق الرحلات البحرية للسيارات الكهربائية وإنشاء البنية التحتية للشحن قد أحرز تقدمًا كبيرًا في السنوات الأخيرة، إلا أن المسافة التي تزيد عن 500 كيلومتر غالبًا ما تجعل رحلة العودة إلى المنزل أكثر قلقًا بعض الشيء.
01 الاتجاهالتبريد السائلالشحن الفائق
اعتبارًا من نهاية عام 2022، سيكون هناك أكثر من 300 مليون مركبة ركاب تعمل بالوقود في البلاد، تدعم 110.000 محطة وقود بحوالي 2 مليون بندقية للتزود بالوقود، وتبلغ نسبة المركبات إلى المدفع 150:1؛وفي المقابل، يوجد حالياً حوالي 1300 سيارة ركاب كهربائية في بلدي.هناك 5.21 مليون أكوام شحن، منها 761000 أكوام شحن عامة بالتيار المستمر، ونسبة المركبات إلى أكوام الشحن السريع هي 17.1:1.كل مركبة كهربائية لديها المزيد من الجمهوركومة الشحن السريعمن مركبات الوقود.ومع ذلك، لا يجرؤ أصحاب المركبات الكهربائية على القيادة لمسافات طويلة، لأن وقت التزود بالوقود لمركبات الوقود يبلغ حوالي 5 دقائق، ويتطلب الشحن السريع للسيارات الكهربائية السائدة الجديدة ما لا يقل عن نصف ساعة إلى ساعة واحدة.
مفتاح حل مشكلة الانتظار في محطات الشحن السريع هو تحقيق الشحن لمدة 5 دقائق, أي استخدام الشحن الفائق عالي الطاقة والمبرد بالسائل.
أطلقت شركات السيارات المحلية الرئيسية أو ستطلق قريبًا مركبات فائقة الشحن تدعم منصات 800 فولت، محققة تجربة إضافة 200 كيلومتر من عمر البطارية بعد الشحن بقوة 480 كيلووات في غضون 5 دقائق.ومع ذلك، فإن معظمموجودأكوام الشحن الفائق المبردة بالسوائلاستخدم مسدسات الشحن المبردة بالسائل على أساس أكوام الشحن التقليدية المبردة بالهواء لتحقيق أقصى خرج شحن يبلغ 600 أمبير.نحن نسميها في الوقت الحالي أكوام الشحن الفائقة شبه المبردة بالسائل.جزء الطاقة من كومة الشحن الزائد شبه المبردة بالسائل هو تبديد الحرارة المبرد بالهواء.ومع زيادة قوة الشحن، يزداد الضجيج أيضًا.في الوقت نفسه، نظرًا لأن الهواء يتدفق عبر جسم الوبر، فمن الصعب ضمان موثوقية كومة الشحن، وتكون تكاليف الصيانة اللاحقة أعلى.المقابلة لها هي كومة الشحن الفائق المبردة بالسائل بالكامل، والتييستخدم وحدة شحن مبردة بالسائل ومسدس شحن مبرد بالسائل.يعتمد النظام العام على تصميم تبديد الحرارة المبرد بالسائل، والذي يتميز بخصائص تيار الشحن الكبير والضوضاء المنخفضة والموثوقية العالية.نظام الشحن الزائد المبرد بالسائل الكامل هو اتجاه تطوير الشحن الزائد المبرد بالسائل في المستقبل.
02 مزايا شحن التبريد السائل الكامل
الميزة 1: التيار العالي
إن تيار الإخراج لكومة الشحن محدود بواسطة كابل مسدس الشحن.يقوم مسدس الشحن بتوصيل الكهرباء عن طريق الكابل النحاسي الموجود داخل سلك البندقية، ويتناسب تسخين الكابل مع القيمة المربعة للتيار.كلما زاد تيار الشحن، زاد تسخين الكابل.لتقليل توليد الحرارة للكابل وتجنب ارتفاع درجة الحرارة، يجب زيادة مساحة المقطع العرضي للسلك، وبالطبع سيكون سلك البندقية أثقل.يستخدم مسدس الشحن القياسي الوطني الحالي 250A بشكل عام 80 مم2 الكابل، ومسدس الشحن الإجمالي ثقيل وليس من السهل ثنيه.إذا كنت ترغب في تحقيق شحن تيار أعلى، فيمكنك أيضًا استخدام مسدسات الشحن المزدوجة، ولكن هذا مجرد إجراء مناسب لمناسبات محددة.الحل النهائي للشحن بتيار عالٍ هو الشحن فقط باستخدام مسدسات الشحن المبردة بالسائل.
توجد كابلات وأنابيب مياه داخل مسدس الشحن المبرد بالسائل.عادةً ما يكون طول كابل مسدس الشحن المبرد بالسائل 500A 35 مم فقط2 ، ويتدفق سائل التبريد في أنبوب الماء لإزالة الحرارة.نظرًا لأن الكابل رفيع، فإن مسدس الشحن المبرد بالسائل أخف بنسبة 30% إلى 40% من مسدس الشحن التقليدي.يجب أيضًا أن يكون مسدس الشحن المبرد بالسائل مزودًا بوحدة تبريد تتكون من خزان مياه ومضخة مياه ومبرد ومروحة.تعمل مضخة المياه على دفع سائل التبريد للدوران في خط المسدس، مما ينقل الحرارة إلى الرادياتير، ثم يتم نفخه بعيدًا بواسطة المروحة، وذلك لتحقيق قدرة حمل أكبر من بنادق الشحن التقليدية ذات التبريد الطبيعي.
الميزة 2: موثوقية عالية
تعتمد موثوقية كومة الشحن إلى حد كبير على موثوقية وحدة الشحن، أي أنها تتأثر بشكل كبير بالبيئة الخارجية للتشغيل.
يتم تبريد وتبديد خزانة أكوام الشحن التقليدية وأكوام الشحن شبه المبردة بالسائل.سيتم خلط الهواء مع الغبار والضباب الملحي وبخار الماء ويتم امتصاصه على سطح الأجهزة الداخلية، مما يؤدي إلى ضعف عزل النظام وضعف تبديد الحرارة وانخفاض كفاءة الشحن وتقليل عمر المعدات.بالنسبة لأكوام الشحن التقليدية أو أكوام الشحن شبه المبردة بالسائل، فإن تبديد الحرارة والحماية هما مفهومان متناقضان.إذا كانت الحماية جيدة، فمن الصعب تصميم تبديد الحرارة، وإذا كان تبديد الحرارة جيدًا، فمن الصعب التعامل مع الحماية.
تعتمد كومة الشحن المبردة بالسائل بالكامل وحدة شحن مبردة بالسائل.لا توجد قناة هواء في الجزء الأمامي والخلفي من الوحدة المبردة بالسائل.تعتمد الوحدة على سائل التبريد المتداول داخل اللوحة المبردة بالسائل لتبادل الحرارة مع العالم الخارجي، بحيث يمكن إحاطة جزء الطاقة من كومة الشحن بالكامل لتقليل تبديد الحرارة.المبرد خارجي، ويتم جلب الحرارة إلى المبرد من خلال المبرد الموجود بالداخل، ويقوم الهواء الخارجي بطرد الحرارة الموجودة على سطح المبرد.الوحدة شحن مبردة بالسائلوالملحقات الكهربائية الموجودة في كومة الشحن لا تتصل بالبيئة الخارجية، بحيث يمكن تحقيق حماية IP65 وتكون الموثوقية أعلى.
الميزة الثالثة: انخفاض مستوى الضجيج
تحتوي أكوام الشحن التقليدية وأكوام الشحن شبه المبردة بالسائل على وحدات شحن مدمجة مبردة بالهواء.تحتوي الوحدات المبردة بالهواء على مراوح صغيرة متعددة عالية السرعة، ويمكن أن يصل ضجيج التشغيل إلى أكثر من 65 ديسيبل.تزيد الضوضاء بشكل أساسي عن 70 ديسيبل عند التشغيل بكامل طاقته، وهو ما يكون له تأثير ضئيل خلال النهار، ولكنه مزعج للغاية في الليل.ولذلك، فإن الضوضاء العالية لمحطة الشحن هي المشكلة الأكثر شكوى من قبل المشغلين، وعليهم تصحيحها إذا تم تقديم شكوى لهم.ومع ذلك، فإن تكلفة التصحيح مرتفعة وتأثيرها محدود للغاية.في النهاية، عليهم تقليل الطاقة لتقليل الضوضاء.
تعتمد كومة الشحن المبردة بالسائل بالكامل على هيكل تبديد الحرارة ثنائي الدورة.تعتمد الوحدة الداخلية المبردة بالسائل على مضخة مياه لدفع المبرد لتدوير الحرارة، ونقل الحرارة الناتجة عن الوحدة إلى المبرد ذي الزعانف.تتبدد الحرارة من الجهاز، ويكون ضجيج المروحة ذات السرعة المنخفضة وحجم الهواء الكبير أقل بكثير من ضجيج المروحة الصغيرة ذات السرعة الأعلى.كومة الشحن الفائق المبردة بالسائل بالكامل يمكن أن تتبنى أيضًا تصميم تبديد الحرارة من النوع المنفصل، والذي يشبه مكيف الهواء من النوع المنفصل.تم وضع وحدة تبديد الحرارة بعيدًا عن الحشود، ويمكنها حتى تبادل الحرارة مع حمامات السباحة والنافورات لتحقيق تبديد أفضل للحرارة ودرجة حرارة أقل.ضوضاء.
الميزة 4: انخفاض التكلفة الإجمالية للملكية
يجب أن تؤخذ تكلفة معدات الشحن في محطة الشحن في الاعتبار من إجمالي تكلفة دورة الحياة (TCO) لكومة الشحن.عمر كومة الشحن التقليدية مع وحدات الشحن المبردة بالهواء لا يتجاوز بشكل عام 5 سنوات، ولكن فترة الإيجار الحالية لتشغيل محطة الشحن هي 8-10 سنوات، مما يعني أنه يجب استبدال معدات الشحن مرة واحدة على الأقل خلال الدورة التشغيلية للمحطة.في المقابل، فإن عمر الخدمة لأكوام الشحن المبردة بالسائل بالكامل لا يقل عن 10 سنوات، والتي يمكن أن تغطي دورة حياة المحطة بأكملها.في الوقت نفسه، بالمقارنة مع كومة الشحن التي تستخدم وحدة تبريد الهواء، والتي تتطلب عمليات متكررة مثل فتح الخزانة لإزالة الغبار والصيانة، فإن كومة الشحن المبردة بالسائل بالكامل تحتاج فقط إلى الغسيل بعد تراكم المبرد الخارجي الغبار، والصيانة بسيطة.
إن التكلفة الإجمالية للملكية لنظام شحن التبريد السائل الكامل أقل من نظام الشحن التقليدي الذي يستخدم وحدات شحن تبريد الهواء، ومع التطبيق الواسع لنظام التبريد السائل الكامل على دفعات، ستصبح ميزته الفعالة من حيث التكلفة أكثر وضوحًا.
03 مبدأ شحن التبريد السائل الكامل
يستخدم نظام الشحن المبرد بالسائل بالكامل وحدة شحن مبردة بالسائل ومسدس شحن مبرد بالسائل، ويستخدم النظام ككل تبديد الحرارة المبرد بالسائل.كما هو موضح في الشكل، فإن مبدأ العمل لنظام الشحن المتكامل المبرد بالسائل، ومسدس الشحن المبرد بالسائل ووحدة الشحن المبردة بالسائل يشتركان في مصدر بارد.يتكون نظام التبريد السائل من خزان مياه ومضخة مياه ومبرد ومروحة.تعمل مضخة الماء على دفع سائل التبريد للتدفق بين لوحة التبريد السائلة وخط مسدس التبريد السائل لوحدة التبريد السائلة، مما ينقل الحرارة إلى الرادياتير، ثم ينفخها بعيدًا من خلال مروحة كبيرة الحجم.بعد التبريد، يعود المبرد إلى خزان المياه ويقوم بتدوير الحرارة من خلال مضخة المياه بشكل متكرر.
يعتمد جزء الطاقة في النظام التبريد السائل لتبديد الحرارة، ولا يوجد تبادل للهواء مع البيئة الخارجية، لذلك يمكن تحقيق تصميم IP65.في نفس الوقت، يستخدم النظام مروحة كبيرة الحجم للهواء لتبديد الحرارة مع ضوضاء منخفضة وصديقة للبيئة عالية.
04 تقنية Infypower Source – منتجات الشحن المبردة بالسوائل
تعد Infypower أول مؤسسة في الصين تلتزم بالتطوير والتطبيق الفعلي لوحدات تحويل الطاقة المبردة بالسوائل وأنظمة الشحن المبردة بالسوائل بالكامل.
وحدة التبريد السائل
بعد عدة أجيال من تكرار منتج وحدة التبريد السائل وتراكم التكنولوجيا، تغطي وحدات تحويل طاقة التبريد السائل المصدر الحالي ثلاث سلاسل من وحدات الشحن من سلسلة LRG، ووحدات تحويل DCDC من سلسلة LCG، ووحدات التحويل ثنائية الاتجاه من سلسلة LBG ACDC، والتي يمكن أن تلبي المتطلبات من التبريد السائل.
تتميز وحدة تحويل الطاقة المبردة بالسائل بمزايا الضوضاء المنخفضة والموثوقية العالية.تعمل Infypower أيضًا على توحيد حجم وتصميم الواجهة لوحدة الشحن، ووحدة تحويل DCDC، ووحدة ACDC ثنائية الاتجاه بنفس مستوى الطاقة، بحيث يمكن استخدامها في أنظمة الشحن الزائد والتخزين والشحن.أثناء عملية تصميم النظام، يمكن تنفيذ هيكل موحد وتصميم تبديد الحرارة.في تطبيقات محددة، يمكن تكوين وحدة الشحن أو وحدة التخزين والشحن وفقًا للحالة الفعلية لتحقيق توافق عالٍ لتصميم النظام.
نظام الشحن الزائد السائل المبرد
بالنسبة لتطبيقات الشحن السريع ذات الطاقة المتوسطة، أطلقت Infypower نظام شحن سريع متكامل بقدرة 240 كيلو وات ومبرد بالسائل كما هو موضح في الشكل.تم تجهيز النظام بستة وحدات شحن مبردة بالسوائل بقدرة 40 كيلووات، ومسدس شحن تقليدي بقدرة 250 أمبير، ووحدة شحن مبردة بالسوائل بقدرة 500 أمبير.بندقية الشحن.يمكن لمنفذ الإخراج المبرد بالسائل تحقيق خرج طاقة كامل يبلغ 240 كيلووات، ويمكنه شحن سيارة ركاب (Tesla، Jikrypton، إلخ) على منصة 400V بحد أقصى 500A.وفي الوقت نفسه، يتمتع النظام بضوضاء منخفضة للغاية وموثوقية عالية وأسلاك مسدسات خفيفة، ويمكن استخدامه على نطاق واسع في أماكن الشحن المتطورة مثل المناطق السكنية ومناطق المكاتب ومحطات شحن العلامات التجارية.
بالنسبة لتطبيقات الشحن الزائد عالية الطاقة، أطلقت Infypower نظام شحن زائد مبرد بالسائل بقدرة 640 كيلووات كما هو موضح في الشكل أدناه.يعتمد النظام تصميمًا من النوع المنفصل ويتكون من خزانة طاقة مبردة بالسائل ومحطة شحن مبردة بالسائل.يعمل جانب خزانة إمداد الطاقة المبردة بالسائل على تبديد الحرارة، ويمكن أن يصل مستوى الحماية لجزء الطاقة إلى IP65؛يتم توزيع الطاقة ديناميكيًا بين محطات الشحن المبردة بالسوائل، ويمكن لمدفع واحد تحقيق أقصى إنتاج للطاقة يبلغ 480 كيلووات، مما يمكن أن يزيد المسافة المقطوعة بأكثر من 200 كيلومتر بعد الشحن لمدة 5 دقائق.يتميز النظام بمزايا الضوضاء المنخفضة والموثوقية العالية والصيانة البسيطة.يمكن استخدامه على نطاق واسع في مختلف محطات الشحن الفائقة ومحطات الشحن ذات العلامات التجارية لتزويد أصحاب السيارات بتجربة شحن عالية الجودة.
نظام تخزين وشحن التبريد السائل
الشحن الزائد المبرد بالسائل هو اتجاه تطوير الشحن عالي الطاقة، لكن نشر دفعة الشحن الزائد يواجه مشكلة عدم كفاية قدرة توزيع الطاقة.إن سعة توزيع الطاقة التي يتطلبها نظام الشحن الزائد تعادل سعة الطاقة التي يتطلبها مبنى سكني.إن الطلب على توزيع الطاقة في موقع الشحن الزائد يعادل الطلب على الطاقة في منطقة سكنية.الحل الأفضل لحل مشكلة عدم كفاية قدرة توزيع الطاقة في مواقع الشحن الزائد هو زيادة مرافق تخزين الطاقة، أي تخزين الطاقة المبردة بالسائل وشحنها.في ضوء ذلك، أطلقت Infypower نظام تخزين وشحن مبرد بالسائل بقدرة 800 كيلووات.
يعتمد نظام الشحن والتخزين المبرد بالسوائل من Infypower بنية الناقل الهجين AC-DC، ويتم توصيل ناقل التيار المتردد بشبكة الطاقة، ويتم توصيل ناقل التيار المستمر ببطارية تخزين الطاقة.الاتصال الكهربائي بين بطارية تخزين الطاقة ونظام الشحن الزائد هو ناقل DC، ويمكن أيضًا توصيل ناقل DC بسهولة بالوحدة الكهروضوئية من خلال وحدة DCDC، وكفاءة تحويل الطاقة أعلى بنسبة 3% إلى 4% من تلك الخاصة بحافلة التيار المتردد التقليدية.
يعتمد نظام التخزين والشحن المبرد بالسوائل بالكامل من Infypower تصميمًا معياريًا، ويمكنه تكوين طاقة تخزين/شحن الطاقة، وسعة بطارية تخزين الطاقة، وعدد محطات الشحن وفقًا لمتطلبات المشهد الفعلي.ينقسم الجزء الداخلي من خزانة الطاقة المبردة بالسائل إلى حجرة توزيع الطاقة وحجرة الطاقة وحجرة تبديد الحرارة.نظرًا لأن حجم وواجهة الوحدات الوظيفية المختلفة ذات نفس مستوى الطاقة موحدان، يمكن تصميم هيكل حجرة الطاقة بشكل موحد، ويمكن تكوين الوحدات المختلفة بمرونة في التطبيقات العملية.تحقيق تكوينات مختلفة لتخزين الطاقة وقوة الشحن؛يمكن تصميم التكوين الكهربائي لمستودع توزيع الطاقة وتصنيعه مسبقًا وفقًا للوظائف المختلفة ومتطلبات الطاقة للضوء والتخزين والشحن، ويمكن دمجه بمرونة في الموقع.ولذلك هذه المجموعةيتمتع نظام الشحن الزائد المبرد بالسائل بتوافق ومرونة عاليين للغاية.
05 موثوقية عالية
لقد كانت تجربة شحن التزود بالوقود دائمًا هي توقعات غالبية أصحاب السيارات الكهربائية وشركات السيارات ومشغليها.مع النضج المتزايد لتكنولوجيا البطاريات، قد يأتي عصر الشحن السريع لمدة 5 دقائق في وقت أقرب بكثير مما توقعنا.كما سيصبح الشحن الفائق المبرد بالسوائل أيضًا الخيار السائد لمحطات الشحن الفائق نظرًا لموثوقيته العالية وملاءمته للبيئة وانخفاض تكاليف التشغيل الإجمالية للملكية.ستواصل Infypower التزامها بالبحث وتطوير التقنيات والمنتجات الأساسية لتحويل الطاقة، وتزويد الصناعة بمجموعة كاملة من وحدات تحويل الطاقة المبردة بالسوائل وأفضل حلول أنظمة الشحن الزائد المبردة بالسوائل.
وقت النشر: 15 فبراير 2023