中国の春節期間中のEV充電に関する分析

毎年恒例の春節には、毎年恒例の春節交通が伴います。長距離運転のための電気自動車の充電の問題は、自動車所有者にとって常に消えない悩みでした。近年、電気自動車の航続距離や充電インフラの整備が大きく進んでいるとはいえ、500キロを超える距離では、帰宅までの道のりが少し不安になることも少なくありません。

01 の傾向液体冷却過給する

2022年末の時点で、国内には3億台以上の燃料乗用車が存在し、約200万個の給油ガンを備えた11万のガソリンスタンドをサポートし、車両とガンの比率は150:1となる。対照的に、私の国には現在約 1,300 台の電気乗用車があります。充電スタンドは 521 万本あり、そのうち 76 万 1,000 台が公共直流充電スタンドであり、車両と急速充電スタンドの比率は 17.1:1 です。それぞれの電気自動車には、より多くの公共施設が備わっています。急速充電パイル燃料車よりも。それでも、電気自動車の所有者は長距離を運転することをあえてしない。燃料自動車の給油時間は約 5 分であり、新しい主流の電気自動車の急速充電には少なくとも 30 分から 1 時間かかるからである。

急速充電スタンドの行列問題解決の鍵は5分充電の実現, つまり、高出力の水冷スーパーチャージを使用することです。

国内の主流自動車会社は、800V プラットフォームをサポートするスーパーチャージャー車を発売したか、まもなく発売する予定で、480kW で 5 分以内に充電すると、バッテリー寿命が 200 キロメートル延長されるという経験を実現しています。ただし、ほとんどの既存 水冷過給パイル従来の空冷式充電パイルをベースにした液冷式充電ガンを使用して、最大充電出力 600A を達成します。当面は半液冷過給パイルと呼ぶことにする。半液冷過充電パイルのパワー部分は強制空冷放熱です。充電電力が増加すると、ノイズも増加します。同時に、杭本体内を空気が流れるため、装入杭の信頼性を確保することが難しく、その後のメンテナンス費用も高くなります。それに対応するのがフル水冷過給パイルで、液冷式充電モジュールと液冷式充電ガンを使用します。システム全体は液冷放熱設計を採用しており、大きな充電電流、低ノイズ、高信頼性の特性を備えています。完全水冷過充電システムは、将来の水冷過充電の発展方向です。

02 完全水冷充電のメリット

メリット1：大電流

充電パイルの出力電流は、充電ガン ケーブルによって制限されます。帯電ガンはガンワイヤー内の銅ケーブルによって電気を流し、ケーブルの発熱は電流の二乗値に比例します。充電電流が大きいほど、ケーブルの発熱も大きくなります。ケーブルの発熱を抑えて過熱を避けるには、ワイヤーの断面積を大きくする必要があり、当然ガンワイヤーの重量も重くなります。現在の 250A 国家標準充電ガンは通常 80mm を使用します。² ケーブルがあり、充電ガン全体が重く、曲がりにくいです。より高電流の充電を実現したい場合は、デュアル充電ガンを使用することもできますが、これは特定の場合の便宜的な手段にすぎません。高電流充電の究極のソリューションは、液冷充電ガンを使用して充電することのみです。

液冷式充電ガンの内部にはケーブルと水道管が入っています。500A液冷充電ガンのケーブルは通常わずか35mmです² 、そして水道管の中の冷却液が流れて熱を奪います。液冷式充電ガンはケーブルが細いため、従来の充電ガンに比べて30%～40%軽量化されています。液冷式チャージガンには、水タンク、水ポンプ、ラジエーター、ファンなどからなる冷却ユニットも装備する必要があります。ウォーターポンプにより冷却剤がガンライン内を循環し、熱がラジエーターに運ばれ、ファンによって吹き飛ばされるため、従来の自然冷却式装入ガンよりも大きな搬送能力が得られます。

メリット2：高い信頼性

充電パイルの信頼性は充電モジュールの信頼性に大きく依存し、動作の外部環境に大きく影響されます。

従来の装入杭および半液体冷却式装入杭のキャビネットは空冷され、放熱されます。空気は塵、塩霧、水蒸気と混合し、内部機器の表面に吸着され、システムの絶縁不良、放熱不良、充電効率の低下、機器の寿命の低下を引き起こします。従来の装入杭または半液体冷却装入杭の場合、熱放散と保護は相反する 2 つの概念です。保護が良ければ放熱設計は難しく、放熱が良ければ保護は扱いが難しい。

完全水冷充電パイルは水冷充電モジュールを採用しています。水冷モジュールの前後にエアダクトはありません。このモジュールは、液冷プレート内で循環する冷却液を利用して外界と熱を交換するため、充電パイルの電源部分を完全に密閉して熱放散を低減できます。ラジエーターは外部にあり、内部の冷却水を介してラジエーターに熱がもたらされ、外気がラジエーターの表面の熱を吹き飛ばします。の水冷充電モジュール充電パイル内の電気アクセサリは外部環境と接触しないため、IP65 保護が達成され、信頼性が高くなります。

メリット3：低騒音

従来の装入パイルおよび半液冷装入パイルには、空冷式装入モジュールが組み込まれています。空冷モジュールには複数の高速小型ファンが内蔵されており、動作音は65db以上に達する場合があります。フルパワーで動作しているときの騒音は基本的に 70dB 以上で、日中はほとんど影響がありませんが、夜間は非常に迷惑です。したがって、充電ステーションの騒音は事業者から最も苦情を受ける問題であり、苦情があれば是正しなければなりません。しかし、矯正コストは高く、効果は非常に限定的です。最終的には、ノイズを減らすために電力を減らす必要があります。

全液冷式装入パイルは二重循環放熱構造を採用。内部の水冷モジュールはウォーター ポンプに依存して冷却剤を駆動して熱を循環させ、モジュールによって生成された熱をフィン付きラジエーターに伝達します。デバイスから熱が放散され、低速かつ大風量のファンの騒音は、高速の小型ファンよりもはるかに低くなります。完全水冷過給パイルは、分割型エアコンと同様の分割型放熱設計を採用することもできます。放熱ユニットは人混みから離れた場所に配置されており、プールや噴水と熱交換することもでき、より優れた放熱と温度の低下を実現します。ノイズ。

利点 4: 低い TCO

充電ステーションの充電設備のコストは、充電パイルの総ライフサイクルコスト (TCO) から考慮する必要があります。空冷式充電モジュールを備えた従来の充電パイルの寿命は一般に 5 年を超えませんが、充電ステーションの現在の運用リース期間は 8 ～ 10 年です。つまり、充電設備は稼働中に少なくとも 1 回交換する必要があります。ステーションの動作サイクル。対照的に、完全液冷充電パイルの耐用年数は少なくとも 10 年であり、ステーションのライフサイクル全体をカバーできます。同時に、ほこりの除去やメンテナンスのためにキャビネットを開けるなどの頻繁な作業が必要な空冷モジュールを使用した充電パイルと比較して、完全液冷充電パイルは外部ラジエーターが溜まった後に洗浄するだけで済みます。ほこりがつきにくく、メンテナンスも簡単です。

完全液冷充電システムの TCO は、空冷充電モジュールを使用した従来の充電システムよりも低く、バッチでの完全液冷システムの広範な適用により、その費用対効果の利点がより明確になります。

03 完全液冷充電の原理

完全液冷充電システムは、液冷充電モジュールと液冷充電ガンを使用し、システム全体として液冷熱放散を使用します。図に示すように、統合された完全液冷充電システムの動作原理、液冷充電ガン、および液冷充電モジュールは冷熱源を共有しています。液冷システムは、水タンク、ウォーターポンプ、ラジエーター、ファンで構成されます。ウォーターポンプの駆動により、冷却液が液冷モジュールの液冷プレートと液冷ガンラインの間に流れ、ラジエーターに熱が伝わり、大風量ファンで熱を吹き飛ばします。冷却された冷却液は水タンクに戻り、水ポンプにより熱を循環させます。

システムのパワー部は熱を放散するために液冷を採用しており、外部環境との空気のやりとりがないため、IP65の設計が実現できます。同時に大風量ファンを採用し、低騒音で環境に優しい放熱を実現します。

04 Infypower Source Technology – 液体冷却充電製品

Infypower は、液冷電力変換モジュールと完全液冷充電システムの開発と実際のバッチ適用に取り組んでいる中国で最も早い企業です。

水冷モジュール

数世代にわたる液冷モジュール製品の反復と技術の蓄積を経て、現在の電源液冷電力変換モジュールは、LRG シリーズ充電モジュール、LCG シリーズ DCDC DC 変換モジュール、LBG シリーズ ACDC 双方向変換モジュールの 3 シリーズをカバーしており、要件を満たすことができます。液体冷却のこと。

水冷式電力変換モジュールは低ノイズ、高信頼性の利点を持っています。また、Infypower は、同じ電力レベルの充電モジュール、DCDC 変換モジュール、ACDC 双方向モジュールのサイズとインターフェイス設計を統一し、過充電システム、蓄電、充電に使用できるようにします。システム設計時に統一した構造設計や放熱設計が可能です。特定のアプリケーションでは、充電モジュールまたはストレージおよび充電モジュールを実際の状況に応じて構成して、システム設計の高い互換性を実現できます。

水冷オーバーチャージシステム

中出力の急速充電アプリケーション向けに、Infypower は、図に示すように、統合された 240kW の完全水冷急速充電システムを発売しました。このシステムには、6 つの 40kW 液冷充電モジュール、250A 従来の充電ガン、および 500A 液冷充電モジュールが装備されています。充電ガン。水冷出力ポートは240kWのフル出力を達成でき、400Vプラットフォームの乗用車（テスラ、ジクリプトンなど）を最大500Aで充電できます。同時に、このシステムは非常に低いノイズ、高い信頼性、ライトガンワイヤーを備えており、住宅街、オフィス街、ブランド充電ステーションなどのハイエンド充電場所で広く使用できます。

高出力過充電アプリケーション向けに、Infypower は、以下の図に示すように、640kW の分割型完全水冷過充電システムを発売しました。このシステムは分割型設計を採用しており、液冷電源キャビネットと液冷充電端子で構成されています。水冷電源キャビネットの側面は熱を放散し、電源部分の保護レベルはIP65に達します。電力は液冷充電端子間で動的に分配され、1 つのガンで最大出力 480kW を達成でき、5 分間の充電で走行距離を 200 km 以上延ばすことができます。このシステムは、低騒音、高信頼性、簡単なメンテナンスという利点を備えています。さまざまなスーパー充電ステーションやブランドの充電ステーションで幅広く使用でき、車の所有者に高品質の充電体験を提供します。

液体冷却貯蔵および充電システム

液冷過充電は高出力充電の開発方向ですが、過充電の一括導入では配電容量が不十分という問題に直面しています。過充電システムに必要な配電容量は、住宅の建物に必要な電力容量と同等です。過充電サイトの配電需要は住宅地の電力需要に相当します。過充電現場における配電容量不足の問題を解決する最善の解決策は、エネルギー貯蔵施設、つまり液冷エネルギー貯蔵と充電を増やすことです。これを考慮して、Infypower は 800kW の完全水冷式蓄電および充電システムを発売しました。

Infypower の液冷貯蔵および充電システムは、AC-DC ハイブリッド バス アーキテクチャを採用しており、AC バスは電力網に接続され、DC バスはエネルギー貯蔵バッテリーに接続されています。エネルギー貯蔵電池と過充電システムの間の電気接続は DC バスであり、DC バスは DCDC モジュールを介して太陽光発電モジュールにも簡単に接続できます。エネルギー変換効率は従来のACバスより3%～4%高くなります。

Infypowerの完全液冷式蓄電・充電システムはモジュラー設計を採用しており、実際のシーンの要件に応じて蓄電・充電電力、蓄電池容量、充電端子数を設定可能です。水冷電源キャビネットの内部は、配電室、電源室、放熱室に分かれています。同じ電力レベルのさまざまな機能モジュールのサイズとインターフェイスが統一されているため、電源コンパートメントの構造を統一的に設計でき、実用的なアプリケーションでさまざまなモジュールを柔軟に構成できます。エネルギー貯蔵と充電電力のさまざまな構成を実現します。配電倉庫の電気構成は、照明、蓄電、充電のさまざまな機能と電力要件に応じて設計および組立てが可能で、現場で柔軟に組み合わせることができます。そこで、このセットは、水冷オーバーチャージシステムは極めて高い互換性と柔軟性を備えています.

05 高信頼性

給油充電エクスペリエンスは、電気自動車所有者、自動車会社、運営者の大多数が常に期待してきたものです。バッテリー技術の成熟度が高まるにつれ、5 分間の急速充電の時代が予想よりもはるかに早く到来する可能性があります。完全水冷過給は、その高い信頼性、環境への優しさ、TCO 運用コストの低さから、過給ステーションの主流の選択肢にもなるでしょう。Infypower は、電力変換の中核技術と製品の研究開発に引き続き取り組み、あらゆる種類の液冷電力変換モジュールと最高の液冷過充電システム ソリューションを業界に提供していきます。