„Jedan kilometar u sekundi i domet od 200 kilometara nakon 5 minuta punjenja.“ Dana 27. veljače, na konferenciji Huawei China Digital Energy Partner Conference 2024., Huawei Digital Energy Technology Co., Ltd. (u daljnjem tekstu „Huawei Digital Energy“) predstavio je potpuno tekućinom hlađenu stanicu za punjenje. Plan promocije tvrdi da će „iskustvo punjenja gorivom učiniti stvarnim“. Prema planu, Huawei Digital Energy će 2024. godine izgraditi više od 100 000 Huaweijevih potpuno tekućinom hlađenih kompresorskih stupova u više od 340 gradova i glavnih autocesta diljem zemlje kako bi stvorio „jednu mrežu za gradove“, „jednu mrežu za velike brzine“ i „jednu električnu mrežu“. „Prijateljska“ mreža za punjenje. Zapravo, Huawei je već u listopadu prošle godine predstavio potpuno tekućinom hlađeni proizvod kompresora i do sada je dovršio raspored više demonstracijskih lokacija.
Slučajno, NIO je krajem prošle godine službeno objavio da je izdao novi, potpuno tekućinom hlađeni ultrabrzi punjač od 640 kW. Ultrabrzi punjač opremljen je tekućinom hlađenim pištoljem za punjenje koji teži samo 2,4 kilograma i bit će službeno predstavljen već u travnju ove godine. Do sada su mnogi 2024. godinu nazivali godinom eksplozije potpuno tekućinom hlađenih kompresora. U vezi s ovom novom stvari, mislim da svi još uvijek imaju mnogo pitanja: Što je točno tekućinom hlađeno prepunjavanje? Koje su njegove jedinstvene prednosti? Hoće li tekućinom hlađenje postati glavni smjer razvoja prepunjavanja u budućnosti?
01
Učinkovitije i brže punjenje
„Do sada ne postoji jedinstvena standardna definicija za takozvani potpuno tekućinom hlađeni kompresor.“ Wei Dong, inženjer u Laboratoriju za mikroelektroniku Tehnološkog sveučilišta Xi'an, rekao je novinaru China Automotive Newsa. Laički rečeno, punjenje kompresorom s potpuno tekućinom hlađenim kompresorom je tehnologija koja koristi cirkulaciju tekućine za brzo odvođenje topline koja se stvara tijekom procesa punjenja ključnim komponentama poput modula za punjenje, kabela i glava pištolja za punjenje. Koristi namjensku pumpu za pokretanje protoka rashladne tekućine, čime se rasipa toplina i omogućuje opremi za punjenje da održi učinkovit rad. Rashladna tekućina u potpuno tekućinom hlađenim kompresorskim kompresorima nije obična voda, već uglavnom sadrži etilen glikol, vodu, aditive i druge tvari. Što se tiče udjela, to je tehnička tajna svake tvrtke. Rashladna tekućina ne samo da može poboljšati stabilnost i učinak hlađenja tekućine, već i smanjiti koroziju i oštećenje opreme. Morate znati da metoda odvođenja topline uvelike utječe na performanse opreme za punjenje. Prema teorijskim izračunima, trenutni gubitak topline općih DC brzih kompresora velike snage iznosi oko 5%. Bez dobrog odvođenja topline, ne samo da će ubrzati starenje opreme, već će dovesti i do visoke stope kvarova opreme za punjenje.
Upravo uz podršku tehnologije potpunog tekućeg hlađenja i odvođenja topline, snaga potpuno tekućinski hlađenih superpunjača puno je veća od snage konvencionalnih brzih punjača. Na primjer, Huaweijev tekućinski hlađeni superpunjač ima maksimalnu snagu od 600 kW, što korisnicima omogućuje izuzetno brzo iskustvo punjenja poput „šalice kave i potpunog punjenja“. „Iako su struja i snaga potpuno tekućinski hlađenih superpunjača trenutno različite, svi su snažniji od konvencionalnih brzih punjača i superpunjača.“ Zeng Xin, profesor na Sveučilištu znanosti i tehnologije u Pekingu, rekao je novinaru China Automotive Newsa: „Trenutno je snaga običnih brzih punjača općenito oko 120 kW, a konvencionalnih superpunjača oko 300 kW. Snaga potpuno tekućinski hlađenih superpunjača tvrtki Huawei i NIO može doseći i do 600 kW. Osim toga, Huaweijev potpuno tekućinski hlađeni superpunjač također ima inteligentne funkcije identifikacije i adaptivnog podešavanja.“ Može automatski prilagoditi izlaznu snagu i struju prema zahtjevima brzine punjenja baterijskih paketa različitih modela, postižući stopu uspješnosti jednog punjenja do 99%.
„Zagrijavanje potpuno tekućinom hlađenih kompresorskih pilota također je potaknulo razvoj cijelog industrijskog lanca.“ Prema Hu Fenglinu, istraživaču u Centru za nove energetske inovacijske tehnologije Shenzhenskog instituta za naprednu tehnologiju, komponente potrebne za potpuno tekućinom hlađene kompresorske pilote mogu se grubo podijeliti na komponente opreme za prepunjavanje, opće strukturne komponente, visokonaponske materijale za brzo punjenje i ostale komponente, uključujući inteligentne senzorske komponente, silicij-karbidne čipove, pumpe za napajanje, rashladna sredstva, kao i potpuno tekućinom hlađene module, potpuno tekućinom hlađene pištolje za punjenje i punjenje. Većina njih ima strože zahtjeve za performansama i veće troškove od komponenti koje se koriste u konvencionalnim pilotima za punjenje.
02
Jednostavno za korištenje, dulji vijek trajanja
U usporedbi s običnim punjačima i konvencionalnim brzim/super punjačima, potpuno tekućinom hlađeni super punjači ne samo da brže pune, već imaju i mnoge prednosti. „Punjač Huaweijevog potpuno tekućinom hlađenog superpunjača vrlo je lagan, pa ga čak i vlasnice automobila s malo snage mogu lako koristiti, za razliku od prethodnih punjača koji su bili glomazni“, rekao je Zhou Xiang, vlasnik električnog automobila u Chongqingu.
„Primjena niza novih tehnologija, novih materijala i novih koncepata daje potpuno tekućinom hlađenim kompresorskim stupovima prednosti koje konvencionalni kompresorski stupovi nisu mogli postići u prošlosti.“ Hu Fenglin je rekao da su za potpuno tekućinom hlađene kompresorske stupove struja i snaga veće, što znači brže punjenje. Normalno, zagrijavanje kabela za punjenje proporcionalno je kvadratu struje. Što je veća struja punjenja, to je veće zagrijavanje kabela. Kako bi se smanjila količina topline koju stvara kabel i izbjeglo pregrijavanje, površina poprečnog presjeka žice mora se povećati, što znači da su pištolj za punjenje i kabel za punjenje teži. Potpuno tekućinom hlađeni kompresor rješava problem odvođenja topline i koristi kabele s manjim površinama poprečnog presjeka kako bi se osigurao prijenos većih struja. Stoga su kabeli potpuno tekućinom hlađenih kompresorskih stupova tanji i lakši od onih kod konvencionalnih kompresorskih stupova, a i sami kompresorski stupovi su lakši. Na primjer, pištolj za punjenje potpuno tekućinom hlađenih kompresorskih stupova NIO teži samo 2,4 kilograma, što je mnogo lakše od konvencionalnih kompresorskih stupova. Hrpa je puno lakša i donosi bolje korisničko iskustvo, posebno za vlasnice automobila, što je praktičnije za korištenje.
„Prednost potpuno tekućinom hlađenih kompresorskih stupova je njihova sigurnost.“ Wei Dong je rekao da je u prošlosti većina kompresorskih stupova koristila prirodno hlađenje, hlađenje zrakom i druge metode, što je zahtijevalo ventilacijske otvore u relevantnim dijelovima kompresorskog stupa, što je neizbježno rezultiralo time da zrak pomiješan s prašinom, čak i finim metalnim česticama, slanom maglom i vodenom parom ulazi u unutrašnjost kompresorskog stupa i adsorbira se na površini električnih komponenti, što dovodi do problema kao što su smanjene performanse izolacije sustava, loše odvođenje topline, smanjena učinkovitost punjenja i skraćeni vijek trajanja opreme. Nasuprot tome, metoda potpunog tekućinskog hlađenja može postići potpunu pokrivenost, poboljšati izolaciju i sigurnost te omogućiti kompresorskom stupu da postigne višu razinu otpornosti na prašinu i vodu oko međunarodnog električnog standarda IP65, s većom pouzdanošću. Štoviše, nakon napuštanja dizajna s više ventilatora hlađenih zrakom, buka rada potpuno tekućinom hlađenog kompresorskog stupa značajno je smanjena, sa 70 decibela kod kompresorskog stupa hlađenog zrakom na oko 30 decibela, što je blizu šapata, izbjegavajući potrebu za brzim punjenjem u stambenim područjima u prošlosti. Došlo je do neugodne situacije s pritužbama zbog glasne buke noću.
Niži operativni troškovi i kraći ciklusi troškova oporavka također su jedna od prednosti potpuno tekućinom hlađenih kompresorskih pilota. Zeng Xin je rekao da tradicionalni zrakom hlađeni kompresorski piloti općenito imaju vijek trajanja ne dulji od 5 godina, ali trenutna razdoblja najma za rad stanica za punjenje uglavnom su 8 do 10 godina, što znači da je tijekom radnog ciklusa stanice potrebno barem ponovno ulaganje. Zamijenite primarni uređaj za punjenje. Vijek trajanja potpuno tekućinom hlađenih kompresorskih pilota općenito je dulji od 10 godina. Na primjer, projektirani vijek trajanja Huaweijevih potpuno tekućinom hlađenih kompresorskih pilota je dulji od 15 godina, što može pokriti cijeli vijek trajanja stanice. Štoviše, u usporedbi s punjačima koji koriste module hlađene zrakom koji zahtijevaju često otvaranje ormarića radi uklanjanja prašine i održavanja, potpuno tekućinom hlađeni kompresorski piloti trebaju se ispirati samo nakon što se prašina nakupi u vanjskom hladnjaku, što održavanje čini jednostavnim.
Uzeti zajedno, trošak životnog ciklusa potpuno tekućinom hlađenog kompresora niži je od troška tradicionalne opreme za punjenje hlađene zrakom. Primjenom i promocijom potpuno tekućinom hlađenih kompresorskih pilota, njegove sveobuhvatne isplative prednosti postat će sve očitije.
03
Tržište ima svijetle izglede i konkurencija se zaoštrava
Zapravo, s kontinuiranim porastom stope prodora vozila na novu energiju i brzim razvojem prateće infrastrukture poput stupova za punjenje, potpuno tekućinom hlađeni stupovi za punjenje postali su središte konkurencije u industriji. Mnoge tvrtke za vozila na novu energiju, tvrtke za stupove za punjenje, tehnološke tvrtke itd. započele su tehnološka istraživanja i razvoj te raspored potpuno tekućinom hlađenih stupova za punjenje.
Tesla je prva automobilska tvrtka u industriji koja je serijski uvela tekućinom hlađene kompresorske stupove. Njihovi V3 kompresorski stupovi usvajaju dizajn s potpunim tekućinom hlađenjem, tekućinom hlađene module za punjenje i tekućinom hlađene pištolje za punjenje. Maksimalna snaga punjenja jednog pištolja je 250 kW. Izvješćuje se da je Tesla od prošle godine postupno postavljala nove V4 potpuno tekućinom hlađene kompresorske stanice diljem svijeta. Prva azijska V4 kompresorska stanica lansirana je u Hong Kongu u Kini u listopadu prošle godine i uskoro će ući na kopneno tržište. Izvješćuje se da je teorijska maksimalna snaga punjenja ovog kompresorskog stupa 615 kW, što je ekvivalentno performansama Huaweijevih i NIO-ovih potpuno tekućinom hlađenih kompresorskih stupova. Čini se da je tržišna konkurencija za potpuno tekućinom hlađene kompresorske stupove tiho započela.
„Općenito govoreći, potpuno tekućinom hlađeni kompresori imaju mogućnosti punjenja velike snage, a učinkovitost punjenja je znatno poboljšana, što može učinkovito ublažiti anksioznost korisnika oko punjenja.“ U intervjuu s novinarom China Automotive Newsa, rekao je, međutim, da su trenutni potpuno tekućinom hlađeni kompresori s prepunjavanjem ograničenog opsega primjene, što rezultira većim troškovima. Štoviše, budući da punjenje velikom snagom zahtijeva optimizaciju upravljanja sigurnošću baterije i povećanje napona platforme vozila, trošak će se također povećati za 15% do 20%. Sveukupno, razvoj tehnologije punjenja velike snage zahtijeva sveobuhvatno razmatranje čimbenika kao što su upravljanje sigurnošću vozila, neovisna upravljivost visokonaponskih uređaja i trošak. Ovo je postupni proces.
„Viša cijena tekućinom hlađenih kompresorskih stupova jedna je od praktičnih prepreka koje ometaju njihovu veliku promociju.“ Hu Fenglin rekao je da je trenutna cijena svakog Huaweijevog kompresorskog stupa oko 600.000 juana. U ovoj fazi, mala i srednja poduzeća koja se uglavnom bave poslovanjem punjenja gotovo je teško konkurirati. Međutim, dugoročno gledano, s proširenjem primjene i smanjenjem troškova, brojne prednosti potpuno tekućinom hlađenih kompresorskih stupova postupno će postati istaknute. Kruta potražnja korisnika i tržište za sigurnim, brzim i učinkovitim punjenjem otvorit će širi prostor za razvoj potpuno tekućinom hlađenih kompresorskih stupova.
Nedavno istraživačko izvješće koje je objavio CICC istaknulo je da prepunjenje tekućinom hlađenjem potiče nadogradnju industrijskog lanca, a očekuje se da će veličina domaćeg tržišta doseći gotovo 9 milijardi juana u 2026. godini. Pokreću ga automobilske tvrtke, energetske tvrtke itd., a u početku se očekuje da će broj domaćih stanica za punjenje tekućinom hlađenih kompresorom doseći 45 000 u 2026. godini.
Zeng Xin je također istaknuo da će 2021. godine na domaćem tržištu biti manje od 10 modela koji podržavaju prekomjerno punjenje; 2023. godine bit će više od 140 modela koji podržavaju prekomjerno punjenje, a u budućnosti će ih biti još više. To nije samo realan odraz ubrzanog tempa rada i života ljudi u nadopunjavanju energije za vozila s novom energijom, već i odražava trend razvoja tržišne potražnje. Zbog toga su izgledi za razvoj potpuno tekućinom hlađenih kompresorskih kompresorskih stupova toliko obećavajući.
Vrijeme objave: 15. ožujka 2024.