"Um quilômetro por segundo e uma autonomia de 200 quilômetros após 5 minutos de carregamento." Em 27 de fevereiro, na Huawei China Digital Energy Partner Conference de 2024, a Huawei Digital Energy Technology Co., Ltd. (doravante denominada "Huawei Digital Energy") lançou um supercarregador totalmente refrigerado a líquido. O plano de promoção da estação de supercarregamento afirma "tornar a experiência de recarga e recarga uma realidade". De acordo com o plano, a Huawei Digital Energy construirá mais de 100.000 pilhas de supercarregamento totalmente refrigeradas a líquido da Huawei em mais de 340 cidades e principais rodovias do país em 2024 para criar "uma rede para cidades", "uma rede para altas velocidades" e "uma rede elétrica". Rede de carregamento "amigável". De fato, a Huawei lançou um supercarregador totalmente refrigerado a líquido já em outubro do ano passado e concluiu o layout de vários locais de demonstração até o momento.
Coincidentemente, a NIO anunciou oficialmente no final do ano passado o lançamento de uma nova pilha de carregamento ultrarrápido de 640 kW totalmente refrigerada a líquido. A pilha de carregamento ultrarrápido está equipada com uma pistola de carregamento refrigerada a líquido que pesa apenas 2,4 kg e será lançada oficialmente em abril deste ano. Até agora, muitas pessoas chamaram 2024 de o ano da explosão dos supercarregadores totalmente refrigerados a líquido. Em relação a essa novidade, acho que todos ainda têm muitas perguntas: o que exatamente é a sobrecarga refrigerada a líquido? Quais são suas vantagens exclusivas? O resfriamento a líquido se tornará a principal direção de desenvolvimento da superalimentação no futuro?
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Carregamento mais eficiente e rápido
"Até o momento, não existe uma definição padrão unificada para o chamado supercharger totalmente refrigerado a líquido", disse Wei Dong, engenheiro do Laboratório de Tecnologia de Microeletrônica da Universidade de Tecnologia de Xi'an, a um repórter da China Automotive News. Em termos simples, o supercharger totalmente refrigerado a líquido, o carregamento de pilhas, é uma tecnologia que utiliza a circulação de líquido para dissipar rapidamente o calor gerado durante o processo de carregamento por componentes-chave, como módulos de carregamento, cabos e cabeçotes de pistola de carregamento. Ele utiliza uma bomba de energia dedicada para acionar o fluxo de refrigerante, dissipando assim o calor e permitindo que o equipamento de carregamento mantenha uma operação eficiente. O refrigerante em pilhas supercharged totalmente refrigeradas a líquido não é água comum, mas contém principalmente etilenoglicol, água, aditivos e outras substâncias. Quanto à proporção, é o segredo técnico de cada empresa. O refrigerante pode não apenas melhorar a estabilidade e o efeito de resfriamento do líquido, mas também reduzir a corrosão e os danos ao equipamento. Você deve saber que o método de dissipação de calor afeta significativamente o desempenho do equipamento de carregamento. De acordo com cálculos teóricos, a perda de calor atual das pilhas de carregamento rápido CC de alta potência é de cerca de 5%. Sem uma boa dissipação de calor, isso não só acelerará o envelhecimento do equipamento, como também levará a uma alta taxa de falhas do equipamento de carregamento.
É precisamente com o suporte da tecnologia de dissipação de calor de resfriamento líquido completo que a potência das pilhas de supercarregamento de resfriamento líquido completo é muito maior do que a das pilhas de carregamento rápido convencionais. Por exemplo, a pilha de supercarregamento refrigerada a líquido da Huawei tem uma potência máxima de 600 kW, permitindo que os usuários desfrutem de uma experiência de carregamento extremamente rápida de "uma xícara de café e uma carga completa". "Embora a corrente e a potência dos supercarregadores totalmente refrigerados a líquido sejam diferentes no momento, todos eles são mais potentes do que os carregadores rápidos e supercarregadores convencionais." Zeng Xin, professor da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pequim, disse a um repórter da China Automotive News: Atualmente, a potência das pilhas de carregamento rápido comuns é geralmente em torno de 120 kW, e as pilhas de supercarregamento convencionais são em torno de 300 kW. A potência das pilhas de supercarregamento totalmente refrigeradas a líquido da Huawei e da NIO pode chegar a até 600 kW. Além disso, a pilha de supercarregamento totalmente refrigerada a líquido da Huawei também possui funções de identificação inteligente e ajuste adaptativo. Ele pode ajustar automaticamente a potência de saída e a corrente de acordo com os requisitos de taxa dos conjuntos de baterias de diferentes modelos, alcançando uma taxa de sucesso de carregamento único de até 99%.
"O aquecimento de pilhas superalimentadas totalmente resfriadas a líquido também impulsionou o desenvolvimento de toda a cadeia da indústria." De acordo com Hu Fenglin, pesquisador do Centro de Tecnologia de Inovação de Novas Energias do Instituto de Tecnologia Avançada de Shenzhen, os componentes necessários para pilhas superalimentadas totalmente resfriadas a líquido podem ser divididos em componentes de equipamento de sobrecarga, componentes estruturais gerais, materiais de carregamento rápido de alta tensão e outros componentes, incluindo componentes de detecção inteligente, chips de carboneto de silício, bombas de energia, refrigerantes, bem como módulos totalmente resfriados a líquido, armas de carregamento totalmente resfriadas a líquido e carregamento. A maioria deles tem requisitos de desempenho mais rigorosos e custos mais altos do que os componentes usados em pilhas de carregamento convencionais.
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Fácil de usar, ciclo de vida mais longo
Comparadas às pilhas de carregamento comuns e às pilhas de carregamento rápido/supercarregamento convencionais, as pilhas de carregamento supercarregadas totalmente refrigeradas a líquido não só carregam mais rápido, como também apresentam muitas vantagens. "A pistola de carregamento do supercarregador totalmente refrigerado a líquido da Huawei é muito leve, e até mesmo donas de carros com pouca força podem usá-la facilmente, ao contrário das pistolas de carregamento anteriores, que eram volumosas", disse Zhou Xiang, proprietário de um carro elétrico em Chongqing.
"A aplicação de uma série de novas tecnologias, novos materiais e novos conceitos confere às pilhas de superalimentação totalmente refrigeradas a líquido vantagens que as pilhas de superalimentação convencionais não conseguiam igualar no passado." Hu Fenglin afirmou que, para pilhas de superalimentação totalmente refrigeradas a líquido, a corrente e a potência são maiores, o que significa um carregamento mais rápido. Normalmente, o aquecimento do cabo de carga é proporcional ao quadrado da corrente. Quanto maior a corrente de carga, maior o aquecimento do cabo. Para reduzir a quantidade de calor gerada pelo cabo e evitar o superaquecimento, a área da seção transversal do fio deve ser aumentada, o que significa que a pistola de carga e o cabo de carga são mais pesados. O superalimentador totalmente refrigerado a líquido resolve o problema de dissipação de calor e utiliza cabos com áreas transversais menores para garantir a transmissão de correntes maiores. Portanto, os cabos das pilhas de superalimentação totalmente refrigeradas a líquido são mais finos e leves do que os das pilhas de superalimentação convencionais, e as pistolas de carga também são mais leves. Por exemplo, a pistola de carregamento das pilhas de supercarregamento totalmente refrigeradas a líquido da NIO pesa apenas 2,4 kg, o que é muito mais leve do que as pilhas de carregamento convencionais. A pilha é muito mais leve e proporciona uma melhor experiência de uso, especialmente para mulheres proprietárias de carros, sendo mais conveniente de usar.
"A vantagem das pilhas de superalimentação totalmente resfriadas a líquido é que elas são mais seguras." Wei Dong disse que, no passado, a maioria das pilhas de superalimentação usava resfriamento natural, resfriamento a ar e outros métodos, o que exigia orifícios de ventilação em partes relevantes da pilha de superalimentação, o que inevitavelmente resultava em O ar misturado com poeira, até mesmo partículas finas de metal, névoa salina e vapor d'água entra no interior da pilha de superalimentação e é adsorvido na superfície dos componentes elétricos, levando a problemas como desempenho reduzido do isolamento do sistema, dissipação de calor deficiente, eficiência de carregamento reduzida e vida útil reduzida do equipamento. Em contraste, o método de resfriamento totalmente líquido pode atingir cobertura total, melhorar o isolamento e a segurança e permitir que a pilha de superalimentação atinja um nível mais alto de desempenho à prova de poeira e água em torno do padrão elétrico internacional IP65, com maior confiabilidade. Além disso, após abandonar o projeto de ventilador múltiplo refrigerado a ar, o ruído operacional da pilha de supercarregamento totalmente refrigerada a líquido foi significativamente reduzido, de 70 decibéis na pilha de carregamento refrigerada a ar para cerca de 30 decibéis, o que é quase um sussurro, evitando a necessidade de carregamento rápido em áreas residenciais no passado. Houve uma situação constrangedora de reclamações devido ao barulho alto à noite.
Custos operacionais mais baixos e ciclos de recuperação mais curtos também são uma das vantagens das pilhas supercarregadas totalmente resfriadas a líquido. Zeng Xin disse que as pilhas de carregamento tradicionais resfriadas a ar geralmente têm uma vida útil de no máximo 5 anos, mas os períodos atuais de locação para operações de estações de carregamento são, em sua maioria, de 8 a 10 anos, o que significa que pelo menos um reinvestimento é necessário durante o ciclo de operação da estação. Substitua o dispositivo de carregamento primário. A vida útil das pilhas de carregamento totalmente resfriadas a líquido é geralmente superior a 10 anos. Por exemplo, a vida útil projetada das pilhas supercarregadoras totalmente resfriadas a líquido da Huawei é de mais de 15 anos, o que pode cobrir todo o ciclo de vida da estação. Além disso, em comparação com pilhas de carregamento que usam módulos resfriados a ar que exigem abertura frequente dos gabinetes para remoção de poeira e manutenção, as pilhas de carregamento totalmente resfriadas a líquido só precisam ser lavadas após o acúmulo de poeira no radiador externo, simplificando a manutenção.
Em conjunto, o custo do ciclo de vida completo de um supercarregador totalmente refrigerado a líquido é menor do que o de um equipamento de carregamento tradicional refrigerado a ar. Com a aplicação e a promoção de pilhas supercarregadas totalmente refrigeradas a líquido, suas vantagens abrangentes em termos de custo-benefício se tornarão cada vez mais evidentes.
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O mercado tem perspectivas promissoras e a concorrência está acirrada
De fato, com o aumento contínuo da taxa de penetração de veículos de nova energia e o rápido desenvolvimento de infraestrutura de apoio, como estações de recarga, as estações de recarga totalmente refrigeradas a líquido tornaram-se o foco da competição no setor. Muitas empresas de veículos de nova energia, estações de recarga, empresas de tecnologia, etc., iniciaram pesquisas, desenvolvimentos tecnológicos e o projeto de estações de recarga totalmente refrigeradas a líquido.
A Tesla é a primeira montadora do setor a implantar pilhas de supercarregamento refrigeradas a líquido em lotes. Suas pilhas de supercarregamento V3 adotam um design totalmente refrigerado a líquido, módulos de carregamento refrigerados a líquido e pistolas de carregamento refrigeradas a líquido. A potência máxima de carregamento de uma única pistola é de 250 kW. É relatado que a Tesla tem implantado gradualmente novas estações de supercarregamento V4 totalmente refrigeradas a líquido em todo o mundo desde o ano passado. A primeira estação de supercarregamento V4 da Ásia foi lançada em Hong Kong, China, em outubro do ano passado, e em breve entrará no mercado continental. É relatado que a potência máxima teórica de carregamento desta pilha de carregamento é de 615 kW, o que é equivalente ao desempenho das pilhas de supercarregamento totalmente refrigeradas a líquido da Huawei e da NIO. Parece que a competição de mercado por pilhas de carregamento totalmente refrigeradas a líquido começou silenciosamente.
"De modo geral, os superchargers totalmente refrigerados a líquido têm alta capacidade de carregamento, e a eficiência de carregamento é significativamente melhorada, o que pode efetivamente aliviar a ansiedade dos usuários em relação ao carregamento." Em entrevista a um repórter da China Automotive News, ele afirmou que, atualmente, a escala de aplicação dos superchargers totalmente refrigerados a líquido é limitada, resultando em custos mais altos. Além disso, como o carregamento de alta potência requer a otimização do gerenciamento de segurança da bateria e o aumento da plataforma de tensão do veículo, o custo também aumentará de 15% a 20%. No geral, o desenvolvimento da tecnologia de carregamento de alta potência requer uma consideração abrangente de fatores como gerenciamento de segurança do veículo, controlabilidade independente de dispositivos de alta tensão e custo. Este é um processo passo a passo.
"O alto custo das pilhas de superalimentação refrigeradas a líquido é um dos obstáculos práticos que impedem sua promoção em larga escala." Hu Fenglin afirmou que o custo atual de cada pilha de superalimentação da Huawei é de cerca de 600.000 yuans. Neste estágio, é quase difícil para as pequenas e médias empresas que atuam no setor de recarga competirem. No entanto, nas perspectivas de desenvolvimento a longo prazo, com a expansão das aplicações e a redução de custos, as muitas vantagens das pilhas de superalimentação totalmente refrigeradas a líquido se tornarão gradualmente proeminentes. A forte demanda dos usuários e o mercado por recargas seguras, de alta velocidade e rápidas trarão um espaço mais amplo para o desenvolvimento de pilhas de superalimentação totalmente refrigeradas a líquido.
Um relatório de pesquisa recente divulgado pelo CICC apontou que a sobrecarga de refrigeração líquida impulsiona a atualização da cadeia industrial, e o tamanho do mercado doméstico deve atingir quase 9 bilhões de yuans em 2026. Impulsionado por montadoras, empresas de energia, etc., espera-se inicialmente que o número de estações de supercarregamento refrigeradas a líquido domésticas chegue a 45.000 em 2026.
Zeng Xin também destacou que, em 2021, haverá menos de 10 modelos no mercado nacional com suporte para sobrecarregamento; em 2023, haverá mais de 140 modelos com suporte para sobrecarregamento, e haverá mais no futuro. Isso não apenas reflete de forma realista o ritmo acelerado de trabalho e vida das pessoas no reabastecimento de energia para veículos de nova energia, mas também reflete a tendência de desenvolvimento da demanda do mercado. Por isso, as perspectivas de desenvolvimento de pilhas de sobrecarregamento totalmente refrigeradas a líquido são muito promissoras.
Horário da publicação: 15/03/2024