Creado Hoy

Tecnologías para cargadores de vehículos eléctricos: una comparación entre refrigeración por aire y refrigeración líquida

A medida que la revolución del vehículo eléctrico (VE) se acelera en Europa y Asia, la demanda de carga ultrarrápida se dispara. Sin embargo, hacer circular altas corrientes a través de una infraestructura crea un adversario importante: el calor. Aquí es donde entran en juego las tecnologías de refrigeración avanzadas, que garantizan que cadacable de carga de VEy estación funcione de forma segura y eficiente.

En Maruikel, entendemos que el cable de carga es a menudo el cuello de botella en los sistemas de alta potencia. Ya sea un bullicioso centro de carga en Shanghái o una estación de autopista en Alemania, la elección del método de refrigeración adecuado —aire o líquido— es fundamental para el rendimiento.

Puntos Clave

La refrigeración eficaz es innegociable para la seguridad y la longevidad de cualquier cable de carga de VE de alta potencia.
La refrigeración por aire ofrece una solución rentable para niveles de potencia estándar, ampliamente utilizada en entornos residenciales y comerciales.
La refrigeración líquida es el estándar de oro para la carga rápida de CC, lo que permite que los cables permanezcan ligeros mientras manejan una potencia inmensa.
Comprender los límites térmicos de su equipo es clave para construir una red confiable en climas que van desde el Medio Oriente hasta el norte de Europa.
Maruikel integra una gestión térmica avanzada para garantizar un rendimiento óptimo en todas nuestras soluciones de carga.

Comparación rápida: Refrigeración por aire vs. por líquido

Para ayudarte a identificar rápidamente la solución adecuada para tu infraestructura, aquí tienes una instantánea de cómo se comparan estas tecnologías:

Característica	Refrigeración por aire	Refrigeración por líquido
Aplicación principal	Hogar (CA), Oficina, Carga pública estándar	Corredores de autopistas, Centros de flotas, Estaciones ultrarrápidas de CC
Rango de potencia típico	Nivel 1 y 2 (hasta ~50kW CC)	Carga rápida de CC Nivel 3 (150 kW - 500 kW+)
Características del cable	Peso estándar; se vuelve pesado/grueso con corrientes más altas	Ligero, delgado y flexible cable de carga de vehículos eléctricos incluso con altas corrientes
Ventaja clave	Rentable y de bajo mantenimiento	Disipación de calor superior y comodidad para el usuario
Limitación clave	Capacidad de enfriamiento limitada para demandas de alta potencia	Mayor inversión inicial y complejidad del sistema

El papel fundamental de la gestión térmica en la carga de vehículos eléctricos

Cuando enchufas un vehículo eléctrico, esencialmente estás creando un circuito eléctrico de alta potencia. A medida que fluye la corriente, la resistencia genera calor. En los cargadores rápidos modernos, este calor puede ser intenso, particularmente dentro del cable de carga del VE en sí, que actúa como conducto directo a la batería del vehículo.

Generación de Calor Durante Sesiones de Alta Potencia

Los protocolos de carga rápida, como los utilizados en CCS2 (común en Europa) o GB/T (común en China), envían cientos de amperios a través del sistema. Sin una refrigeración eficaz, los conductores de cobre dentro del cable de carga del VE se sobrecalentarían rápidamente, lo que provocaría:

Reducción de potencia: La estación reduce automáticamente la potencia de salida para proteger el hardware, ralentizando la sesión de carga.
Desgaste: El ciclo térmico constante degrada el aislamiento y los conectores del cable.
Riesgos de seguridad: En casos extremos, el calor descontrolado puede suponer riesgos de incendio o causar quemaduras a los usuarios que manipulan el equipo.

Un centro de estación de carga futurista en un entorno urbano moderno, que muestra sistemas avanzados de gestión térmica diseñados para mantener el cable de carga del vehículo eléctrico frío durante sesiones de alta potencia.

Comprensión de los requisitos de refrigeración de los cables de carga de VE

Las necesidades de refrigeración de una infraestructura dependen en gran medida de su potencia de salida. No todos los cargadores necesitan un sistema de líquido complejo; a veces, lo más simple es mejor.

Nivel 1 y Nivel 2: El Dominio de la Refrigeración por Aire

Para la carga doméstica y pública estándar (Nivel 1 y Nivel 2), las corrientes son relativamente bajas. Aquí, el cable de carga de VE genera cantidades manejables de calor. La refrigeración pasiva por aire —simplemente confiando en el aire ambiente para disipar el calor de la superficie del cable— suele ser suficiente. Esta simplicidad mantiene los costos bajos y la fiabilidad alta para los cargadores domésticos y de oficina.

Carga Rápida de CC: La Necesidad de Refrigeración Activa

El juego cambia con la Carga Rápida de CC (Nivel 3). Al suministrar 150 kW, 350 kW o incluso más, un cable de carga de VE estándar necesitaría ser imposiblemente grueso y pesado para manejar la corriente sin sobrecalentarse. Esto es poco práctico para los usuarios.

Para resolver esto, la industria utiliza refrigeración activa. Al gestionar activamente la temperatura, los fabricantes pueden mantener el cable de carga de VE delgado, flexible y fácil de usar, incluso mientras bombean enormes cantidades de energía al vehículo. Para una inmersión más profunda en la dinámica térmica de la batería, recursos como la guía de Lectron ofrecen grandes ideas.

Detalle de primer plano de un conector de carga rápida, destacando el diseño robusto y las aletas de refrigeración necesarias para gestionar la generación de calor dentro del cable de carga de vehículos eléctricos de alto rendimiento.

Cuándo elegir la refrigeración por aire: Equilibrando economía y fiabilidad

La refrigeración por aire sigue siendo la columna vertebral de la industria de carga de VE, particularmente para los cargadores de CA y las unidades de CC de menor potencia que se encuentran en las ciudades europeas.

Cómo funciona

La refrigeración por aire se basa en el flujo de aire para regular la temperatura.

Refrigeración pasiva: Utiliza convección natural y disipadores de calor. El cable de carga de VE está diseñado con conductores más gruesos para minimizar la resistencia y la generación de calor.
Refrigeración activa: Utiliza ventiladores para forzar el aire sobre los componentes internos. Si bien es eficaz para los componentes internos de la estación, es menos eficaz para la longitud larga y sellada de un cable de carga de VE.

Pros y contras

Característica	Ventaja	Limitación
Costo	Muy asequible de implementar y mantener.	Menos eficaz para la carga ultrarrápida.
Mantenimiento	Pocas partes móviles (especialmente en sistemas pasivos).	Los ventiladores pueden ser ruidosos y fallar con el tiempo.
Diseño del cable	Construcción simple.	Los cables deben ser más gruesos y pesados para manejar altas corrientes.

Para más información sobre las especificaciones de refrigeración de cargadores, Vital EV ofrece una descripción detallada de las aplicaciones comerciales.

Cuándo es necesaria la refrigeración líquida: Búsqueda de potencia extrema y experiencia de usuario

A medida que los mercados asiático y europeo impulsan tiempos de carga más rápidos (con el objetivo de <15 minutos), la refrigeración líquida se ha convertido en la tecnología elegida para conectores de alta potencia.

Principios de Cables Refrigerados por Líquido

En un sistema refrigerado por líquido, un refrigerante dedicado fluye a través de pequeños canales que recorren toda la longitud del cable de carga de VE, hasta los pines del conector. Este fluido absorbe el calor de los conductores de cobre y lo transporta de regreso a una unidad intercambiadora de calor en la estación de carga.

Esta tecnología permite una reducción significativa en el diámetro del cable de cobre interior. Como resultado, un cable de carga de VE refrigerado por líquido capaz de transportar 500 A puede ser más ligero y flexible que un cable refrigerado por aire con una capacidad de solo 200 A.

Componentes del Sistema

Refrigerante: Un fluido especializado no conductor (a menudo una mezcla de agua y glicol) que absorbe eficientemente la energía térmica.
Bombas: Circulan el fluido desde la estación a través del cable y de regreso.
Intercambiador de Calor: Actúa como un radiador, disipando el calor del fluido al aire exterior.

Comparación lado a lado de los componentes internos del cargador, ilustrando la diferencia entre la refrigeración por aire con ventilador y los sistemas avanzados de refrigeración líquida para la gestión de cables de carga de vehículos eléctricos de alta potencia.

Beneficios para el Usuario

Para el conductor de un vehículo eléctrico, los beneficios son tangibles. Un cable de carga de vehículo eléctrico refrigerado por líquido es sorprendentemente ligero y fácil de maniobrar, haciendo que la experiencia de carga sea mucho más agradable. Además, asegura que la sesión de carga mantenga la velocidad máxima sin estrangulación térmica, permitiendo que los conductores regresen a la carretera más rápido. Fabricantes líderes como Workersbee están pioneros en estas soluciones refrigeradas por líquido para mercados globales.

Conclusión: Selección de la Solución Óptima

Elegir entre refrigeración por aire o por líquido no se trata de cuál es "mejor", sino de cuál es el adecuado para la aplicación.

Para la carga de CA en el hogar y el lugar de trabajo, la refrigeración por aire es la opción lógica, confiable y rentable.
Para corredores de autopistas y centros de flotas que exigen una rápida rotación, la refrigeración líquida es esencial para gestionar el calor generado por altas corrientes, manteniendo al mismo tiempo el cable de carga de VE fácil de usar.

En Maruikel, integramos la tecnología adecuada para cada escenario, asegurando que nuestra infraestructura en Europa y Asia cumpla con los más altos estándares de seguridad, eficiencia y comodidad del usuario.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la principal ventaja de un cable de carga de VE refrigerado por líquido?

Permite corrientes de carga mucho más altas (carga más rápida) al tiempo que mantiene el cable delgado, ligero y lo suficientemente flexible para que cualquiera lo use fácilmente.

¿Requiere mantenimiento un cable de carga de VE refrigerado por aire?

Los cables pasivos refrigerados por aire requieren muy poco mantenimiento aparte de inspecciones visuales. Las estaciones activas refrigeradas por aire (con ventiladores) necesitan una limpieza regular de los filtros para garantizar un flujo de aire adecuado.

¿Es segura la refrigeración líquida?

Sí. Los refrigerantes utilizados suelen ser no conductores y los sistemas están sellados y monitorizados. Si se detecta una fuga, el sistema se apaga inmediatamente para evitar cualquier peligro eléctrico.

¿Por qué los cargadores rápidos de CC se calientan tanto?

Transfieren enormes cantidades de energía en poco tiempo. Incluso una mínima resistencia eléctrica en el cable de carga del vehículo eléctrico convierte una parte de esa energía en calor, que se acumula rápidamente con altas corrientes.

¿Puedo usar un cable refrigerado por aire para carga rápida?

Sí, pero tiene límites. Los cables refrigerados por aire para la carga de CC están típicamente limitados a alrededor de 200-300 Amperios. Para ir más alto sin hacer que el cable sea imposiblemente pesado, se requiere refrigeración líquida.

¿Dónde puedo aprender más sobre sistemas de refrigeración de baterías?

Para una visión más amplia de cómo el vehículo mismo gestiona el calor, puedes leer sobre los sistemas de refrigeración de baterías de vehículos eléctricos en CyberSwitching.

Noticias Relacionadas