Создано Сегодня

Технологии для зарядных устройств электромобилей: Сравнение воздушного и жидкостного охлаждения

Поскольку революция электромобилей (EV) ускоряется по всей Европе и Азии, спрос на сверхбыструю зарядку стремительно растет. Однако пропускание высоких токов через инфраструктуру создает значительного противника: тепло. Именно здесь на помощь приходят передовые технологии охлаждения, обеспечивающие безопасную и эффективную работу каждогозарядного кабеля для электромобилей и станции.

В Maruikel мы понимаем, что зарядный кабель часто является узким местом в системах высокой мощности. Будь то оживленный зарядный центр в Шанхае или станция на автомагистрали в Германии, выбор правильного метода охлаждения — воздушного или жидкостного — имеет решающее значение для производительности.

Ключевые выводы

Эффективное охлаждение является обязательным условием для безопасности и долговечности любого зарядного кабеля для электромобилей высокой мощности.
Воздушное охлаждение предлагает экономичное решение для стандартных уровней мощности, широко используемое в жилых и коммерческих помещениях.
Жидкостное охлаждение — золотой стандарт для быстрой зарядки постоянным током, позволяющий кабелям оставаться легкими при работе с огромной мощностью.
Понимание тепловых пределов вашего оборудования является ключом к построению надежной сети в условиях различных климатических зон, от Ближнего Востока до Северной Европы.
Maruikel интегрирует передовое управление тепловым режимом для обеспечения оптимальной производительности всех наших зарядных решений.

Краткое сравнение: воздушное и жидкостное охлаждение

Чтобы помочь вам быстро определить правильное решение для вашей инфраструктуры, вот краткий обзор сравнения этих технологий:

Функция	Воздушное охлаждение	Жидкостное охлаждение
Основное применение	Дом (переменный ток), офис, стандартная общественная зарядка	Магистральные коридоры, центры обслуживания автопарков, станции сверхбыстрой зарядки постоянным током
Типичный диапазон мощности	Уровень 1 и 2 (до ~50 кВт постоянного тока)	Быстрая зарядка постоянным током уровня 3 (150 кВт - 500 кВт+)
Характеристики кабеля	Стандартный вес; становится тяжелым/толстым при более высоких токах	Легкий, тонкий и гибкий кабель для зарядки электромобилей даже при высоких токах
Ключевое преимущество	Экономичность и низкие эксплуатационные расходы	Превосходное рассеивание тепла и комфорт пользователя
Ключевое ограничение	Ограниченная мощность охлаждения для высоких требований к мощности	Более высокие первоначальные инвестиции и сложность системы

Критическая роль управления тепловым режимом в зарядке электромобилей

Когда вы подключаете электромобиль, вы по сути создаете электрическую цепь высокой мощности. По мере протекания тока сопротивление генерирует тепло. В современных быстрых зарядных устройствах это тепло может быть очень интенсивным, особенно внутрикабеля для зарядки электромобиля, который действует как прямой проводник к аккумулятору автомобиля.

Генерация тепла во время сеансов высокой мощности

Протоколы быстрой зарядки, такие как используемые в CCS2 (распространен в Европе) или GB/T (распространен в Китае), пропускают сотни ампер через систему. Без эффективного охлаждения медные проводники внутри кабеля для зарядки электромобиля быстро перегреются, что приведет к:

Снижение мощности: Станция автоматически снижает выходную мощность для защиты оборудования, замедляя сеанс зарядки.
Износ: Постоянные тепловые циклы приводят к деградации изоляции и разъемов кабеля.
Опасность для безопасности: В крайних случаях неконтролируемое тепло может представлять опасность возгорания или вызвать ожоги у пользователей, работающих с оборудованием.

Футуристический центр зарядной станции в современной городской среде, демонстрирующий передовые системы терморегуляции, разработанные для охлаждения кабеля зарядки электромобиля во время сеансов высокой мощности

Понимание требований к охлаждению зарядных кабелей электромобилей

Потребности инфраструктуры в охлаждении в значительной степени зависят от ее выходной мощности. Не каждому зарядному устройству нужна сложная жидкостная система; иногда проще — лучше.

Уровни 1 и 2: Область воздушного охлаждения

Для быстрой и стандартной общественной зарядки (Уровни 1 и 2) токи относительно низкие. Здесь зарядный кабель электромобиля создает управляемое количество тепла. Пассивное воздушное охлаждение — простое использование окружающего воздуха для рассеивания тепла с поверхности кабеля — обычно достаточно. Эта простота снижает затраты и повышает надежность для домашних и офисных зарядных устройств.

Быстрая зарядка постоянным током: Необходимость активного охлаждения

Ситуация меняется с быстрой зарядкой постоянным током (Уровень 3). При мощности 150 кВт, 350 кВт или даже больше стандартный зарядный кабель электромобиля должен был бы быть непрактично толстым и тяжелым, чтобы выдерживать ток без перегрева. Это непрактично для пользователей.

Для решения этой проблемы отрасль использует активное охлаждение. Активно управляя температурой, производители могут сделать кабель для зарядки электромобилей тонким, гибким и удобным в использовании, даже при подаче огромного количества энергии в автомобиль. Для более глубокого изучения тепловой динамики аккумуляторов полезными ресурсами являютсяруководство Lectronпредлагают отличные идеи.

Крупный план разъема быстрой зарядки, подчеркивающий прочную конструкцию и охлаждающие ребра, необходимые для управления тепловыделением внутри высокопроизводительного кабеля зарядки электромобиля

Когда выбирать воздушное охлаждение: Баланс между экономичностью и надежностью

Воздушное охлаждение остается основой индустрии зарядки электромобилей, особенно для зарядных устройств переменного тока и низкомощных устройств постоянного тока, используемых в городах Европы.

Как это работает

Воздушное охлаждение полагается на поток воздуха для регулирования температуры.

Пассивное охлаждение: Использует естественную конвекцию и радиаторы. Кабель для зарядки электромобилей разработан с более толстыми проводниками для минимизации сопротивления и тепловыделения.
Активное охлаждение: Использует вентиляторы для принудительного обдува внутренних компонентов. Хотя это эффективно для внутренних компонентов станции, это менее эффективно для длинного, герметичного кабеля зарядки электромобиля.

Плюсы и минусы

Функция	Преимущество	Ограничение
Стоимость	Очень доступно для внедрения и обслуживания.	Менее эффективно для сверхбыстрой зарядки.
Обслуживание	Мало движущихся частей (особенно в пассивных системах).	Вентиляторы могут быть шумными и со временем выходить из строя.
Конструкция кабеля	Простая конструкция.	Кабели должны быть толще и тяжелее для работы с высокими токами.

Подробнее о специфике охлаждения зарядных устройств, Vital EV предоставляет подробный обзор коммерческих применений.

Когда необходимо жидкостное охлаждение: Стремление к экстремальной мощности и пользовательскому опыту

Поскольку азиатский и европейский рынки стремятся к более быстрой зарядке (целясь в <15 минут), жидкостное охлаждение стало предпочтительной технологией для высокомощных разъемов.

Принципы жидкостного охлаждения кабелей

В системе жидкостного охлаждения специальный хладагент протекает по узким каналам, проходящим по всей длине зарядного кабеля электромобиля, вплоть до контактов разъема. Эта жидкость поглощает тепло от медных проводников и возвращает его к теплообменнику на зарядной станции.

Эта технология позволяет значительно уменьшить диаметр медного провода внутри. В результате зарядный кабель электромобиля с жидкостным охлаждением, способный передавать ток 500 А, может быть легче и гибче, чем кабель с воздушным охлаждением, рассчитанный всего на 200 А.

Компоненты системы

Хладагент: Специальная непроводящая жидкость (часто смесь воды и гликоля), которая эффективно поглощает тепловую энергию.
Насосы: Циркулируют жидкость от станции через кабель и обратно.
Теплообменник: действует как радиатор, отводя тепло от жидкости в наружный воздух.

Сравнительный анализ внутренних компонентов зарядного устройства, иллюстрирующий разницу между воздушным охлаждением с помощью вентилятора и передовыми системами жидкостного охлаждения для управления кабелями зарядки электромобилей высокой мощности

Преимущества для пользователя

Для водителя электромобиля преимущества ощутимы. Жидкостный кабель для зарядки электромобиля удивительно легкий и удобный в использовании, что делает процесс зарядки гораздо более приятным. Более того, он обеспечивает поддержание максимальной скорости зарядки без термического троттлинга, позволяя водителям быстрее вернуться на дорогу. Ведущие производители, такие как Workersbee прокладывают путь для этих жидкостных решений на глобальных рынках.

Заключение: Выбор оптимального решения

Выбор между воздушным и жидкостным охлаждением — это не вопрос того, что «лучше», а того, что подходит для конкретного применения.

Для домашней и рабочей зарядки переменным током воздушное охлаждение является логичным, надежным и экономически эффективным выбором.
Для магистральных коридоров и транспортных узлов, требующих быстрой оборачиваемости, жидкостное охлаждение необходимо для управления теплом, выделяемым высокими токами, сохраняя при этом кабель для зарядки электромобилей удобным для пользователя.

В Maruikel мы интегрируем соответствующие технологии для каждого сценария, гарантируя, что наша инфраструктура в Европе и Азии соответствует высочайшим стандартам безопасности, эффективности и комфорта пользователей.

Часто задаваемые вопросы

Каково основное преимущество кабеля для зарядки электромобилей с жидкостным охлаждением?

Он обеспечивает гораздо более высокие зарядные токи (более быструю зарядку), сохраняя при этом кабель тонким, легким и достаточно гибким, чтобы им мог легко пользоваться любой человек.

Требует ли кабель для зарядки электромобилей с воздушным охлаждением обслуживания?

Кабели с пассивным воздушным охлаждением требуют минимального обслуживания, кроме визуальных осмотров. Станции с активным воздушным охлаждением (с вентиляторами) нуждаются в регулярной чистке фильтров для обеспечения надлежащего воздушного потока.

Безопасно ли жидкостное охлаждение?

Да. Используемые охлаждающие жидкости обычно не проводят электричество, а системы герметичны и находятся под наблюдением. При обнаружении утечки система немедленно отключается, чтобы предотвратить любые электрические опасности.

Почему зарядные устройства постоянного тока быстрого заряда так сильно нагреваются?

Они передают огромные объемы энергии за короткое время. Даже небольшое электрическое сопротивление в кабеле для зарядки электромобилей преобразует часть этой энергии в тепло, которое быстро накапливается при высоких токах.

Могу ли я использовать кабель с воздушным охлаждением для быстрой зарядки?

Да, но у этого есть ограничения. Воздушные кабели для зарядки постоянным током обычно ограничены примерно 200-300 амперами. Чтобы увеличить это значение без того, чтобы кабель стал невозможно тяжелым, требуется жидкостное охлаждение.

Где я могу узнать больше о системах охлаждения батарей?

Чтобы получить более широкое представление о том, как сам автомобиль управляет теплом, вы можете прочитать о системах охлаждения батарей электромобилей на CyberSwitching.

Связанные новости