»En kilometer na sekundo in doseg 200 kilometrov po 5 minutah polnjenja.« 27. februarja je Huawei Digital Energy Technology Co., Ltd. (v nadaljevanju »Huawei Digital Energy«) na partnerski konferenci Huawei China Digital Energy 2024 predstavil popolnoma tekočinsko hlajeno polnilno postajo. Načrt promocije trdi, da bo »izkušnjo polnjenja z gorivom spremenil v resničnost«. V skladu z načrtom bo Huawei Digital Energy leta 2024 zgradil več kot 100.000 Huaweijevih popolnoma tekočinsko hlajenih polnilnih postaj s kompresorjem v več kot 340 mestih in na glavnih avtocestah po vsej državi, da bi ustvaril »eno omrežje za mesta«, »eno omrežje za visoke hitrosti« in »eno električno omrežje«. »Prijazno« polnilno omrežje. Pravzaprav je Huawei že oktobra lani predstavil popolnoma tekočinsko hlajen polnilnik s kompresorjem in je do sedaj dokončal postavitev več demonstracijskih lokacij.
Po naključju je NIO konec lanskega leta uradno napovedal izdajo novega 640 kW popolnoma tekočinsko hlajenega ultra hitrega polnilnika. Ultra hitri polnilnik je opremljen s tekočinsko hlajenim polnilnim pištolo, ki tehta le 2,4 kilograma in bo uradno predstavljen že aprila letos. Do sedaj so mnogi leto 2024 označili za leto eksplozije popolnoma tekočinsko hlajenih kompresorjev. Glede te novosti mislim, da imajo vsi še vedno veliko vprašanj: Kaj točno je tekočinsko hlajeno polnjenje? Katere so njegove edinstvene prednosti? Bo tekočinsko hlajenje v prihodnosti postalo glavna smer razvoja polnjenja s kompresorjem?
01
Učinkovitejše in hitrejše polnjenje
»Zaenkrat ni enotne standardne definicije za tako imenovani popolnoma tekočinsko hlajeni polnilnik,« je novinarju China Automotive News povedal Wei Dong, inženir v laboratoriju za mikroelektronsko tehnologijo Tehnološke univerze v Xi'anu. Poenostavljeno povedano, polnjenje s popolnoma tekočinsko hlajenim polnilnikom je tehnologija, ki uporablja kroženje tekočine za hitro odvajanje toplote, ki jo med postopkom polnjenja ustvarijo ključne komponente, kot so polnilni moduli, kabli in glave polnilnih pištol. Za pogon pretoka hladilne tekočine uporablja namensko črpalko, s čimer odvaja toploto in omogoča učinkovito delovanje polnilne opreme. Hladilna tekočina v popolnoma tekočinsko hlajenih polnilnikih ni navadna voda, temveč večinoma vsebuje etilen glikol, vodo, dodatke in druge snovi. Kar zadeva razmerje, je to tehnična skrivnost vsakega podjetja. Hladilna tekočina ne le izboljša stabilnost in hladilni učinek tekočine, temveč tudi zmanjša korozijo in poškodbe opreme. Vedeti morate, da metoda odvajanja toplote močno vpliva na delovanje polnilne opreme. Po teoretičnih izračunih je trenutna izguba toplote pri splošnih visokozmogljivih hitrih polnilnih pilotih z enosmernim tokom približno 5 %. Brez dobrega odvajanja toplote ne bo le pospešilo staranja opreme, temveč bo povzročilo tudi visoko stopnjo okvar polnilne opreme.
Prav s podporo tehnologije za odvajanje toplote s tekočinskim hlajenjem je moč polnilnih polnilnih baterij s tekočinskim hlajenjem veliko večja kot pri običajnih hitrih polnilnih baterijah. Huaweijeva polnilna baterija s tekočinskim hlajenjem ima na primer največjo moč 600 kW, kar uporabnikom omogoča izjemno hitro polnjenje, kot je »skodelica kave in polna napolnjenost«. »Čeprav se tok in moč polnilnih baterij s tekočinskim hlajenjem trenutno razlikujeta, so vse močnejše od običajnih hitrih polnilnic in polnilnih baterij.« Zeng Xin, profesor na Univerzi za znanost in tehnologijo v Pekingu, je novinarju China Automotive News povedal: »Trenutno je moč običajnih hitrih polnilnih baterij na splošno okoli 120 kW, običajnih polnilnih baterij pa okoli 300 kW. Moč polnilnih baterij s tekočinskim hlajenjem Huaweija in NIO lahko doseže do 600 kW. Poleg tega ima Huaweijeva polnilna baterija s tekočinskim hlajenjem tudi inteligentne funkcije identifikacije in prilagodljivega prilagajanja.« Samodejno lahko prilagodi izhodno moč in tok glede na zahteve glede hitrosti polnjenja baterijskih sklopov različnih modelov, s čimer doseže stopnjo uspešnosti enega polnjenja do 99 %.
»Segrevanje popolnoma tekočinsko hlajenih pilotov s kompresorjem je prav tako spodbudilo razvoj celotne industrijske verige.« Po besedah Hu Fenglina, raziskovalca v Centru za nove energetske inovacijske tehnologije na Inštitutu za napredno tehnologijo Shenzhen, lahko komponente, potrebne za popolnoma tekočinsko hlajene pilote s kompresorjem, v grobem razdelimo na komponente opreme za prenapolnjenje, splošne strukturne komponente, materiale za hitro polnjenje visoke napetosti in druge komponente, vključno z inteligentnimi senzorskimi komponentami, silicijevimi karbidnimi čipi, črpalkami za napajanje, hladilnimi sredstvi, pa tudi popolnoma tekočinsko hlajene module, popolnoma tekočinsko hlajene polnilne pištole in polnilne naprave. Večina teh ima strožje zahteve glede zmogljivosti in višje stroške kot komponente, ki se uporabljajo v običajnih polnilnih pilotih.
02
Prijazno za uporabo, daljša življenjska doba
V primerjavi z običajnimi polnilnimi stebri in konvencionalnimi hitrimi/super polnilniki, popolnoma tekočinsko hlajeni super polnilniki ne le hitreje polnijo, ampak imajo tudi številne prednosti. »Polnilna pištola Huaweijevega popolnoma tekočinsko hlajenega superpolnilnika je zelo lahka in jo lahko enostavno uporabljajo tudi lastnice avtomobilov z malo moči, za razliko od prejšnjih polnilnih pištol, ki so bile okorne,« je dejal Zhou Xiang, lastnik električnih avtomobilov v Chongqingu.
»Uporaba vrste novih tehnologij, novih materialov in novih konceptov daje popolnoma tekočinsko hlajenim polnilnim pilotom prednosti, s katerimi se običajni polnilniki v preteklosti niso mogli kosati.« Hu Fenglin je dejal, da sta pri popolnoma tekočinsko hlajenih polnilnih pilotih tok in moč večja, kar pomeni hitrejše polnjenje. Običajno je segrevanje polnilnega kabla sorazmerno s kvadratom toka. Večji kot je polnilni tok, večje je segrevanje kabla. Da bi zmanjšali količino toplote, ki jo ustvari kabel, in se izognili pregrevanju, je treba povečati prečni prerez žice, kar pomeni, da sta polnilna pištola in polnilni kabel težja. Popolnoma tekočinsko hlajeni polnilnik rešuje problem odvajanja toplote in uporablja kable z manjšim prečnim prerezom, da zagotovi prenos večjih tokov. Zato so kabli popolnoma tekočinsko hlajenih polnilnih pilotov tanjši in lažji od kablov običajnih polnilnih pilotov, lažje pa so tudi same polnilne pištole. Na primer, polnilna pištola popolnoma tekočinsko hlajenih polnilnih pilotov NIO tehta le 2,4 kilograma, kar je veliko lažje od običajnih polnilnih pilotov. Kup je veliko lažji in prinaša boljšo uporabniško izkušnjo, zlasti za lastnice avtomobilov, saj je uporaba bolj priročna.
»Prednost popolnoma tekočinsko hlajenih polnilnih pilotov je njihova varnost.« Wei Dong je povedal, da je večina polnilnih pilotov v preteklosti uporabljala naravno hlajenje, zračno hlajenje in druge metode, ki so zahtevale prezračevalne odprtine v ustreznih delih polnilnega pilota, kar je neizogibno povzročilo, da zrak, pomešan s prahom, celo finimi kovinskimi delci, solno meglico in vodno paro, vstopi v notranjost polnilnega pilota in se adsorbira na površini električnih komponent, kar povzroča težave, kot so zmanjšana izolacijska zmogljivost sistema, slabo odvajanje toplote, zmanjšana učinkovitost polnjenja in skrajšana življenjska doba opreme. Nasprotno pa lahko metoda popolnega tekočinskega hlajenja doseže popolno pokritost, izboljša izolacijo in varnost ter omogoči, da polnilni pilot doseže višjo raven odpornosti proti prahu in vodi okoli mednarodnega električnega standarda IP65 z večjo zanesljivostjo. Poleg tega se je po opustitvi zračno hlajene večventilatorske zasnove znatno zmanjšal hrup delovanja popolnoma tekočinsko hlajenega polnilnega pilota, s 70 decibelov pri zračno hlajenem polnilnem pilotu na približno 30 decibelov, kar je skoraj šepet, s čimer se je v preteklosti izognilo potrebi po hitrem polnjenju v stanovanjskih območjih. Ponoči je prišlo do neprijetne situacije s pritožbami zaradi glasnega hrupa.
Nižji obratovalni stroški in krajši cikli stroškov obnove so prav tako ena od prednosti popolnoma tekočinsko hlajenih kompresorskih pilotov. Zeng Xin je povedal, da imajo tradicionalni zračno hlajeni polnilni piloti običajno življenjsko dobo največ 5 let, vendar so trenutna obdobja najema za delovanje polnilnih postaj večinoma od 8 do 10 let, kar pomeni, da je med obratovalnim ciklom postaje potrebna vsaj ponovna naložba. Zamenjajte primarno polnilno napravo. Življenjska doba popolnoma tekočinsko hlajenih polnilnih pilotov je običajno več kot 10 let. Na primer, načrtovana življenjska doba Huaweijevih popolnoma tekočinsko hlajenih kompresorskih polnilnih pilotov je več kot 15 let, kar lahko pokrije celoten življenjski cikel postaje. Poleg tega je treba v primerjavi s polnilnimi piloti, ki uporabljajo zračno hlajene module, ki zahtevajo pogosto odpiranje omar za odstranjevanje prahu in vzdrževanje, popolnoma tekočinsko hlajene polnilne pilote splakniti le, ko se prah nabere v zunanjem radiatorju, kar olajša vzdrževanje.
Skupni stroški celotnega življenjskega cikla popolnoma tekočinsko hlajenega kompresorja so nižji od stroškov tradicionalne zračno hlajene polnilne opreme. Z uporabo in promocijo popolnoma tekočinsko hlajenih kompresorskih pilotov bodo njihove celovite stroškovno učinkovite prednosti postale vse bolj očitne.
03
Trg ima svetle možnosti in konkurenca se zaostruje
Pravzaprav so zaradi nenehnega naraščanja stopnje prodora vozil na nova energetska goriva in hitrega razvoja podporne infrastrukture, kot so polnilni piloti, popolnoma tekočinsko hlajeni polnilniki postali središče konkurence v industriji. Številna podjetja za vozila na nova energetska goriva, podjetja za polnilne pilote, tehnološka podjetja itd. so začela s tehnološkimi raziskavami in razvojem ter načrtovanjem popolnoma tekočinsko hlajenih polnilnikov.
Tesla je prvo avtomobilsko podjetje v industriji, ki je serijsko uvajalo tekočinsko hlajene polnilne pilote. Njihovi polnilniki V3 imajo v celoti tekočinsko hlajeno zasnovo, tekočinsko hlajene polnilne module in tekočinsko hlajene polnilne pištole. Največja polnilna moč ene pištole je 250 kW. Poroča se, da je Tesla od lanskega leta po vsem svetu postopoma uvajala nove popolnoma tekočinsko hlajene polnilne postaje V4. Prva azijska polnilna postaja V4 je bila predstavljena oktobra lani v Hongkongu na Kitajskem in bo kmalu vstopila na celinski trg. Poroča se, da je teoretična največja polnilna moč tega polnilnega pilota 615 kW, kar je enakovredno zmogljivosti popolnoma tekočinsko hlajenih polnilnih pilotov Huawei in NIO. Zdi se, da se je tržna konkurenca za popolnoma tekočinsko hlajene polnilne pilote tiho začela.
»Na splošno imajo popolnoma tekočinsko hlajeni polnilniki zmogljivosti polnjenja z veliko močjo, učinkovitost polnjenja pa je močno izboljšana, kar lahko učinkovito ublaži tesnobo uporabnikov pri polnjenju.« V intervjuju z novinarjem China Automotive News je dejal, da so trenutni popolnoma tekočinsko hlajeni polnilniki s preobremenitvijo omejeni v obsegu uporabe, kar ima za posledico višje stroške. Poleg tega se bodo stroški polnjenja z veliko močjo povečali za 15 % do 20 %, ker polnjenje z veliko močjo zahteva optimizacijo upravljanja varnosti baterij in povečanje napetosti vozila. Na splošno razvoj tehnologije polnjenja z veliko močjo zahteva celovito upoštevanje dejavnikov, kot so upravljanje varnosti vozil, neodvisen nadzor visokonapetostnih naprav in stroški. To je postopen postopek.
»Državna cena tekočinsko hlajenih polnilnih pilotov je ena od praktičnih ovir, ki ovirajo njihovo obsežno promocijo.« Hu Fenglin je dejal, da trenutni stroški vsakega Huaweijevega polnilnega pilota znašajo približno 600.000 juanov. Na tej stopnji je za mala in srednje velika podjetja, ki se na splošno ukvarjajo s polnjenjem, skoraj težko konkurirati. Vendar pa bodo dolgoročno gledano s širitvijo uporabe in zniževanjem stroškov številne prednosti popolnoma tekočinsko hlajenih polnilnih pilotov postopoma postale vidne. Togo povpraševanje uporabnikov in trg po varnem, hitrem in hitrem polnjenju bosta odprla širši prostor za razvoj popolnoma tekočinsko hlajenih polnilnih pilotov.
Nedavno raziskovalno poročilo, ki ga je objavil CICC, je poudarilo, da prekomerno polnjenje s tekočinskim hlajenjem spodbuja nadgradnjo industrijske verige, velikost domačega trga pa naj bi leta 2026 dosegla skoraj 9 milijard juanov. Zaradi avtomobilskih podjetij, energetskih podjetij itd. se sprva pričakuje, da bo število domačih polnilnih postaj s tekočinskim hlajenjem leta 2026 doseglo 45.000.
Zeng Xin je tudi poudaril, da bo leta 2021 na domačem trgu manj kot 10 modelov, ki podpirajo prekomerno polnjenje; leta 2023 jih bo več kot 140, v prihodnosti pa jih bo še več. To ni le realističen odraz pospešenega tempa dela in življenja ljudi pri obnavljanju energije za vozila z novo energijo, temveč odraža tudi trend razvoja povpraševanja na trgu. Zaradi tega so možnosti razvoja popolnoma tekočinsko hlajenih kompresorskih polnilnih pilotov tako obetavne.
Čas objave: 15. marec 2024