1. Hochleistungs-Flexbatteriestapel könnten zur Hauptstrom-Schnellladelösung werden
Die traditionellen integrierten Ladepfosten haben eine feste Leistung, die nicht mit den Anforderungen an höhere Spannungen mithalten kann, und es besteht das Problem, dass sie nicht "aufwärtskompatibel" sind. Im Prozess der "abwärtskompatibilität" hat der Bau von integrierten 800V-Ladepfosten das Dilemma, dass Leistung verschwendet wird und hohe Investitionskosten pro Einheit anfallen. Der flexible Batteriestapel vereint alle Lademodule der Ladestation für Elektrofahrzeuge und verteilt die Lademodule dynamisch gemäß der tatsächlich vom Elektrofahrzeug benötigten Ladeleistung durch die Leistungsschaltungsbaugruppe. Er kann gleichzeitig Energie für mehrere Elektrofahrzeuge nachfüllen und wird voraussichtlich zu einer gängigen Hochspannungs-Schnellladelösung.
2. Die Flüssigkeitskühlungstechnologie soll zur Bewältigung des Problems der Wärmeerzeugung bei Hochleistungs-Schnellladung verbreitet werden
Die Hochleistungsladung durch 800V führt zu hoher Wärmeerzeugungsleistung und Überhitzungsproblemen im Ladesystem, was eine wichtige Herausforderung für das aktuelle Schnellladen von Elektrofahrzeugen darstellt. Die traditionelle Luftkühlungstechnologie kann kaum die Anforderungen an die Wärmeableitung von Ladepfosten mit Hunderten von Kilowatt erfüllen, während die Flüssigkeitskühlung besser für Hochgeschwindigkeitslade- und Entladeszenarien geeignet ist. Die Flüssigkehlungstechnologie setzt ein spezielles Flüssigkeitskühlmittel zwischen dem Kabel und der Ladekanone ein, das von einer Pumpe angetrieben wird, um im Kabel und der Ladekanone zu zirkulieren, die Wärme während des Ladevorgangs abzuführen und zum Flüssigkeitskühlquellenkühler zurückzukehren, wodurch die Kabelübertragungsleistung erhöht und eine Hochleistungsladung erreicht wird. Im Vergleich zum traditionellen Luftkühlmodus hat der Flüssigkehlmodus die Merkmale hoher Sicherheit, schnelles Laden, lange Lebensdauer und niedrige Betriebs- und Wartungskosten. Anhand von Huaweis 600KW-Vollflüssigkeitskühlungslösung kann trotz der relativ hohen Anfangsinvestitionskosten die Sekundärinvestition reduziert werden, und die Lebenszykluskosten TCO werden um etwa 40% reduziert.
3. Die Konzentration des Hochspannungs-Schnellladens wird Druck auf das Stromnetz ausüben. Die Konfiguration des Energiespeichersystems könnte eine Lösung sein
Die konzentrierte Nutzung von Hochleistungsladepfosten wird das Verteilungsnetz belasten. Der Netzverlust ist ein wichtiger Indikator zur Bewertung der Wirtschaftlichkeit des Stromnetzes. Gemäß der Formel Netzverlust = (Netzverlustleistung/Stromversorgung) * 100% steigt bei ungeordneter Ladung von Elektrofahrzeugen der durchschnittliche Netzverlust des Verteilungsnetzes von 7,85% auf 10,14%, was zeigt, dass ungeordnete Ladung von Elektrofahrzeugen oft mit den Spitzenzeiten des täglichen Stromverbrauchs der Bewohner zusammenfällt. Im Falle von 800V-Schnellladung stellt die konzentrierte Ladung zu Spitzenzeiten höhere Anforderungen an die Lastkapazität des Verteilungsnetzes. Das Energiespeichersystem bezieht sich auf ein System, das Energie in andere Formen speichert, damit sie in nutzbare Energie umgewandelt werden kann, wenn sie benötigt wird. Das am Ladepunkt konfigurierte Energiespeichersystem kann Strom während geringer Stromverbrauchszeiten speichern und während Spitzenstromverbrauchszeiten aufladen, um die Hochspannungskurve des Ladepunkts zu glätten und den Verlust des Verteilungsnetzes zu reduzieren.
4. Das Leistungselement im Lademodul wird von SiIGBT auf das Leistungselement der dritten Generation, SiC MOSFET, aktualisiert
Als Kernkomponente des DC-Ladepfostens macht das Lademodul etwa 50% der Gesamtkosten des Ladepfostens aus, wobei das Leistungselement eine wichtige Komponente des Lademoduls ist. Eines der technischen Herausforderungen, denen sich 800V DC-Ladepfosten gegenübersehen, besteht darin, dass das Lademodul mit zunehmender Spannung und Ladestufe eine höhere Hochspannungsfestigkeit und Leistungsdichte aufweisen muss. 800V Hochspannungsladung erhöht den konstanten Leistungsbereich des Lademoduls von 400V-750V auf 800V-1000V, während das häufig verwendete SiIGBT-Leistungselement eine obere Spannungsgrenze von 750V hat, die auf einen SiCMOSFET-Chip mit einer oberen Spannungsgrenze von mehr als 1200V aktualisiert werden muss. Neben seiner herausragenden Hochspannungsfestigkeit können SiC-Module im Vergleich zu herkömmlichen Silizium-basierten Geräten die Ausgangsleistung des Ladepfostens um fast 30% steigern und die Verluste um etwa 50% reduzieren.
5. Flüssigkeitskühlungsmodule haben signifikante Vorteile, aber die aktuellen Kosten sind hoch und befinden sich im Einführungsstadium
Mit der Zunahme der Leistung von Ladepunkten müssen Ladungsmodule eine größere Leistungsdichte aushalten. Die Leistung eines einzelnen Moduls beträgt hauptsächlich 30-40 kW, was den Bedarf an stärkerer Wärmeableitung zeigt. Im Vergleich zu den aktuellen luftgekühlten Modulen bieten Flüssigkeitskühlungsmodule Vorteile wie lange Lebensdauer, hohe Effizienz und starke Wärmeableitung. Aufgrund der hohen Kosten für flüssigkeilkühlte Lademodulausrüstung liegt der Verkaufspreis mehr als doppelt so hoch wie bei luftgekühlten Modulen. Flüssigkeilkühlmodule befinden sich im Anfangsstadium, und viele Unternehmen setzen aktiv auf Flüssigkeilkühlmodule. Es wird erwartet, dass mit sinkenden Kosten die Durchdringungsrate allmählich steigen wird.
6. Flüssigkeilkühlende Superladeschusswaffen sind mit ihren Vorteilen hoher Stromstärke, geringem Gewicht und Plug-and-Play-Ladung der zukünftige Technologieweg
Die Hochleistungsumgebung stellt auch höhere Anforderungen an Ladepistolen. Der maximale Strom herkömmlicher natürlicher Kühlungsladepistolen beträgt 250A, während flüssigkeilkühlende Ladepistolen Ölkühlung/Wasserkühlung zur Wärmeableitung verwenden und der maximale Ladestrom mehr als 500A erreichen kann. Gleichzeitig können sie im Vergleich zu herkömmlichen Ladepistolen das Gewicht um fast 50% reduzieren. Aber ähnlich wie bei herkömmlichen Ladepistolen liegt der Preis für flüssigkeilkühlende Ladepistolen immer noch auf einem relativ hohen Niveau. Laut der Produktneuvorstellung der Rifeng Co., Ltd. im Jahr 2022 befinden sich inländische flüssigkeilkühlende Ladepistolen noch im Anfangsstadium, und der Marktpreis pro Einheit übersteigt 20.000 Yuan, während der Preis herkömmlicher DC-Ladepistolen bei 1.000-2.000 Yuan liegt. Mit dem Bedarf an flüssigkeilkühlenden Ladepistolen, der durch die Förderung des 800V-Schnellladens entsteht, wird erwartet, dass die Durchdringungsrate von flüssigkeilkühlenden Pistolen durchbricht.
7. Flüssigkeilkühlende Superladekabel haben die Vorteile von großem Strom, geringem Gewicht, dünnem Drahtdurchmesser und schneller Wärmeableitung
Die Kabel, die mit den inländischen Standard-DC-Ladepistolen verbunden sind, sind hauptsächlich 35mm2 und können einen Strom von 125A tragen. Nehmen wir die Ladeleistung von 400 kW als Beispiel, bei einer Spannung von 800V beträgt der zu tragende Strom 500A, und der Querschnittsbereich muss erhöht werden, um die durch den Anstieg des Stroms verursachte Wärme zu reduzieren. In den flüssigkeilkühlenden Kabeln befinden sich Kühlrohre, und das Kühlmittel kann die durch das Kabel erzeugte Wärme abführen. Der Kabeldurchmesser einer 500A flüssigkeilkühlenden Ladepistole beträgt in der Regel nur 35mm, und sein Gewicht beträgt etwa die Hälfte eines traditionellen Kabels. Gleichzeitig kann es die durch das Hochleistungsladen verursachten Hitzeschäden reduzieren.
