1. Las pilas de baterías flexibles de alta potencia pueden convertirse en la solución de carga rápida predominante
Los pilares de carga integrados tradicionales tienen una potencia fija que no puede coincidir con los requisitos de carga de voltaje más alto, y existe un problema de no ser "compatible hacia arriba". En el proceso de "compatibilidad descendente", la construcción de pilares de carga integrados de 800V tiene el dilema de desperdiciar rendimiento y altos costos de inversión unitarios. La pila de baterías flexible reúne todos los módulos de carga de la estación de carga de vehículos eléctricos, y asigna dinámicamente los módulos de carga según la potencia de carga real requerida por el vehículo eléctrico a través de la unidad de conmutación de potencia. Puede reponer energía para varios vehículos eléctricos al mismo tiempo, y se espera que se convierta en una solución de carga rápida de alto voltaje predominante.
2. La tecnología de enfriamiento líquido se espera que se popularice para hacer frente al problema de la generación de calor en la carga rápida de alta potencia
La carga de alta potencia traída por 800V causará una alta generación de calor y problemas de sobrecalentamiento en el sistema de carga, lo cual es un desafío importante que enfrenta la carga rápida actual de vehículos eléctricos. La tecnología de enfriamiento por aire tradicional difícilmente puede cumplir con los requisitos de disipación de calor de los pilares de carga con potencia de cientos de kilovatios, mientras que el enfriamiento líquido es más adecuado para escenarios de carga y descarga de alta velocidad. La tecnología de enfriamiento líquido coloca un refrigerante líquido especial entre el cable y la pistola de carga, que es impulsado por una bomba para circular en el cable y la pistola de carga, llevándose el calor durante el proceso de carga y regresando al radiador de origen de enfriamiento líquido, aumentando así la potencia de transmisión del cable y logrando una carga de alta potencia. En comparación con el modo de enfriamiento por aire tradicional, el modo de enfriamiento líquido tiene las características de alta seguridad, carga rápida, larga vida útil y bajos costos de operación y mantenimiento. Tomando como ejemplo la solución de enfriamiento completo de 600KW de Huawei, aunque el costo de inversión inicial es relativamente alto, puede reducir la inversión secundaria, y el costo del ciclo de vida TCO se reduce en aproximadamente un 40%.
3. La concentración de carga rápida de alto voltaje traerá presión a la red eléctrica. La configuración del sistema de almacenamiento de energía puede ser una solución
El uso concentrado de pilares de carga de alta potencia ejercerá presión sobre la red de distribución. La tasa de pérdida de red es un indicador importante para evaluar la eficiencia económica de la red eléctrica. Según la fórmula tasa de pérdida de red = (potencia de pérdida de red / suministro de energía) * 100%, en el caso de carga desordenada de vehículos eléctricos, la tasa de pérdida de red promedio de la red de distribución aumenta del 7.85% al 10.14%, lo que muestra que la carga desordenada de vehículos eléctricos a menudo coincide con las horas pico de consumo diario de electricidad de los residentes. En el caso de la supercarga de 800V, la carga concentrada en horas pico pone mayores requisitos en la capacidad de carga de la red de distribución. El sistema de almacenamiento de energía se refiere a un sistema que convierte la energía en otras formas de almacenamiento para que pueda convertirse en energía utilizable cuando sea necesario. El sistema de almacenamiento de energía configurado en la estación de carga puede almacenar electricidad durante el consumo bajo de electricidad y cargar durante el consumo pico de electricidad, suavizando la curva de alto voltaje de la estación de carga y reduciendo la pérdida de la red de distribución.
4. El dispositivo de potencia en el módulo de carga se actualiza de SiIGBT a SiC MOSFET de tercera generación
Como componente central del pilar de carga de corriente continua, el módulo de carga representa aproximadamente el 50% del costo total del pilar de carga, y el dispositivo de potencia es un componente importante del módulo de carga. En la actualidad, uno de los desafíos técnicos que enfrentan los pilares de carga de corriente continua de 800V es que a medida que aumenta el voltaje y el nivel de carga, el módulo de carga necesita tener una resistencia a alto voltaje y una densidad de potencia más altas. La carga de alto voltaje de 800V aumenta el rango de potencia constante del módulo de carga de 400V-750V a 800V-1000V, mientras que el dispositivo de potencia SiIGBT comúnmente utilizado tiene un límite superior de resistencia de voltaje de 750V, que necesita ser actualizado a un chip SiCMOSFET con un límite superior de resistencia de voltaje de más de 1200V. Además de su destacado rendimiento de resistencia a alto voltaje, en comparación con los dispositivos tradicionales basados en silicio, los módulos de SiC pueden aumentar la potencia de salida del pilar de carga en casi un 30% y reducir las pérdidas en aproximadamente un 50%.
5. Los módulos de enfriamiento líquido tienen ventajas significativas, pero el costo actual es alto y se encuentra en la etapa de introducción
Con el aumento de la potencia de los pilares de carga, los módulos de carga necesitan soportar una mayor densidad de potencia. La potencia de un solo módulo es principalmente de 30-40KW, lo que refleja la necesidad de una disipación de calor más fuerte. En comparación con los módulos de enfriamiento por aire actuales, las ventajas de los módulos de enfriamiento líquido incluyen una larga vida útil, alta eficiencia y una fuerte disipación de calor. Sin embargo, debido al alto costo del equipo de módulos de carga refrigerados por líquido, el precio de venta es más del doble que el de los módulos de enfriamiento por aire. Los módulos de enfriamiento líquido se encuentran en una etapa inicial, y muchas empresas están desplegando activamente módulos de enfriamiento líquido. Se espera que a medida que disminuyan los costos, la tasa de penetración aumentará gradualmente.
6. Las pistolas de supercarga refrigeradas por líquido se han convertido en la ruta tecnológica futura con sus ventajas de alta corriente, peso ligero y carga plug-and-play
El entorno de trabajo de alta potencia también pone mayores requisitos en las pistolas de carga. La corriente máxima de las pistolas de carga convencionales de enfriamiento natural es de 250A, mientras que las pistolas de carga refrigeradas por líquido utilizan enfriamiento por aceite/agua para disipar el calor, y la corriente máxima de carga puede superar los 500A. Al mismo tiempo, en comparación con las pistolas de carga convencionales, pueden reducir el peso en casi un 50%. Pero de manera similar, el precio de las pistolas de carga refrigeradas por líquido sigue siendo relativamente alto. Según la presentación de nuevos productos de la empresa Rifeng Co., Ltd. en 2022, las pistolas de carga refrigeradas por líquido nacionales todavía se encuentran en una etapa inicial, y el precio unitario de mercado supera los 20,000 yuanes, mientras que el precio de las pistolas de carga DC convencionales es de 1,000-2,000 yuanes. Con la demanda de pistolas de carga refrigeradas por líquido generada por la promoción de la carga rápida de 800V, se espera que la tasa de penetración de las pistolas refrigeradas por líquido se incremente.
7. Los cables de supercarga refrigerados por líquido tienen las ventajas de corriente grande, peso ligero, diámetro del cable delgado y rápida disipación de calor
Los cables conectados a las pistolas de carga DC estándar nacionales son principalmente de 35mm2, que pueden soportar una corriente de 125A. Tomando como ejemplo la potencia de carga de 400KW, a un voltaje de 800V, la corriente a transportar es de 500A, y el área transversal debe aumentarse para reducir el calor causado por el aumento de la corriente. En los cables refrigerados por líquido hay tubos de enfriamiento líquido, y el refrigerante puede llevarse el calor generado por el cable. El diámetro del cable de una pistola de carga refrigerada por líquido de 500A suele ser solo de 35mm, y su peso es aproximadamente la mitad que el de un cable tradicional. Al mismo tiempo, puede reducir el daño por calor causado por la carga de alta potencia.
