1. Гибкие батарейные стеки высокой мощности могут стать основным решением для быстрой зарядки
Традиционные интегрированные зарядные станции имеют фиксированную мощность, которая не может соответствовать требованиям более высоковольтной зарядки, и есть проблема отсутствия "возможности повышения". В процессе "снижения совместимости" строительство интегрированных 800V зарядных станций сталкивается с дилеммой потери производительности и высоких инвестиционных затрат на единицу. Гибкий батарейный стек объединяет все зарядные модули зарядной станции для электромобилей и динамически распределяет зарядные модули в соответствии с фактической мощностью зарядки, необходимой для электромобиля, через блок переключения мощности. Он может одновременно пополнять энергию для нескольких электромобилей и ожидается, что станет основным решением для высоковольтной быстрой зарядки.
2. Ожидается популяризация технологии жидкостного охлаждения для борьбы с проблемой генерации тепла при высокомощной быстрой зарядке
Высокая мощность зарядки, обеспечиваемая 800V, вызывает высокую генерацию тепла и проблемы перегрева в системе зарядки, что является важным вызовом для текущей быстрой зарядки электромобилей. Традиционная технология воздушного охлаждения с трудом может удовлетворить требования по теплоотводу зарядных станций с мощностью сотен киловатт, в то время как жидкостное охлаждение более подходит для сценариев высокоскоростной зарядки и разрядки. Технология жидкостного охлаждения устанавливает специальный жидкий охладитель между кабелем и зарядным пистолетом, который приводится в движение насосом для циркуляции в кабеле и зарядном пистолете, унося тепло во время процесса зарядки и возвращаясь к радиатору источника жидкостного охлаждения, тем самым увеличивая передаваемую кабелем мощность и достигая высокоскоростной зарядки. По сравнению с традиционным режимом воздушного охлаждения, режим жидкостного охлаждения обладает характеристиками высокой безопасности, быстрой зарядки, длительного срока службы и низких эксплуатационных и обслуживающих расходов. Например, решение Huawei по полному жидкостному охлаждению мощностью 600 кВт, хотя и имеет относительно высокую начальную стоимость инвестиций, может снизить вторичные инвестиции, и общая стоимость владения TCO снижается примерно на 40%.
3. Концентрация высоковольтной быстрой зарядки приведет к давлению на электросеть. Конфигурация системы хранения энергии может стать решением
Концентрированное использование зарядных станций с высокой мощностью создаст давление на распределительную сеть. Уровень потерь в сети является важным показателем для оценки экономической эффективности электросети. Согласно формуле уровень потерь в сети = (потери мощности в сети/подача мощности) * 100%, в случае беспорядочной зарядки электромобилей средний уровень потерь в сети распределения возрастает с 7,85% до 10,14%, что показывает, что беспорядочная зарядка электромобилей часто совпадает с часами пикового потребления электроэнергии жителями. В случае 800V сверхбыстрой зарядки концентрированная зарядка в часы пик ставит более высокие требования к нагрузочной способности распределительной сети. Система хранения энергии относится к системе, которая преобразует энергию в другие формы хранения, чтобы ее можно было преобразовать в используемую энергию по мере необходимости. Система хранения энергии, настроенная на зарядной станции, может хранить электроэнергию во время низкого потребления электроэнергии и заряжаться во время пикового потребления электроэнергии, сглаживая высоковольтную кривую зарядной станции и снижая потери в распределительной сети.
4. Мощностное устройство в зарядном модуле обновляется с SiIGBT на мощный полупроводник третьего поколения SiC MOSFET
Как основной компонент постоянного тока зарядной станции, зарядный модуль составляет около 50% общей стоимости зарядной станции, и мощностное устройство является важным компонентом зарядного модуля. В настоящее время одной из технических проблем, с которой сталкиваются 800V постоянные зарядные станции, является то, что с увеличением напряжения и уровня зарядки зарядный модуль должен иметь более высокое высоковольтное сопротивление и плотность мощности. 800V высоковольтная зарядка увеличивает постоянный диапазон мощности зарядного модуля с 400V-750V до 800V-1000V, в то время как широко используемое мощностное устройство SiIGBT имеет верхний предел выдерживаемого напряжения 750V, которое необходимо обновить до чипа SiCMOSFET с верхним пределом выдерживаемого напряжения более 1200V. Помимо выдающихся характеристик высоковольтного сопротивления, по сравнению с традиционными устройствами на основе кремния, модули SiC могут увеличить выходную мощность зарядной станции почти на 30% и снизить потери примерно на 50%.
5. Жидкостно-охлаждаемые модули имеют значительные преимущества, но текущая стоимость высока и находится на начальном этапе внедрения
С увеличением мощности зарядных станций модули зарядки должны выдерживать большую плотность мощности. Мощность одного модуля в основном составляет 30-40 кВт, что отражает необходимость более эффективного теплоотвода. По сравнению с текущими воздушно-охлаждаемыми модулями, преимущества жидкостного охлаждения включают в себя длительный срок службы, высокую эффективность и эффективный теплоотвод. Однако из-за высокой стоимости оборудования для жидкостного охлаждения зарядных модулей, цена продажи более чем в два раза превышает цену воздушно-охлаждаемых модулей. Модули с жидкостным охлаждением находятся на начальном этапе, и многие компании активно внедряют их. Ожидается, что с уменьшением стоимости их проникновение будет постепенно увеличиваться.
6. Жидкостно-охлаждаемые суперзарядные пистолеты становятся будущим технологическим путем благодаря своим преимуществам высокого тока, небольшого веса и быстрой зарядки
Высокие требования к зарядным пистолетам также предъявляются в высокомощной рабочей среде. Максимальный ток обычных зарядных пистолетов с естественным охлаждением составляет 250A, в то время как жидкостно-охлаждаемые зарядные пистолеты используют масляное охлаждение/водяное охлаждение для отвода тепла, и максимальный зарядный ток может достигать более 500A. В то же время по сравнению с обычными зарядными пистолетами они могут уменьшить вес почти на 50%. Однако цена жидкостно-охлаждаемых зарядных пистолетов все еще на относительно высоком уровне. Согласно новому информационному брифингу компании Rifeng Co., Ltd. на 2022 год, отечественные жидкостно-охлаждаемые зарядные пистолеты все еще находятся на начальном этапе, и рыночная цена превышает 20 000 юаней, в то время как цена обычных зарядных пистолетов постоянного тока составляет 1 000-2 000 юаней. С увеличением спроса на жидкостно-охлаждаемые зарядные пистолеты, вызванного продвижением быстрой зарядки 800V, ожидается, что их проникновение превысит ожидания.
7. Жидкостно-охлаждаемые суперзарядные кабели обладают преимуществами большого тока, небольшого веса, тонкого диаметра провода и быстрого теплоотвода
Кабели, подключенные к стандартным домашним зарядным пистолетам постоянного тока, в основном имеют сечение 35 мм2, которое может нести ток 125A. Возьмем в качестве примера зарядную мощность 400 кВт при напряжении 800 В, ток, который должен нести, составляет 500A, и поперечное сечение нужно увеличить для уменьшения тепла, вызванного увеличением тока. В жидкостном кабеле есть трубы для охлаждения жидкостью, которая может унести тепло, генерируемое кабелем. Диаметр кабеля жидкостного охлаждения для зарядного пистолета с током 500A обычно составляет всего 35 мм, и его вес примерно вдвое меньше, чем у традиционного кабеля. В то же время он может уменьшить тепловые повреждения, вызванные высокими мощностями зарядки.
