液冷式スーパーチャージとは何ですか?

01.「液冷式スーパーチャージ」とは何ですか?

動作原理:

液冷式スーパーチャージ

液冷式スーパーチャージとは、ケーブルとチャージガンの間に専用の液体循環路を設ける方式です。この循環路に放熱用の冷却液が注入され、パワーポンプによって循環させることで、チャージ中に発生する熱を排出します。

システムの電源部は、液体冷却方式で放熱を行い、外部環境との空気交換がないため、IP65規格に準拠した設計を実現しています。同時に、低騒音かつ環境負荷の低い大風量ファンを採用することで、効率的な放熱を実現しています。

02.液冷式スーパーチャージの利点は何ですか?

液冷式スーパーチャージの利点:

1. より大きな電流と高速充電速度。突撃隊充電ガンの配線によって制限されます。充電ガンの配線内部の銅線は電気を伝導し、ケーブルで発生する熱は電流の二乗に比例します。充電電流が大きいほど、ケーブルで発生する熱も大きくなります。これを低減する必要があります。過熱を避けるためには、配線の断面積を大きくする必要があり、当然ながらガンの配線は重くなります。現在の250A国家規格の充電ガンは、一般的に80mm²のケーブルを使用しています。充電ガン全体が非常に重く、曲げにくいです。より大きな電流での充電を実現したい場合は、デュアルガン充電を使用することもできますが、これは特定の状況における一時的な対策にすぎません。高電流充電の最終的な解決策は、液冷式充電ガンでの充電のみです。

液冷式充電ガン内部にはケーブルと水パイプがあります。500A液冷式充電ガンのケーブルは銃を充電中通常、ケーブルはわずか35mm2で、水パイプ内の冷却液の流れによって熱が奪われます。ケーブルが細いため、液冷式充電ガンは従来の充電ガンよりも30%〜40%軽量です。液冷式充電ガンには、水タンク、水ポンプ、ラジエーター、ファンで構成される冷却ユニットも装備する必要があります。水ポンプは冷却液をガンライン内で循環させ、熱をラジエーターに運び、ファンで吹き飛ばすことで、従来の自然冷却式充電ガンよりも大きな積載容量を実現します。

2. 銃のコードが軽くなり、充電装置も軽量化されました。

銃を充電中

3. 発熱量が少なく、放熱が速く、安全性が高い。従来の充電杭や半液冷式充電杭の杭本体は、放熱のために空冷式になっている。空気は杭本体の片側から入り、電気部品や整流モジュールの熱を吹き飛ばし、反対側から放散する。空気は粉塵、塩水噴霧、水蒸気と混ざり、内部機器の表面に吸着するため、システムの絶縁性が低下し、放熱が悪く、充電効率が低下し、機器の寿命が短くなる。従来の充電杭や半液冷式充電杭では、放熱と保護は相反する概念である。保護を良くすると放熱設計が難しくなり、放熱を良くすると保護対策が難しくなる。

液冷式スーパーチャージ

完全液冷式充電ステーションは、液冷式充電モジュールを採用しています。液冷式モジュールの前面と背面にはエアダクトがありません。モジュールは、液冷プレート内部を循環する冷却液を利用して外部と熱交換を行います。そのため、充電ステーションの電源部を完全に密閉することができ、放熱量を低減できます。ラジエーターは外部に設置されており、内部の冷却液を通して熱がラジエーターに伝わり、外部の空気がラジエーター表面の熱を吹き飛ばします。液冷式充電モジュールと充電ステーション内部の電気機器は外部環境と接触しないため、IP65の保護等級と高い信頼性を実現しています。

4. 充電時の騒音を低減し、保護レベルを向上させます。従来の充電ポールや半液冷式充電ポールには、空冷式充電モジュールが内蔵されています。空冷式モジュールは複数の高速小型ファンで構成されており、動作時の騒音は65dBを超えます。充電ポール本体にも冷却ファンがあります。現在、空冷式モジュールを使用する充電ポールは、フルパワーで動作しているとき、基本的に70dBを超える騒音が発生します。日中はほとんど影響はありませんが、夜間は非常に迷惑です。そのため、充電ステーションの騒音は、事業者にとって最も苦情の多い問題となっています。苦情があった場合、事業者は問題を解決しなければなりません。しかし、解決コストは高く、効果は非常に限定的です。最終的には、騒音を低減するために電力を下げざるを得ません。

完全液冷式充電塔は、デュアルサイクル放熱アーキテクチャを採用しています。内部液冷モジュールは、ウォーターポンプを使用して冷却液の循環を駆動し、熱を放散し、モジュールで発生した熱をフィンラジエーターに伝達します。外部放熱は、低速大風量のファンまたはエアコンによって行われます。デバイスから熱が放散され、低速で大風量のファンの騒音は、高速で小型のファンよりもはるかに低くなります。完全液冷式過給塔は、分割放熱設計を採用することもできます。分割型エアコンと同様に、放熱ユニットは人通りの多い場所から離れた場所に配置され、プールや噴水との熱交換を行うことで、より優れた放熱と低コスト、低騒音を実現できます。

5. 総所有コストが低い

充電ステーションの充電機器のコストは、充電設備のライフサイクルコスト(TCO)全体から考慮する必要があります。空冷式充電モジュールを使用する従来の充電設備の寿命は一般的に5年を超えませんが、現在の充電ステーションのリース期間は8~10年であるため、充電設備はステーションの運用サイクル中に少なくとも1回は交換する必要があります。一方、完全液冷式充電設備の耐用年数は少なくとも10年であり、ステーションのライフサイクル全体をカバーできます。同時に、キャビネットの頻繁な開閉、埃の除去、メンテナンスなどの作業が必要な空冷式モジュールを使用する充電設備と比較して、完全液冷式充電設備は外部ラジエーターに埃が溜まった後に洗浄するだけで済むため、メンテナンスが容易です。

完全液冷式充電システムの総所有コスト(TCO)は、空冷式充電モジュールを使用する従来の充電システムよりも低く、完全液冷式システムが広く普及するにつれて、その費用対効果の優位性はより明確になるでしょう。

03. 液冷式スーパーチャージの市場状況

中国充電連盟の最新データによると、2023年2月の公共充電ステーション数は2023年1月より3万1000基増加し、前年同月比で54.1%増加した。2023年2月現在、連盟加盟企業は合計186万9000基の公共充電ステーションを報告しており、そのうち79万6000基は中国国内の公共充電ステーションである。直流充電設備そして107万2千人AC充電設備.

実際、新エネルギー車の普及率が上昇し続け、充電ステーションなどの関連施設が急速に発展するにつれ、液冷式過給の新技術は業界における競争の焦点となっている。多くの新エネルギー車メーカーや充電ステーションメーカーも、過給技術の研究開発や導入に着手している。

直流充電設備

テスラは、液冷式スーパーチャージャーを一括導入した業界初の自動車メーカーです。現在、中国国内に1,500カ所以上のスーパーチャージャーステーションを設置しており、スーパーチャージャーの総数は10,000基に達しています。テスラV3スーパーチャージャーは、完全液冷設計を採用し、液冷式充電モジュールと液冷式充電ガンを備えています。1基の充電ガンは最大250kW/600Aの充電が可能で、15分で航続距離を250キロメートル伸ばすことができます。V4モデルも一括導入される予定です。充電ガンの充電出力も1基あたり350kWに向上しています。

その後、ポルシェ タイカンは世界で初めて 800V 高電圧電気アーキテクチャを導入し、350kW の高出力急速充電をサポートしました。グレートウォール サロン メカドラゴン 2022 グローバル限定版は、最大 600A の電流、最大 800V の電圧、最大 480kW のピーク充電電力を備えています。GAC AION V は、最大 1000V のピーク電圧、最大 600A の電流、最大 480kW のピーク充電電力を備えています。小鵬 G9 は、800V の炭化ケイ素電圧プラットフォームを備えた量産車で、480kW の超高速充電に適しています。

04. 液冷式スーパーチャージの今後のトレンドは?

液冷式過充電の分野はまだ黎明期にあり、大きな可能性と幅広い発展の見通しがあります。液冷は高出力充電に最適なソリューションです。国内外の高出力充電用電源の設計・製造において技術的な問題はありません。解決すべき課題は、高出力充電用電源から充電ガンへのケーブル接続です。

しかし、我が国における高出力液冷式急速充電塔の普及率は依然として低い。これは、液冷式充電ガンが比較的高価であることに加え、急速充電塔が2025年には数千億元規模の市場を開拓すると見込まれているためである。公開情報によると、充電塔の平均価格は約0.4元/Wである。240kWの急速充電塔の価格は約96,000元と推定される。CHINAEVSEの記者会見で発表された液冷式充電ガンケーブルの価格(20,000元/セット)に基づくと、液冷式充電ガンのコストは、充電塔のコストの約21%を占め、充電モジュールに次いで最も高価な部品となる。新エネルギー急速充電モデルの増加に伴い、高出力の市場スペースが拡大すると予想される。急速充電する杭私の国では、2025年には約1334億元になるだろう。

今後、液冷式急速充電技術の普及はさらに加速するだろう。

高出力液冷式過充電技術の開発と普及には、まだ長い道のりがあります。これには、自動車メーカー、バッテリーメーカー、パイルメーカーなどの協力が不可欠です。そうすることで初めて、中国の電気自動車産業の発展をより良く支援し、秩序ある充電とV2Gをさらに促進し、省エネルギーと排出削減、低炭素で環境に優しい発展を支援し、「ダブルカーボン」戦略目標の実現を加速させることができるのです。


投稿日時:2024年3月4日