01. Qu'est-ce que la « supercharge par refroidissement liquide » ?
principe de fonctionnement :
La suralimentation par refroidissement liquide consiste à installer un canal de circulation de liquide spécial entre le câble et le pistolet de charge. Un liquide de refroidissement est introduit dans le canal pour dissiper la chaleur, puis circule via une pompe de puissance pour évacuer la chaleur générée pendant la charge.
La partie puissance du système utilise un refroidissement liquide pour dissiper la chaleur, sans échange d'air avec l'extérieur, ce qui lui confère un indice de protection IP65. Parallèlement, le système utilise un ventilateur à grand volume d'air pour dissiper la chaleur, tout en étant silencieux et respectueux de l'environnement.
02.Quels sont les avantages de la supercharge par refroidissement liquide ?
Avantages de la suralimentation par refroidissement liquide :
1. Courant plus élevé et vitesse de charge rapide. Le courant de sortie de lapile de chargementLa capacité de charge est limitée par le fil du pistolet de charge. Le câble en cuivre à l'intérieur du fil conduit l'électricité et la chaleur générée par le câble est proportionnelle au carré du courant. Plus le courant de charge est élevé, plus la chaleur générée par le câble est importante. Elle doit donc être réduite. Pour éviter toute surchauffe, la section du fil doit être augmentée, ce qui implique un fil plus lourd. Le pistolet de charge standard national actuel de 250 A utilise généralement un câble de 80 mm². Il est très lourd et difficile à plier. Pour une charge à courant plus élevé, vous pouvez également utiliser un pistolet de charge double, mais il ne s'agit que d'une solution temporaire dans des situations spécifiques. La solution ultime pour une charge à courant élevé est le pistolet de charge refroidi par liquide.
Le pistolet de charge refroidi par liquide contient des câbles et des conduites d'eau. Le câble du pistolet de charge refroidi par liquide de 500 Apistolet de chargementSa taille est généralement de seulement 35 mm², et la chaleur est évacuée par le liquide de refroidissement circulant dans la conduite d'eau. Grâce à la finesse du câble, le pistolet de charge refroidi par liquide est 30 à 40 % plus léger qu'un pistolet de charge classique. Il doit également être équipé d'un système de refroidissement composé d'un réservoir d'eau, d'une pompe à eau, d'un radiateur et d'un ventilateur. La pompe à eau fait circuler le liquide de refroidissement dans la conduite, amenant la chaleur au radiateur, puis l'évacuant par le ventilateur, offrant ainsi une capacité de charge supérieure à celle des pistolets de charge classiques à refroidissement naturel.
2. Le cordon du pistolet est plus léger et l'équipement de charge est léger.
3. Moins de chaleur, dissipation thermique rapide et sécurité élevée. Les corps des piles de charge conventionnelles et des piles de charge à refroidissement semi-liquide sont refroidis par air pour dissiper la chaleur. L'air pénètre dans le corps de la pile par un côté, évacue la chaleur des composants électriques et des modules redresseurs, puis se dissipe de l'autre côté. L'air se mélange à la poussière, au brouillard salin et à la vapeur d'eau et s'adsorbe à la surface des composants internes, ce qui entraîne une mauvaise isolation du système, une mauvaise dissipation thermique, une faible efficacité de charge et une réduction de la durée de vie des équipements. Pour les piles de charge conventionnelles ou à refroidissement semi-liquide, dissipation thermique et protection sont deux concepts contradictoires. Une bonne protection rend la dissipation thermique difficile à concevoir, et une bonne dissipation thermique rend la protection difficile à gérer.
La pile de charge entièrement refroidie par liquide utilise un module de charge à refroidissement liquide. Il n'y a pas de conduits d'air à l'avant ni à l'arrière du module. Le module utilise le liquide de refroidissement circulant à l'intérieur de la plaque pour échanger de la chaleur avec l'extérieur. Par conséquent, la partie alimentation de la pile de charge peut être entièrement fermée pour réduire la dissipation thermique. Le radiateur est externe : la chaleur est acheminée vers le radiateur par le liquide de refroidissement interne, tandis que l'air extérieur évacue la chaleur à la surface du radiateur. Le module de charge à refroidissement liquide et les accessoires électriques à l'intérieur de la pile de charge n'ont aucun contact avec l'environnement extérieur, ce qui garantit une protection IP65 et une fiabilité accrue.
4. Faible bruit de charge et niveau de protection élevé. Les bornes de recharge classiques et semi-liquides intègrent des modules de charge refroidis par air. Ces modules sont équipés de plusieurs petits ventilateurs haute vitesse, et leur bruit de fonctionnement dépasse 65 dB. Des ventilateurs de refroidissement sont également intégrés au corps de la borne. Actuellement, les bornes de recharge équipées de modules refroidis par air produisent un bruit généralement supérieur à 70 dB à pleine puissance. L'impact est faible le jour, mais très gênant la nuit. Par conséquent, le bruit intense aux bornes de recharge est le problème le plus souvent dénoncé par les opérateurs. En cas de réclamation, ils doivent remédier au problème. Cependant, les coûts de réparation sont élevés et l'effet est très limité. Au final, ils doivent réduire la puissance pour réduire le bruit.
La pile de charge entièrement refroidie par liquide adopte une architecture de dissipation thermique à double cycle. Le module de refroidissement interne utilise une pompe à eau pour faire circuler le liquide de refroidissement et dissiper la chaleur, puis la transfère au radiateur à ailettes. La dissipation thermique externe est assurée par des ventilateurs ou des climatiseurs à faible vitesse et à grand débit. La chaleur est dissipée hors de l'appareil, et le bruit d'un ventilateur à faible vitesse et à grand volume d'air est bien inférieur à celui d'un petit ventilateur à vitesse élevée. Les piles suralimentées entièrement refroidies par liquide peuvent également adopter une conception à dissipation thermique divisée. Similaire à un climatiseur split, l'unité de dissipation thermique est placée à l'écart de la foule et peut même assurer un échange thermique avec des piscines et des fontaines pour une meilleure dissipation thermique et une réduction des coûts.
5. Faible coût total de possession
Le coût des équipements de recharge des bornes doit être pris en compte dans le coût total de possession (CTP) de la borne. La durée de vie des bornes traditionnelles utilisant des modules refroidis par air ne dépasse généralement pas 5 ans, mais la durée de location actuelle des bornes est de 8 à 10 ans, ce qui signifie que l'équipement doit être remplacé au moins une fois pendant le cycle de fonctionnement de la borne. En revanche, la durée de vie des bornes entièrement refroidies par liquide est d'au moins 10 ans, ce qui peut couvrir l'intégralité du cycle de vie de la borne. Par ailleurs, contrairement aux bornes utilisant des modules refroidis par air qui nécessitent des ouvertures fréquentes de l'armoire, des opérations de dépoussiérage, de maintenance et autres, les bornes entièrement refroidies par liquide ne nécessitent qu'un rinçage après accumulation de poussière dans le radiateur externe, ce qui simplifie la maintenance.
Le coût total de possession d'un système de charge entièrement refroidi par liquide est inférieur à celui d'un système de charge traditionnel utilisant des modules de charge refroidis par air, et avec l'application de masse généralisée des systèmes entièrement refroidis par liquide, son avantage en termes de rentabilité deviendra plus évident.
03. État du marché de la suralimentation par refroidissement liquide
Selon les dernières données de la China Charging Alliance, il y avait 31 000 bornes de recharge publiques de plus en février 2023 qu'en janvier 2023, soit une augmentation de 54,1 % en février par rapport à l'année précédente. En février 2023, les unités membres de l'alliance ont déclaré un total de 1,869 million de bornes de recharge publiques, dont 796 000.Piles de charge CCet 1,072 millionBornes de recharge CA.
En effet, avec l'augmentation constante du taux de pénétration des véhicules à énergies nouvelles et le développement rapide des installations auxiliaires, telles que les bornes de recharge, la nouvelle technologie de suralimentation à refroidissement liquide est devenue un enjeu concurrentiel dans le secteur. De nombreux constructeurs de véhicules à énergies nouvelles et de bornes de recharge ont également entrepris des travaux de recherche et développement technologiques et de conception de systèmes de recharge.
Tesla est le premier constructeur automobile à déployer des stations de suralimentation à refroidissement liquide par lots. Actuellement, le constructeur a déployé plus de 1 500 stations de suralimentation en Chine, totalisant 10 000 stations. Le compresseur Tesla V3 est doté d'une conception entièrement refroidie par liquide, d'un module de charge et d'un pistolet de charge également refroidis par liquide. Un seul pistolet peut charger jusqu'à 250 kW/600 A, ce qui permet d'augmenter l'autonomie de 250 kilomètres en 15 minutes. Le modèle V4 est sur le point d'être déployé par lots. La station de charge augmente également la puissance de charge à 350 kW par pistolet.
Français Par la suite, Porsche Taycan a lancé pour la première fois au monde l'architecture électrique haute tension 800 V et prend en charge la charge rapide haute puissance de 350 kW ; l'édition limitée mondiale Great Wall Salon Mecha Dragon 2022 a un courant allant jusqu'à 600 A, une tension allant jusqu'à 800 V et une puissance de charge de pointe de 480 kW ; GAC AION V, avec une tension de pointe allant jusqu'à 1000 V, un courant allant jusqu'à 600 A et une puissance de charge de pointe de 480 kW ; Xiaopeng G9, une voiture produite en série avec une plate-forme de tension en carbure de silicium de 800 V, adaptée à la charge ultra-rapide de 480 kW ;
04. Quelle est la tendance future de la suralimentation par refroidissement liquide ?
Le domaine de la recharge par refroidissement liquide en est à ses balbutiements, avec un fort potentiel et de vastes perspectives de développement. Le refroidissement liquide est une excellente solution pour la recharge haute puissance. La conception et la production d'alimentations haute puissance pour piles de recharge ne posent aucun problème technique, tant en Chine qu'à l'étranger. Il est toutefois nécessaire de résoudre le problème de la connexion des câbles entre l'alimentation haute puissance et le pistolet de charge.
Cependant, le taux de pénétration des piles suralimentées haute puissance refroidies par liquide reste faible en Chine. Cela s'explique par le coût relativement élevé des pistolets de charge refroidis par liquide, et par le fait que les piles à charge rapide représenteront un marché de plusieurs centaines de milliards de dollars en 2025. Selon les informations publiques, le prix moyen des piles est d'environ 0,4 yuan/W. On estime le prix d'une pile à charge rapide de 240 kW à environ 96 000 yuans. D'après le prix du câble du pistolet de charge refroidi par liquide annoncé lors de la conférence de presse de CHINAEVSE, soit 20 000 yuans l'unité, le coût du pistolet de charge refroidi par liquide est estimé. Représentant environ 21 % du coût des piles, il devient le composant le plus cher après les modules de charge. On s'attend à ce qu'avec la multiplication des nouveaux modèles de charge rapide, le marché des piles à haute puissance se développe.piles à charge rapideDans mon pays, le revenu national brut (RNB) sera d'environ 133,4 milliards de yuans en 2025.
À l’avenir, la technologie de suralimentation par refroidissement liquide continuera d’accélérer sa pénétration.
Le développement et la mise en place d'une technologie de recharge liquide haute puissance sont encore loin d'être achevés. Cela nécessite la coopération des constructeurs automobiles, des fabricants de batteries, des fabricants de piles et d'autres acteurs. C'est la seule façon de mieux soutenir le développement de l'industrie chinoise des véhicules électriques, de promouvoir une recharge ordonnée et le V2G, de contribuer aux économies d'énergie et à la réduction des émissions, au développement bas carbone et vert, et d'accélérer la réalisation de l'objectif stratégique « double carbone ».
Date de publication : 04/03/2024