«Un quilòmetre per segon i una autonomia de 200 quilòmetres després de 5 minuts de càrrega». El 27 de febrer, a la Conferència de Socis d'Energia Digital de Huawei Xina 2024, Huawei Digital Energy Technology Co., Ltd. (d'ara endavant, «Huawei Digital Energy») va llançar un pla de promoció d'estacions de sobrecàrrega totalment refrigerades per líquid. El pla afirma «fer realitat l'experiència de càrrega de reabastecimiento». Segons el pla, Huawei Digital Energy construirà més de 100.000 piles de sobrecàrrega Huawei totalment refrigerades per líquid en més de 340 ciutats i autopistes principals de tot el país el 2024 per crear «una xarxa per a ciutats», «una xarxa per a altes velocitats» i «una xarxa elèctrica». Xarxa de càrrega «amigable». De fet, Huawei va llançar un producte de sobrecàrrega totalment refrigerat per líquid ja a l'octubre de l'any passat i ha completat el disseny de múltiples llocs de demostració fins ara.
Casualment, NIO va anunciar oficialment a finals de l'any passat que havia llançat una nova pila de càrrega ultraràpida de 640 kW totalment refrigerada per líquid. La pila de càrrega ultraràpida està equipada amb una pistola de càrrega refrigerada per líquid que pesa només 2,4 quilograms i es llançarà oficialment tan aviat com a l'abril d'aquest any. Fins ara, molta gent ha anomenat el 2024 l'any de l'explosió dels sobrecarregadors totalment refrigerats per líquid. Pel que fa a aquesta novetat, crec que tothom encara té moltes preguntes: què és exactament la sobrecàrrega refrigerada per líquid? Quins són els seus avantatges únics? Es convertirà la refrigeració líquida en la direcció de desenvolupament principal de la sobrealimentació en el futur?
01
Càrrega més eficient i ràpida
«De moment, no hi ha cap definició estàndard unificada per a l'anomenat sobrecarregador completament refrigerat per líquid», va dir Wei Dong, enginyer del Laboratori de Tecnologia de Microelectrònica de la Universitat Tecnològica de Xi'an, a un periodista de China Automotive News. En termes senzills, la càrrega de piles amb sobrecarregador completament refrigerat per líquid és una tecnologia que utilitza la circulació de líquid per eliminar ràpidament la calor generada durant el procés de càrrega per components clau com ara mòduls de càrrega, cables i capçals de pistola de càrrega. Utilitza una bomba de potència dedicada per impulsar el flux de refrigerant, dissipant així la calor i permetent que l'equip de càrrega mantingui un funcionament eficient. El refrigerant de les piles sobrecarregades totalment refrigerades per líquid no és aigua ordinària, sinó que conté principalment etilenglicol, aigua, additius i altres substàncies. Pel que fa a la proporció, és el secret tècnic de cada empresa. El refrigerant no només pot millorar l'estabilitat i l'efecte de refrigeració del líquid, sinó que també pot reduir la corrosió i els danys a l'equip. Cal saber que el mètode de dissipació de calor afecta considerablement el rendiment dels equips de càrrega. Segons càlculs teòrics, la pèrdua de calor actual de les piles de càrrega ràpida de CC d'alta potència generals és d'aproximadament el 5%. Sense una bona dissipació de calor, no només accelerarà l'envelliment de l'equip, sinó que també comportarà una alta taxa de fallada dels equips de càrrega.
És precisament amb el suport de la tecnologia de dissipació de calor de refrigeració líquida completa que la potència de les piles de sobrecàrrega de refrigeració líquida completa és molt més alta que la de les piles de càrrega ràpida convencionals. Per exemple, la pila de sobrecàrrega refrigerada per líquid de Huawei té una potència màxima de 600 kW, cosa que permet als usuaris gaudir d'una experiència de càrrega extremadament ràpida d'"una tassa de cafè i una càrrega completa". "Tot i que el corrent i la potència dels sobrecarregadors totalment refrigerats per líquid són diferents actualment, tots són més potents que els carregadors ràpids i els sobrecarregadors convencionals". Zeng Xin, professor de la Universitat de Ciència i Tecnologia de Pequín, va dir a un periodista de China Automotive News: "Actualment, la potència de les piles de càrrega ràpida ordinàries és generalment d'uns 120 kW, i les piles de sobrecàrrega convencionals són d'uns 300 kW. La potència de les piles de sobrecàrrega totalment refrigerades per líquid de Huawei i NIO pot arribar fins als 600 kW. A més, la pila de sobrecàrrega totalment refrigerada per líquid de Huawei també té funcions d'identificació intel·ligent i ajust adaptatiu. Pot ajustar automàticament la potència de sortida i el corrent segons els requisits de velocitat dels paquets de bateries de diferents models, aconseguint una taxa d'èxit de càrrega única de fins al 99%.
«L'escalfament de piles sobrealimentades totalment refrigerades per líquid també ha impulsat el desenvolupament de tota la cadena industrial». Segons Hu Fenglin, investigador del Centre de Tecnologia d'Innovació Energètica de l'Institut de Tecnologia Avançada de Shenzhen, els components necessaris per a les piles sobrealimentades completament refrigerades per líquid es poden dividir aproximadament en components d'equips de sobrecàrrega, components estructurals generals, materials de càrrega ràpida d'alt voltatge i altres components, inclosos components de detecció intel·ligent, xips de carbur de silici, bombes de potència, refrigerants, així com mòduls completament refrigerats per líquid, pistoles de càrrega completament refrigerades per líquid i càrregues. La majoria d'ells tenen requisits de rendiment més estrictes i costos més alts que els components utilitzats en les piles de càrrega convencionals.
02
Fàcil d'usar, cicle de vida més llarg
En comparació amb les piles de càrrega ordinàries i les piles de càrrega ràpida/superconvencionals, les piles de càrrega superrefrigerades completament per líquid no només carreguen més ràpidament, sinó que també tenen molts avantatges. "La pistola de càrrega del supercarregador totalment refrigerat per líquid de Huawei és molt lleugera, i fins i tot les propietàries de cotxes amb poca força la poden utilitzar fàcilment, a diferència de les pistoles de càrrega anteriors que eren voluminoses", va dir Zhou Xiang, propietària d'un cotxe elèctric a Chongqing.
"L'aplicació d'una sèrie de noves tecnologies, nous materials i nous conceptes ofereix a les piles de sobrealimentació totalment refrigerades per líquid avantatges que les piles de càrrega convencionals no podien igualar en el passat". Hu Fenglin va dir que per a les piles de sobrealimentació totalment refrigerades per líquid, el corrent i la potència són més grans, cosa que significa una càrrega més ràpida. Normalment, l'escalfament del cable de càrrega és proporcional al quadrat del corrent. Com més gran sigui el corrent de càrrega, més gran serà l'escalfament del cable. Per reduir la quantitat de calor generada pel cable i evitar el sobreescalfament, cal augmentar l'àrea de secció transversal del cable, cosa que significa que la pistola de càrrega i el cable de càrrega són més pesats. El sobrecarregador totalment refrigerat per líquid resol el problema de la dissipació de calor i utilitza cables amb àrees de secció transversal més petites per garantir la transmissió de corrents més grans. Per tant, els cables de les piles de sobrealimentació totalment refrigerades per líquid són més prims i lleugers que els de les piles de sobrealimentació convencionals, i les pistoles de càrrega també són més lleugeres. Per exemple, la pistola de càrrega de les piles de sobrealimentació totalment refrigerades per líquid de NIO només pesa 2,4 quilograms, cosa que és molt més lleugera que les piles de càrrega convencionals. La pila és molt més lleugera i ofereix una millor experiència d'usuari, especialment per a les dones propietàries de cotxes, que és més convenient d'utilitzar.
«L'avantatge de les piles de sobrealimentació totalment refrigerades per líquid és que són més segures.» Wei Dong va dir que, en el passat, la majoria de les piles de càrrega utilitzaven refrigeració natural, refrigeració per aire i altres mètodes, que requerien forats de ventilació a les parts rellevants de la pila de càrrega, cosa que inevitablement provocava que l'aire barrejat amb pols, fins i tot partícules metàl·liques fines, esprai de sal i vapor d'aigua entrés a l'interior de la pila de càrrega i s'adsorbís a la superfície dels components elèctrics, cosa que provocava problemes com ara un rendiment d'aïllament del sistema reduït, una dissipació deficient de la calor, una eficiència de càrrega reduïda i una vida útil més curta de l'equip. En canvi, el mètode de refrigeració líquida completa pot aconseguir una cobertura completa, millorar l'aïllament i la seguretat, i permetre que la pila de càrrega assoleixi un nivell més alt de rendiment a prova de pols i impermeabilitat al voltant de l'estàndard elèctric internacional IP65, amb una major fiabilitat. A més, després d'abandonar el disseny multiventilador refrigerat per aire, el soroll de funcionament de la pila de sobrealimentació totalment refrigerada per líquid s'ha reduït significativament, de 70 decibels a la pila de càrrega refrigerada per aire a uns 30 decibels, cosa que és gairebé un xiuxiueig, evitant la necessitat de càrrega ràpida a les zones residencials en el passat. Hi va haver una situació vergonyosa de queixes a causa del fort soroll a la nit.
Els costos operatius més baixos i els cicles de costos de recuperació més curts també són un dels avantatges de les piles sobrealimentades totalment refrigerades per líquid. Zeng Xin va dir que les piles de càrrega tradicionals refrigerades per aire generalment tenen una vida útil de no més de 5 anys, però els períodes de lloguer actuals per a les operacions de les estacions de càrrega són majoritàriament de 8 a 10 anys, cosa que significa que cal com a mínim una reinversió durant el cicle d'operació de l'estació. Substituir el dispositiu de càrrega principal. La vida útil de les piles de càrrega totalment refrigerades per líquid és generalment superior a 10 anys. Per exemple, la vida útil del disseny de les piles de càrrega superrefrigerades completament refrigerades per líquid de Huawei és de més de 15 anys, cosa que pot cobrir tot el cicle de vida de l'estació. A més, en comparació amb les piles de càrrega que utilitzen mòduls refrigerats per aire que requereixen l'obertura freqüent dels armaris per a l'eliminació i el manteniment de la pols, les piles de càrrega completament refrigerades per líquid només s'han de rentar després que s'acumuli pols al radiador extern, cosa que simplifica el manteniment.
En conjunt, el cost del cicle de vida complet d'un sobrealimentador totalment refrigerat per líquid és inferior al dels equips de càrrega tradicionals refrigerats per aire. Amb l'aplicació i la promoció de piles sobrealimentades totalment refrigerades per líquid, els seus avantatges integrals en termes de cost-eficàcia seran cada cop més evidents.
03
El mercat té perspectives brillants i la competència s'intensifica
De fet, amb l'augment continu de la taxa de penetració dels vehicles de nova energia i el ràpid desenvolupament d'infraestructures de suport com ara les piles de càrrega, les piles de sobrealimentació totalment refrigerades per líquid s'han convertit en el focus de la competència a la indústria. Moltes empreses de vehicles de nova energia, empreses de piles de càrrega, empreses tecnològiques, etc. han iniciat la investigació i el desenvolupament tecnològic i el disseny de piles de sobrealimentació totalment refrigerades per líquid.
Tesla és la primera empresa automobilística de la indústria que implementa piles de sobrecàrrega refrigerades per líquid per lots. Les seves piles de sobrecàrrega V3 adopten un disseny completament refrigerat per líquid, mòduls de càrrega refrigerats per líquid i pistoles de càrrega refrigerades per líquid. La potència màxima de càrrega d'una sola pistola és de 250 kW. Es diu que Tesla ha desplegat gradualment noves estacions de sobrecàrrega V4 completament refrigerades per líquid a tot el món des de l'any passat. La primera estació de sobrecàrrega V4 d'Àsia es va llançar a Hong Kong, Xina, a l'octubre de l'any passat i aviat entrarà al mercat continental. Es diu que la potència màxima de càrrega teòrica d'aquesta pila de càrrega és de 615 kW, cosa que equival al rendiment de les piles de sobrecàrrega totalment refrigerades per líquid de Huawei i NIO. Sembla que la competència al mercat per les piles de càrrega completament refrigerades per líquid ha començat discretament.
"En general, els sobrecarregadors totalment refrigerats per líquid tenen capacitats de càrrega d'alta potència i l'eficiència de càrrega millora considerablement, cosa que pot alleujar eficaçment l'ansietat dels usuaris per la càrrega". En una entrevista amb un periodista de China Automotive News, va dir que, tanmateix, actualment els sobrecarregadors totalment refrigerats per líquid tenen una escala d'aplicació limitada, cosa que comporta uns costos més elevats. A més, com que la càrrega d'alta potència requereix optimitzar la gestió de la seguretat de la bateria i augmentar la plataforma de voltatge del vehicle, el cost també augmentarà entre un 15% i un 20%. En general, el desenvolupament de la tecnologia de càrrega d'alta potència requereix una consideració exhaustiva de factors com la gestió de la seguretat del vehicle, la controlabilitat independent dels dispositius d'alt voltatge i el cost. Aquest és un procés pas a pas.
«El cost més elevat de les piles de sobrealimentació refrigerades per líquid és un dels obstacles pràctics que dificulten la seva promoció a gran escala». Hu Fenglin va dir que el cost actual de cada pila de sobrealimentació de Huawei és d'uns 600.000 iuans. En aquesta etapa, les petites i mitjanes empreses generalment dedicades al negoci de la càrrega són gairebé impossibles de competir. Tanmateix, en les perspectives de desenvolupament a llarg termini, amb l'expansió de les aplicacions i la reducció de costos, els molts avantatges de les piles de sobrealimentació totalment refrigerades per líquid esdevindran gradualment destacats. La rígida demanda dels usuaris i el mercat de càrrega segura, d'alta velocitat i ràpida aportaran un espai més ampli per al desenvolupament de piles de sobrealimentació totalment refrigerades per líquid.
Un informe de recerca recent publicat per CICC va assenyalar que la sobrecàrrega de refrigeració líquida impulsa l'actualització de la cadena industrial, i s'espera que la mida del mercat nacional arribi a gairebé 9.000 milions de iuans el 2026. Impulsada per les companyies automobilístiques, les companyies energètiques, etc., inicialment s'espera que el nombre d'estacions de sobrecàrrega domèstiques refrigerades per líquid arribi a 45.000 el 2026.
Zeng Xin també va assenyalar que el 2021 hi haurà menys de 10 models al mercat nacional que admetin la sobrecàrrega; el 2023, hi haurà més de 140 models que admetin la sobrecàrrega, i n'hi haurà més en el futur. Això no només és un reflex realista del ritme accelerat del treball i la vida de les persones en la reposició d'energia per a vehicles de nova energia, sinó que també reflecteix la tendència de desenvolupament de la demanda del mercat. Per això, les perspectives de desenvolupament de piles de sobrecàrrega totalment refrigerades per líquid són molt prometedores.
Data de publicació: 15 de març de 2024