液冷超充技术是一种前沿的充电解决方案,以其高效能量密度和瞬时充电特性著称,能显著缩短充电时间,并提高充电过程中的能源转化效率。
液冷超充的优势主要表现在以下几个方面:
①大电流输出:液冷充电技术可以提供更大的电流,从而加快充电速度。
②快速充电:由于液冷的散热效果,可以支持高功率充电,从而缩短充电时间。
③轻量设计:液冷充电设备由于其高效的散热性能,可以采用更轻巧的设计,方便用户使用。
液冷超充工作原理:
资料来源:充换电研究院
目前,许多充电桩仍然采用风冷散热充电桩搭配液冷枪体的方式来实现“半液冷超充”。
这种模式在高功率下产生的热量较高,风冷无法满足桩体的散热需求,同时存在开关损耗高、易损坏、寿命受限和噪声大等缺点,使得其可靠性难以得到保障。
相比之下,液冷超充具有高可靠性和低噪音等优势。
其核心是液体冷却技术,通过该技术将电池产生的热量迅速带走,保持电池温度稳定,避免过热现象的发生。这不仅能提高电池的充电速度,还能延长电池的使用寿命。
与传统方案相比,全液冷设计提高了设备的可靠性,市电利用率提升了30%,使用寿命也超过了15年以上。
全液冷超充终端最大输出功率600kW,最大电流600A;一次充电成功率高达99%,可以匹配200-1000V充电范围所有车型。
在充电桩基础设施方面,目前华为领先行业。布局有超充站,并持续进行技术升级。
2023年开始,我国的液冷超充示范站逐步落地。
2023年4月,华为推出“新一代全液冷超充架构”的充电网络解决方案。10月,华为数字能源助力打造的全液冷超充站在川藏南线暨理塘、亚丁公路(四川段)沿线多地正式上线。
华为全液冷超充站:
华为全液冷超充是指充电主机以及超级充电终端均采用液冷技术。其液冷超充主机的功率达到,通过“功率池化和功率柔性智能分配技术”,支持超充、快充灵活配置,单枪最大功率可实现“一秒一公里”的极致充电体验。
一体化液冷超充站具有削峰填谷、动态扩容、负荷管理、光储充联合控制的优势,或将成为未来发展方向。
华为全液冷超充架构:
液冷超充产业链上游原材料供应商是产业链的基础,提供液冷超充技术所需的关键原材料,如冷却液、管道、接头等。
设备制造商是产业链的核心环节之一,主要负责生产和制造液冷超充设备,包括充电桩、液冷管道、冷却设备等。
根据中国充电联盟数据,运营行业集中度逐渐趋于稳定,截至2023年6月,行业CR3为54.1%,特来电、星星充电、云快充、国家电网、小桔充电等运营商充电桩运营市占率排名靠前,龙头特来电、星星充电市占率在20%左右,地位保持稳定。
大功率液冷充电枪采用了在充电线缆中设置液冷管道的创新设计。
通过电子泵驱动冷却液流动,能有效地带走线缆产生的热量,从而实现更大的充电电流和更低的温度上升。与此同时,线缆的线芯截面积较小,这也有助于提高充电效率。
水泵驱动冷却液在枪线中循环,将热量传至散热器,风扇将热量吹散,以确保系统温度维持在理想范围内。这种设计使得液冷充电枪能实现比常规自然冷却充电枪更高的载流量。
液冷直流充电枪图示:
新能源汽车的渗透率提升受到充电效率的影响。大功率充电设备可以增大充电电流,但这也导致接触端子及线缆的发热量快速增加,从而损害电子元件。
虽然可以通过增大电缆线芯截面积来降低发热,但这样做也会带来线缆过重等问题。
传统的250A国标充电枪通常采用80mm2的电缆,导致充电枪整体重量较大且不易弯曲。相比之下,液冷充电枪内部有电缆和水管,使用较小的线芯,如500A液冷充电枪通常使用35mm2的电缆,比常规充电枪轻30%~40%。
这种设计降低了发热并提高了充电效率,同时减轻了充电枪的重量,使其更便于使用。
由于液冷散热模式的充电电压更高,而充电模块如果继续使用IGBT芯片,损耗会过高,因此更适合采用SiC芯片。
除了效率上的提升,液冷模块的防护等级也更高,进一步增强了产品的稳定性和持久性。
液冷充电模块散热原理:
资料来源:优优绿能
布局液冷超充产业链上下游代表厂商还包括协鑫能科、宝馨科技、利和兴、金冠股份、双杰电气、飞龙股份、远东股份、鑫宏业、万马股份、金杯电工、许继电气等。
资料来源: 乐晴智库精选