“Un kilómetro por segundo y una autonomía de 200 kilómetros después de 5 minutos de carga”. El 27 de febrero, en la Conferencia de socios de energía digital de Huawei China de 2024, Huawei Digital Energy Technology Co., Ltd. (en adelante, “Huawei Digital Energy”) lanzó un supercargador completamente refrigerado por líquido. El plan de promoción de la estación de supercarga afirma “hacer realidad la experiencia de carga de reabastecimiento”. Según el plan, Huawei Digital Energy construirá más de 100,000 pilas de supercargador completamente refrigeradas por líquido de Huawei en más de 340 ciudades y las principales autopistas de todo el país en 2024 para crear “una red para ciudades”, “una red para altas velocidades” y “una red eléctrica”. Red de carga “amigable”. De hecho, Huawei lanzó un producto de supercargador completamente refrigerado por líquido ya en octubre del año pasado y hasta ahora ha completado el diseño de múltiples sitios de demostración.
Casualmente, NIO anunció oficialmente a finales del año pasado el lanzamiento de una nueva pila de carga ultrarrápida de 640 kW con refrigeración líquida. Esta pila está equipada con una pistola de carga refrigerada por líquido que pesa tan solo 2,4 kilogramos y se lanzará oficialmente en abril de este año. Hasta ahora, muchos han considerado que 2024 será el año de la explosión de los supercargadores con refrigeración líquida. Con respecto a esta novedad, creo que aún quedan muchas preguntas por responder: ¿Qué es exactamente la sobrealimentación con refrigeración líquida? ¿Cuáles son sus ventajas únicas? ¿Se convertirá la refrigeración líquida en la principal tendencia de desarrollo de la sobrealimentación en el futuro?
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Carga más eficiente y más rápida
Hasta el momento, no existe una definición estándar unificada para el llamado supercargador de refrigeración líquida total. Wei Dong, ingeniero del Laboratorio de Tecnología Microelectrónica de la Universidad Tecnológica de Xi'an, declaró a un periodista de China Automotive News. En términos sencillos, la carga por pilas de supercargadores de refrigeración líquida total es una tecnología que utiliza la circulación de líquido para eliminar rápidamente el calor generado durante el proceso de carga por componentes clave como módulos de carga, cables y cabezales de pistola de carga. Utiliza una bomba de potencia dedicada para impulsar el flujo de refrigerante, disipando así el calor y permitiendo que el equipo de carga mantenga un funcionamiento eficiente. El refrigerante en pilas de supercargadores de refrigeración líquida total no es agua común, sino que contiene principalmente etilenglicol, agua, aditivos y otras sustancias. En cuanto a la proporción, es un secreto técnico de cada empresa. El refrigerante no solo puede mejorar la estabilidad y el efecto de enfriamiento del líquido, sino también reducir la corrosión y los daños al equipo. Es importante saber que el método de disipación de calor afecta considerablemente el rendimiento del equipo de carga. Según cálculos teóricos, la pérdida de calor actual de las pilas de carga rápida de CC de alta potencia es de aproximadamente el 5 %. Sin una buena disipación de calor, no solo se acelerará el envejecimiento del equipo, sino que también se producirá una alta tasa de fallos.
Es precisamente con el apoyo de la tecnología de disipación de calor de refrigeración líquida completa que la potencia de las pilas de supercargador de refrigeración líquida completa es mucho mayor que la de las pilas de carga rápida convencionales. Por ejemplo, la pila de supercargador de refrigeración líquida de Huawei tiene una potencia máxima de 600 kW, lo que permite a los usuarios disfrutar de una experiencia de carga extremadamente rápida de "una taza de café y una carga completa". "Aunque la corriente y la potencia de los supercargadores de refrigeración líquida completamente son diferentes en la actualidad, todos son más potentes que los cargadores rápidos y supercargadores convencionales". Zeng Xin, profesor de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pekín, dijo a un reportero de China Automotive News: En la actualidad, la potencia de las pilas de carga rápida ordinarias generalmente ronda los 120 kW, y las pilas de supercargador convencionales rondan los 300 kW. La potencia de las pilas de supercargador de refrigeración líquida completamente de Huawei y NIO puede alcanzar hasta 600 kW. Además, la pila de supercargador de refrigeración líquida completamente de Huawei también cuenta con funciones de identificación inteligente y ajuste adaptativo. Puede ajustar automáticamente la potencia de salida y la corriente de acuerdo con los requisitos de velocidad de los paquetes de baterías de diferentes modelos, logrando una tasa de éxito de carga única de hasta el 99%.
"El calentamiento de pilas supercargadas refrigeradas completamente por líquido también ha impulsado el desarrollo de toda la cadena industrial". Según Hu Fenglin, investigador del Centro de Tecnología de Innovación de Nuevas Energías del Instituto de Tecnología Avanzada de Shenzhen, los componentes necesarios para pilas supercargadas refrigeradas completamente por líquido se pueden dividir aproximadamente en componentes de equipos de sobrecarga, componentes estructurales generales, materiales de carga rápida de alto voltaje y otros componentes, incluidos componentes de detección inteligente, chips de carburo de silicio, bombas de potencia, refrigerantes, así como módulos refrigerados completamente por líquido, pistolas de carga refrigeradas completamente por líquido y carga. La mayoría de ellos tienen requisitos de rendimiento más estrictos y costos más altos que los componentes utilizados en pilas de carga convencionales.
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Fácil de usar, ciclo de vida más largo.
En comparación con los cargadores convencionales y los cargadores rápidos/supercargadores convencionales, los cargadores supercargadores con refrigeración líquida no solo cargan más rápido, sino que también ofrecen numerosas ventajas. «La pistola de carga del supercargador con refrigeración líquida de Huawei es muy ligera, e incluso las mujeres con poca fuerza pueden usarla fácilmente, a diferencia de las pistolas de carga anteriores, que eran voluminosas», declaró Zhou Xiang, propietario de un coche eléctrico en Chongqing.
La aplicación de nuevas tecnologías, materiales y conceptos brinda a las pilas de sobrealimentación refrigeradas por líquido ventajas que las pilas de carga convencionales no podían igualar en el pasado. Hu Fenglin afirmó que, para las pilas de sobrealimentación refrigeradas por líquido, una mayor corriente y potencia significa una carga más rápida. Normalmente, el calentamiento del cable de carga es proporcional al cuadrado de la corriente. Cuanto mayor sea la corriente de carga, mayor será el calentamiento del cable. Para reducir la cantidad de calor generado por el cable y evitar el sobrecalentamiento, se debe aumentar el área de la sección transversal del cable, lo que significa que la pistola de carga y el cable de carga son más pesados. El sobrealimentador refrigerado por líquido resuelve el problema de la disipación de calor y utiliza cables con áreas de sección transversal más pequeñas para garantizar la transmisión de corrientes más grandes. Por lo tanto, los cables de las pilas de sobrealimentación refrigeradas por líquido son más delgados y livianos que los de las pilas de sobrealimentación convencionales, y las pistolas de carga también son más livianas. Por ejemplo, la pistola de carga de los sobrealimentadores de NIO, con refrigeración líquida completa, pesa solo 2,4 kilogramos, mucho más ligero que los sobrealimentadores convencionales. Este sobrealimentador es mucho más ligero y ofrece una mejor experiencia de usuario, especialmente para las mujeres, lo que facilita su uso.
La ventaja de las pilas de sobrealimentación con refrigeración líquida es su mayor seguridad. Wei Dong explicó que, en el pasado, la mayoría de las pilas de carga utilizaban refrigeración natural, refrigeración por aire y otros métodos que requerían orificios de ventilación en las zonas correspondientes. Esto inevitablemente provocaba que el aire, mezclado con polvo, incluso partículas metálicas finas, niebla salina y vapor de agua, entrara en el interior de la pila de carga y se adsorbiera en la superficie de los componentes eléctricos. Esto generaba problemas como un menor aislamiento del sistema, una disipación de calor deficiente, una menor eficiencia de carga y una vida útil más corta del equipo. Por el contrario, el método de refrigeración líquida completa puede lograr una cobertura total, mejorar el aislamiento y la seguridad, y permitir que la pila de carga alcance un mayor nivel de resistencia al polvo y al agua, según el estándar eléctrico internacional IP65, con una mayor fiabilidad. Además, tras abandonar el diseño multiventilador refrigerado por aire, el ruido de funcionamiento del sistema de sobrealimentación con refrigeración líquida se ha reducido significativamente, pasando de 70 decibelios en el sistema de carga refrigerado por aire a unos 30 decibelios, casi un susurro, lo que evita la necesidad de carga rápida en zonas residenciales. Anteriormente, se habían presentado quejas por el ruido intenso durante la noche.
Los menores costos operativos y los ciclos de recuperación más cortos también son una de las ventajas de las pilas sobrealimentadas con refrigeración líquida. Zeng Xin explicó que las pilas de carga tradicionales refrigeradas por aire generalmente tienen una vida útil de no más de 5 años, pero los períodos actuales de arrendamiento para las operaciones de las estaciones de carga son en su mayoría de 8 a 10 años, lo que significa que se requiere al menos reinversión durante el ciclo de operación de la estación. Reemplace el dispositivo de carga principal. La vida útil de las pilas de carga refrigeradas por líquido generalmente es de más de 10 años. Por ejemplo, la vida útil de diseño de las pilas de sobrealimentación refrigeradas por líquido de Huawei es de más de 15 años, lo que puede cubrir todo el ciclo de vida de la estación. Además, en comparación con las pilas de carga que utilizan módulos refrigerados por aire que requieren la apertura frecuente de los gabinetes para la eliminación de polvo y el mantenimiento, las pilas de carga refrigeradas por líquido solo necesitan ser lavadas después de que el polvo se acumule en el radiador externo, lo que simplifica el mantenimiento.
En conjunto, el costo total del ciclo de vida de un supercargador refrigerado por líquido es menor que el de los equipos de carga tradicionales refrigerados por aire. Con la aplicación y promoción de los supercargadores refrigerados por líquido, sus amplias ventajas en términos de rentabilidad serán cada vez más evidentes.
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El mercado tiene perspectivas brillantes y la competencia se intensifica
De hecho, con el continuo aumento de la tasa de penetración de vehículos de nuevas energías y el rápido desarrollo de infraestructura de apoyo, como las estaciones de carga, las estaciones de sobrealimentación con refrigeración líquida se han convertido en el foco de la competencia en el sector. Numerosas empresas de vehículos de nuevas energías, estaciones de carga y empresas tecnológicas, entre otras, han iniciado la investigación, el desarrollo y el diseño de estaciones de sobrealimentación con refrigeración líquida.
Tesla es la primera compañía automotriz en la industria en implementar pilas de supercarga con refrigeración líquida en lotes. Sus pilas de supercarga V3 adoptan un diseño completamente refrigerado por líquido, módulos de carga refrigerados por líquido y pistolas de carga refrigeradas por líquido. La potencia máxima de carga de una sola pistola es de 250 kW. Se informa que Tesla ha implementado gradualmente nuevas estaciones de supercarga V4 completamente refrigeradas por líquido en todo el mundo desde el año pasado. La primera estación de supercarga V4 de Asia se lanzó en Hong Kong, China, en octubre del año pasado, y pronto ingresará al mercado continental. Se informa que la potencia máxima de carga teórica de esta pila de carga es de 615 kW, que es equivalente al rendimiento de las pilas de supercarga con refrigeración líquida de Huawei y NIO. Parece que la competencia en el mercado para las pilas de carga completamente refrigeradas por líquido ha comenzado silenciosamente.
”En términos generales, los supercargadores totalmente refrigerados por líquido tienen capacidades de carga de alta potencia, y la eficiencia de carga mejora considerablemente, lo que puede aliviar eficazmente la ansiedad de carga de los usuarios”. En una entrevista con un reportero de China Automotive News, dijo, sin embargo, que actualmente los supercargadores totalmente refrigerados por líquido Las pilas de sobrecarga son limitadas en escala de aplicación, lo que resulta en costos más altos. Además, dado que la carga de alta potencia requiere optimizar la gestión de seguridad de la batería de energía y aumentar la plataforma de voltaje del vehículo, el costo también aumentará entre un 15% y un 20%. En general, el desarrollo de la tecnología de carga de alta potencia requiere una consideración integral de factores como la gestión de la seguridad del vehículo, la capacidad de control independiente de los dispositivos de alto voltaje y el costo. Este es un proceso paso a paso.
El mayor costo de los supercargadores refrigerados por líquido es uno de los obstáculos prácticos que dificultan su promoción a gran escala. Hu Fenglin afirmó que el costo actual de cada supercargador de Huawei ronda los 600.000 yuanes. Actualmente, es difícil para las pequeñas y medianas empresas (PYMES) del sector de la carga competir. Sin embargo, a largo plazo, con la expansión de aplicaciones y la reducción de costos, las numerosas ventajas de los supercargadores refrigerados por líquido se irán destacando. La alta demanda de los usuarios y el mercado de carga segura, rápida y de alta velocidad ampliarán el desarrollo de estos supercargadores.
Un reciente informe de investigación publicado por CICC señaló que la sobrecarga de refrigeración líquida impulsa la modernización de la cadena industrial, y se espera que el tamaño del mercado nacional alcance casi los 9 mil millones de yuanes en 2026. Impulsado por compañías automotrices, compañías energéticas, etc., inicialmente se espera que el número de estaciones de supercarga domésticas refrigeradas por líquido alcance las 45.000 en 2026.
Zeng Xin también señaló que en 2021, habrá menos de 10 modelos en el mercado nacional que admitan sobrealimentación; en 2023, habrá más de 140 modelos compatibles, y habrá más en el futuro. Esto no solo refleja el ritmo acelerado de trabajo y vida de las personas en la recarga de energía para vehículos de nueva energía, sino que también refleja la tendencia de desarrollo de la demanda del mercado. Por ello, las perspectivas de desarrollo de las pilas de sobrealimentación con refrigeración líquida son muy prometedoras.
Hora de publicación: 15 de marzo de 2024