“充電5分鐘,通話2小時”這一手機行業讓人印象深刻的廣告語,如今已經“卷”到了新能源電動汽車充電領域了?!俺潆?分鐘,續航300公里”,現在已經成為了現實,新能源車“充電慢”的難題似乎得到了回應。液冷超充技術作為解決新能源車“充電難”的新技術,已成為行業競逐的焦點。今天的這篇文章,就帶大家了解液冷超充這一技術并且分析其市場現狀和未來趨勢,希望能夠給感興趣的人士一些啟發和幫助。
01什么是“液冷超充”?
▎工作原理
就是在電纜和充電槍之間設置一個專門的液體循環通道,通道內加入起散熱運用的液冷卻液,通過動力泵推動冷卻液循環,從而把充電過程中產生的熱量帶出來。
系統功率部分采用液冷散熱,與外界環境無空氣交換,故可實現IP65的設計,同時系統采用大風量風扇散熱噪聲低,環境友好性高。
02液冷超充有哪些優勢?
▎液冷超充的優勢
1.電流更大,充電速度快。充電樁的輸出電流受限于充電槍線,充電槍線里面的銅制電纜來導電,而電纜的發熱與電流的平方值成正比,充電電流越大,線纜發熱也就越大,要降低線纜發熱量避免過熱就必須增加導線的截面積,當然槍線也就越重。當前250A的國標充電槍一般采用80mm2的電纜,充電槍整體很重,且不容易彎曲。如果要實現更大電流充電,也可以采用雙槍充電,但這只是特定場合的權宜之計,大電流充電的最終解決方法只能是液冷充電槍充電。
液冷充電槍內部有電纜和水管,500A液冷充電槍的電纜通常才35mm2,通過水管內的冷卻液流動來帶走熱量。因為電纜細,所以液冷充電槍要比常規的充電槍輕30%~40%。液冷充電槍還需配套冷卻單元,冷卻單元由水箱、水泵、散熱器和風扇構成。水泵驅動冷卻液在槍線循環流動,將熱量帶到散熱器,再由風扇吹走,從而實現比常規自然冷卻充電槍更大的載流量。
2.槍線更輕,充電裝備重量輕。
3.發熱少,散熱快,安全性高。常規充電樁及半液冷充電樁的樁體都是風冷散熱,空氣從一側進入樁體,吹走電氣元件、整流模塊的熱量,從另一側樁體散出??諝鈺A雜著灰塵、鹽霧及水氣并吸附在內部器件表面,導致系統絕緣變差、散熱變差,充電效率低,設備壽命減少。對于常規充電樁或是半液冷充電樁來說,散熱和防護是兩個相互矛盾的概念,防護好則散熱較難設計,散熱好則防護較難處理
全液冷充電樁采用液冷充電模塊,液冷模塊正面及背面無任何風道,模塊靠液冷板內部循環的冷卻液與外界進行熱交換,從而充電樁功率部分可以全封閉設計,將散熱器外置,內部通過冷卻液將熱量帶到散熱器上,外部空氣吹走散熱器表面的熱量。充電樁體內的液冷充電模塊、電氣配件等與外界環境無接觸,從而可以實現IP65的防護,可靠性更高。
4.充電噪音小,防護等級更高。常規充電樁及半液冷充電樁內置風冷充電模塊,風冷模塊內置多個高轉速小風扇,運行噪聲達到65db以上,充電樁樁體上還有散熱風扇,當前采用風冷模塊的充電樁滿功率運行時噪聲基本都在70dB以上,白天影響不大,夜間則十分擾民。所以充電站點噪聲大是運營商被投訴最多的問題,被投訴就得整改,但整改成本高,效果卻十分有限,到最后不得不降功率運行以降噪。
全液冷充電樁采用雙循環散熱的架構,內部液冷模塊靠水泵驅動冷卻液循環散熱,將模塊發熱轉移到翅片散熱器上,外部則是靠低轉速大風量風扇或是空調來將散熱器上熱量散走,低轉速大風量的風扇噪聲較高轉速的小風扇低得多。全液冷超充樁還可以采用分體式散熱設計,與分體式空調類似,將散熱單元放置于遠離人群的地方,甚至還可以跟水池、噴泉進行熱交換來達到更好的散熱效果及更低的噪聲。
5.低TCO
充電站點充電設備的成本支出得從充電樁全生命期成本(TCO)來考慮,傳統采用風冷充電模塊的充電樁壽命一般不超過5年,但目前充電場站運營的租期是8-10年,這意味著在場站運營期內至少需要更換一次充電設備。反觀全液冷充電樁使用壽命至少10年以上,可以覆蓋場站的全生命期。同時相比于采用風冷模塊的充電樁需要頻繁的開柜除塵、維護等操作,全液冷充電樁只需要在外置散熱器積塵后進行沖洗,維護簡單。
全液冷充電系統的TCO要低于傳統采用風冷充電模塊的充電系統,且隨著全液冷系統的廣泛批量應用,其性價比優勢將更為明顯。
03液冷超充的市場現狀
根據國內充電聯盟最新數據顯示,2023年2月比2023年1月公共充電樁增加3.1萬臺,2月同比增長54.1%。截至2023年2月,聯盟內成員單位總計上報公共充電樁186.9萬臺,其中直流充電樁79.6萬臺、交流充電樁107.2萬臺。
事實上,隨著新能源汽車滲透率不斷提高,充電樁等配套設施快速發展,液冷超充這一新技術已成為業界競逐焦點。許多新能源車企、樁企也紛紛開始對超充進行技術研發與布局
特斯拉是業界最早批量部署液冷超充樁的車企,當前已在國內部署超1500個超充站點共計10000臺超充樁。特斯拉V3款超充樁采用全液冷設計,液冷充電模塊及液冷充電槍,單槍最大250kW/600A充電,15分鐘即可增加250公里的續航里程,而即將批量部署的V4款充電樁更將充電功率增大到了單槍350kW。
目前,國內入局液冷超充系統市場的充電樁核心企業主要有英可瑞、寶馨科技、英飛源技術、ABB、銳速智能科技、動力源、星星充電、特來電等。
04液冷超充未來趨勢如何?
液冷超充領域處于起步階段,潛力大,發展前景廣闊。液冷是解決大功率充電的優異方案。大功率充電樁電源的設計和生產國內外已不存在技術問題,需要解決由大功率充電樁電源到充電槍的線纜連接。
但是,我國高功率液冷超充樁滲透率仍較低。這是因為液冷充電槍先成本占比較高,快充樁2025年將迎來千億市場空間。根據公開信息,充 電樁均價約為0.4元/W,推算240kW快充樁價格約9.6萬元,根據日豐股份發布會中的液冷充電槍線價格2萬元/套,推算液冷充電槍成本約占充電樁成本21%,成為僅次于充電模塊的成本最高組件。預計隨著新能源快充車型保有量提升,2025 年我國高功率快充樁市場空間約1334 億元。
未來,液冷超充技術將持續加速滲透。
大功率液冷超充技術的發展與布局,任重而道遠。這其中需要車企、電池企業、樁企等多方配合,只有這樣才能更好地助力國內電動汽車產業發展,進一步推進有序充電和V2G,助力節能減排、低碳綠色發展,加速實現“雙碳”戰略目標
$寶馨科技(SZ002514)$ 低位液冷充電樁新玩家+華為合作
$英可瑞(SZ300713)$ 龍頭大哥
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