Vökvakæling vs. loftkæling fyrir háa-jafnstraumshleðsluskápa: Hvaða tækni ættir þú að velja?

Þar sem aksturssvið nýrra orkutækja (NEV) heldur áfram að aukast-og með vaxandi eftirspurn eftir hraðri orkuuppbót á þjónustusvæðum þjóðvega, flutningagörðum, strætóskýlum og stórum-hleðslustöðvum, er-há-jafnstraumshleðsla að koma fram sem lykilþróunarstefna fyrir NEV.

 

Samanborið við venjulegan-hleðslubúnað fyrir lága-afl verða DC-hleðslukerfi með miklum-afli að flytja meiri orku á skemmri tíma; þar af leiðandi verða íhlutir eins og hleðslueiningar, rafmagnstæki, rúllur, tengi og hleðslusnúrar fyrir hærra hitaálagi.

Með hliðsjón af þessu er hitastjórnunartækni orðin mikilvægur þáttur í hönnun há-jafnstraumshleðsluskápa.

Sem stendur notar há-hleðslubúnaður fyrst og fremst tvær varmastjórnunaraðferðir:

 

· Loftkæling
· Vökvakæling

 

Svo, hver er nákvæmlega munurinn á loftkælingu og fljótandi kælingu? Hvers vegna fær fljótandi kæling vaxandi vægi í DC hraðhleðslu? Og hvernig ætti maður að velja rétt þegar maður kaupir þessa skápa?

 

 

Kjarnahlutverk há-jafnstraumshleðsluskáps er að breyta straumafli frá rafkerfinu í jafnstraumafl sem hentar fyrir rafhlöður nýrra orkutækja.

 

Hægt er að draga saman grunnorkubreytingarferlið sem hér segir:

 

AC Grid → Power Module → DC Output → Hleðsluskammari → EV rafhlaða

 

Meðan á þessu ferli stendur mynda íhlutir innan rafeiningarinnar-eins og hálfleiðaratæki, spólur, þéttar, spennar og önnur rafeindatæki-hita.

 

Þrátt fyrir að nútíma hleðslueiningar státi af mikilli umbreytingarskilvirkni, í hleðslukerfum sem starfa á hundruðum--kílóvatta stigi, getur jafnvel lítið hlutfall af tapi skilvirkni leitt til verulegs algerrar hitauppstreymis.

 

Til dæmis, þegar hleðslukerfi með mikilli-afl skilar stöðugt hundruðum kílóvötta af afli, verður stöðugt að dreifa hitanum sem myndast vegna innra taps; annars geta eftirfarandi vandamál komið upp:

 

· Hækkandi hitastig aflhluta
· Minni skilvirkni í hleðslu
· Takmarkanir á úttaksorku
· Líftími íhluta í hættu
· Virkjun kerfisverndarbúnaðar
· Minni stöðugleiki við langvarandi notkun

 

Þess vegna er kælikerfið ekki aðeins aukahlutur fyrir há-afls DC hleðsluskáp, heldur mikilvægur þáttur sem ákvarðar viðvarandi framleiðslugetu búnaðarins.

 

 

Loft-kældur DC hleðsluskápur notar loft sem kælimiðil til að dreifa hita sem myndast inni í búnaðinum út í umhverfið í kring um íhluti eins og viftur, hitakökur og loftrásir.

 

Dæmigert -loftkælt kerfi inniheldur venjulega:

 

·Kælivifta
· Hitavaskur
· Loftrás
· Loftsía
· Hitaskynjari
· Loftræsting uppbygging

 

Grundvallarrekstrarregla þess er:

 

Varmaframleiðsla → Kylfi → Þvingað loftflæði → Varmaleiðni → Umhverfisloft

 

Viftur keyra loft yfir afleiningar og hitakökur og flytja hita út úr búnaðinum.

Þessi nálgun er með tiltölulega þroskaða hönnun og er enn mjög hagnýt fyrir meðal-afl DC hleðslubúnað og forrit með viðeigandi umhverfisaðstæðum.

 

 

Vökva-kældur DC hleðsluskápur notar kælivökva sem hitaflutningsmiðil.

 

Samanborið við loft getur vökvi sem streymir í gegnum sérhannaða kælilykkju á skilvirkari hátt flutt varma sem myndast inni í búnaðinum yfir í varmaskipti til að dreifa sér út í umhverfið.

 

Dæmigert vökva-kælt kerfi getur falið í sér:

 

· Kælivökvadæla
· Kæliplata
· Varmaskipti
· Ofn
· Kælivökvageymir
· Hitaskynjari
· Flæðiskynjari
· Þrýstingseftirlitskerfi

 

Grunnrekstrarferlið má draga saman sem:

 

Power Module → Kæliplata → Kælivökvi → Varmaskiptir → Ofn → Hitaleiðni

 

Í hleðslukerfum með meiri-afl er fljótandi kælitækni ekki aðeins hægt að nota á afleiningarnar inni í skápnum heldur einnig á hástraumshleðslukapla og -tengi.

 

Til dæmis sýna opinber iðnaðargögn dreifð hleðslukerfi-með 600 kW rafmagnsskáp ásamt 500 A vökva-kældum hleðslusnúrum-hönnuðum til að styðja samtímis hleðslu fyrir mörg ökutæki á sama tíma og krafti er úthlutað miðað við rauntíma-eftirspurnar.

 

 

1. Hentar betur fyrir hönnun með miklum kraftþéttleika

Þar sem DC hleðsluafl heldur áfram að aukast, krefjast hleðsluskápa uppsetningar á fleiri eða meiri-afl rafeindaeiningum.

Ef maður ætti einfaldlega að bæta við fleiri viftum og auka loftflæði, myndu mál eins og hönnun innri loftstreymisleiða, stærð hitaupptöku, hávaða og plássþrengingar verða verulegar áskoranir.

 

Aftur á móti nýta fljótandi kælikerfi kæliplötur og hringrásarlykkjur til að draga varma beint úr nálægð við -varmamyndandi íhluti og bjóða þannig upp á meiri hönnunarsveigjanleika fyrir búnað með mikla aflþéttleika.

 

2. Auðveldar há-straumhleðslu

Hleðsluafl má einfaldlega tjá sem:

 

P = U × I

 

Með öðrum orðum, fyrir tiltekna spennu, þarf aukinn hleðsluafl meiri straum.

Hins vegar, þegar straumur eykst, verður varmamyndun í leiðara, snúrum og tengjum meira áberandi.

 

 

Fljótandi kælilausnir ættu að vera í forgangi fyrir verkefni með eftirfarandi eiginleika:

 

1. Ofur-hraðhleðslustöðvar á þjóðvegi

Þjónustusvæði þjóðvega krefjast venjulega stutts dvalartíma ökutækja, sem skapar mikla eftirspurn eftir hraðri orkuuppfyllingargetu.

Þegar mörg ökutæki hlaða samtímis getur hleðslubúnaður starfað undir miklu álagi í langan tíma, sem gerir meiri kröfur til hitastjórnunarkerfa.

 

2. Atvinnubíla- og vöruflutningaflotar

Flutningabílar starfa venjulega samkvæmt skilgreindum áætlunum með sérstökum gluggum til endurhleðslu.

Fyrir bílaflota sem krefjast skjóts afgreiðslutíma getur mikil-jafnstraumhleðsla hjálpað til við að lágmarka þann tíma sem farartæki eyða á hleðslustöðvum.

Bandaríska orkumálaráðuneytið hefur einnig tekið fram að DC hraðhleðsla hentar fyrir ákveðnar bílaflotanotkun þar sem farartæki þurfa að endurhlaða í stuttum stoppum.

 

3. Rútur og þungar-rafbílar

Rútur, vörubílar, hafnarökutæki og önnur rafknúin farartæki í atvinnuskyni eru venjulega með mikla rafhlöðugetu; þar af leiðandi gæti hleðsluinnviði þurft meiri afköst og getu til að starfa stöðugt í lengri tíma.

Með þróun há-aflhleðslustaðla og kerfa-eins og MCS- hefur mikilvægi fljótandi kælingartækni í há-straumhleðsluforritum orðið sífellt mikilvægara.

 

4. Há-hleðslustöðvar

Ef þörf er á hleðslustöð til að þjóna mörgum ökutækjum samfellt yfir daginn, getur raunverulegt rekstrarálag búnaðarins verið mun hærra en það sem er í dæmigerðum skrifstofu- eða íbúðaumhverfi.

 

 

Þar sem eftirspurnin eftir hleðslu nýrra orkutækja heldur áfram að aukast, eru há-hleðslukerfi að þróast í nokkrar lykiláttir.

 

1. Æðri máttur

Hleðslukerfi eru að færast frá hefðbundnum, lægri aflstigum í átt að afkastagetu upp á hundruð kílóvötta eða jafnvel megavatta (MW) svið.

 

2. Hærri Power Density

Að stilla fleiri afleiningar innan sama skápsfótspors gerir meiri kröfur um hitastjórnun og burðarvirkishönnun.

 

3. Modularity

Modular rafmagnsskápar gera kleift að stilla mismunandi fjölda afleiningar miðað við kröfur verkefnisins, en auðvelda viðhald og sveigjanleika aflgjafa.

 

4. Intelligent Power Allocation

Framtíðarhleðslustöðvar munu ekki endilega skila föstu afli í hvert ökutæki; í staðinn verður krafti úthlutað á breytilegan hátt út frá þáttum eins og hleðsluástandi ökutækis (SOC), hleðsluþörf í rauntíma-og álagi á aðrar hleðslustöðvar.

 

Eins og er eru dreifð hleðslukerfi í 600 kW-flokki nú þegar með kraftmikla aflúthlutun, sem gerir mörgum ökutækjum kleift að deila miðstýrðum rafmagnsskáp.

 

5. Stækkað notkun á fljótandi kælitækni

Knúin áfram af þörfinni fyrir meiri kraft og straum mun fljótandi kælitækni ná út fyrir rafmagnsskápa til að vera beitt í auknum mæli fyrir íhluti eins og hleðslubyssur, snúrur og tengi.