1. 原則
液冷は現在最も優れた冷却技術です。従来の空冷との主な違いは、液冷充電モジュールと液冷充電ケーブルを使用することです。液冷による放熱原理は以下の通りです。
2. コアとなる利点
A. 高圧急速充電では、より多くの熱が発生し、液体冷却が良好で、騒音が低くなります。
空冷：空冷モジュール＋自然冷却充電ケーブル空気冷却は、空気との熱交換によって温度を下げる方式です。高電圧急速充電の一般的な傾向を踏まえると、空気冷却を継続する場合、より太い銅線を使用する必要があります。コストの増加に加えて、充電ガンのワイヤの重量も増加し、不便さや安全上の問題を引き起こします。さらに、空気冷却はケーブルコアの冷却には使用できません。
液体冷却：液体冷却モジュール+液体冷却を使用充電ケーブル液冷ケーブルに流れる冷却液（エチレングリコール、オイルなど）を通して熱を奪うため、断面積の小さいケーブルでも大電流を流すことができ、温度上昇も抑えられます。一方では放熱性が強化され、安全性も向上します。また、ケーブル径が細いため、重量が軽減され、使いやすくなります。さらに、ファンがないため、騒音はほぼゼロです。
B. 液体冷却により、過酷な環境でも安定して動作します。
従来の蓄電池は空気熱交換によって冷却しますが、内部部品は分離されていません。充電モジュール内の回路基板と電源デバイスは外部環境と直接接触しているため、モジュールの故障が発生しやすくなります。湿気、ほこり、高温の影響により、モジュールの年間故障率は3～8%、あるいはそれ以上にまで達します。
液冷は完全な隔離保護を採用し、冷却剤とラジエーター間の熱交換を利用します。外部環境から完全に隔離されているため、機器の耐用年数が長くなります。そのため、信頼性は空冷よりもはるかに高くなります。
C. 液体冷却により、運用コストが削減され、耐用年数が延び、ライフサイクル コストが削減されます。
ファーウェイ・デジタル・エナジーによると、従来の送電杭は過酷な環境で長期間稼働するため、耐用年数が大幅に短縮され、ライフサイクルはわずか3～5年です。また、キャビネットファンやモジュールファンなどの機械部品は損傷しやすいだけでなく、頻繁な清掃とメンテナンスが必要です。清掃とメンテナンスのために、少なくとも年に4回は現場に人力で訪問する必要があり、現場の運用・メンテナンスコストが大幅に増加します。
液体冷却は初期投資が比較的大きいものの、その後のメンテナンスや修理の回数が少なく、運用コストが低く、耐用年数は10年以上です。ファーウェイ・デジタル・エナジーは、10年間で総ライフサイクルコスト（TCO）が40%削減されると予測しています。
3. 主な構成要素
A. 液体冷却モジュール
放熱原理：ウォーターポンプが冷却剤を駆動して、液冷充電モジュールの内部と外部のラジエーターの間で循環させ、モジュールの熱を取り除きます。
現在、市場で主流となっている120kW充電スタンドは、主に20kWと30kWの充電モジュールを採用しており、40kWはまだ導入段階にあります。15kWの充電モジュールは徐々に市場から撤退しつつあります。160kW、180kW、240kW、あるいはそれ以上の出力の充電スタンドが市場に投入されるにつれ、対応する40kW以上の出力の充電モジュールもより幅広い用途に普及していくでしょう。
放熱原理：電子ポンプが冷却水を流します。冷却水は液冷ケーブルを通過する際に、ケーブルと充電コネクタの熱を奪い、燃料タンク（冷却水を蓄える場所）に戻ります。その後、電子ポンプの駆動によってラジエーターから放熱されます。
前述のように、従来の方法ではケーブルの断面積を拡大してケーブルの発熱を抑えますが、充電ガンに使用するケーブルの太さには上限があります。この上限によって、従来のスーパーチャージャーの最大出力電流は250Aに制限されます。充電電流が増加し続けると、同じ太さの液冷ケーブルの放熱性能が向上します。さらに、液冷ガンのケーブルは細いため、液冷充電ガンは従来の充電ガンよりも約50%軽量です。
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投稿日時: 2024年4月14日
