Հեղուկային սառեցման գերլիցքավորում, լիցքավորման տեխնոլոգիայի նոր ելք

«Մեկ կիլոմետր վայրկյանում և 200 կիլոմետր վարման հեռավորություն 5 րոպե լիցքավորումից հետո»։ Փետրվարի 27-ին, 2024 թվականի Huawei China Digital Energy Partner Conference-ում, Huawei Digital Energy Technology Co., Ltd.-ն (այսուհետ՝ «Huawei Digital Energy») թողարկեց լիովին հեղուկով սառեցված գերլիցքավորման կայան։ Գերլիցքավորման կայանի առաջխաղացման ծրագիրը պնդում է, որ «լիցքավորման փորձը կդարձնի իրականություն»։ Ծրագրի համաձայն՝ Huawei Digital Energy-ն 2024 թվականին կկառուցի Huawei-ի ավելի քան 100,000 լիովին հեղուկով սառեցված գերլիցքավորման կույտեր երկրի ավելի քան 340 քաղաքներում և խոշոր մայրուղիներում՝ ստեղծելու «մեկ ցանց քաղաքների համար», «մեկ ցանց բարձր արագությունների համար» և «մեկ էլեկտրական ցանց»։ «Բարեկամական» լիցքավորման ցանց։ Փաստորեն, Huawei-ն թողարկեց լիովին հեղուկով սառեցված գերլիցքավորման արտադրանք դեռևս անցյալ տարվա հոկտեմբերին և մինչ օրս ավարտել է բազմաթիվ ցուցադրական կայանների նախագծումը։

Պատահաբար, NIO-ն անցյալ տարվա վերջին պաշտոնապես հայտարարեց, որ թողարկել է նոր՝ 640 կՎտ հզորությամբ, լիովին հեղուկով սառեցված, գերարագ լիցքավորման կույտ։ Գերարագ լիցքավորման կույտը հագեցած է հեղուկով սառեցված լիցքավորման ատրճանակով, որը կշռում է ընդամենը 2.4 կիլոգրամ և պաշտոնապես կներկայացվի այս տարվա ապրիլին։ Մինչ օրս շատերը 2024 թվականը անվանել են լիովին հեղուկով սառեցված գերլիցքավորիչների պայթյունի տարի։ Այս նոր բանի վերաբերյալ, կարծում եմ, բոլորը դեռ շատ հարցեր ունեն. ի՞նչ է հեղուկով սառեցված գերլիցքավորումը։ Որո՞նք են դրա եզակի առավելությունները։ Արդյո՞ք հեղուկով սառեցումը կդառնա գերլիցքավորման զարգացման հիմնական ուղղությունը ապագայում։

01

Ավելի արդյունավետ և արագ լիցքավորում

«Մինչ օրս, այսպես կոչված, լիովին հեղուկով սառեցված գերլիցքավորիչի համար միասնական ստանդարտ սահմանում չկա», - China Automotive News-ի լրագրողին ասել է Սիանի տեխնոլոգիական համալսարանի միկրոէլեկտրոնիկայի տեխնոլոգիաների լաբորատորիայի ինժեներ Վեյ Դոնգը: Պարզ լեզվով ասած՝ լիովին հեղուկով սառեցված գերլիցքավորիչը։ Կույտային լիցքավորումը տեխնոլոգիա է, որն օգտագործում է հեղուկի շրջանառությունը՝ լիցքավորման գործընթացում առաջացող ջերմությունը արագորեն հեռացնելու համար, որը առաջանում է հիմնական բաղադրիչների, ինչպիսիք են լիցքավորման մոդուլները, մալուխները և լիցքավորման ատրճանակի գլխիկները, կողմից: Այն օգտագործում է հատուկ հզոր պոմպ՝ սառեցնող հեղուկի հոսքը կառավարելու համար, այդպիսով ցրելով ջերմությունը և թույլ տալով լիցքավորման սարքավորումներին պահպանել արդյունավետ աշխատանքը: Լիովին հեղուկով սառեցված գերլիցքավորված կույտերում սառեցնող հեղուկը սովորական ջուր չէ, այլ հիմնականում պարունակում է էթիլենգլիկոլ, ջուր, հավելանյութեր և այլ նյութեր: Ինչ վերաբերում է համամասնությանը, դա յուրաքանչյուր ընկերության տեխնիկական գաղտնիքն է: Սառեցնող հեղուկը կարող է ոչ միայն բարելավել հեղուկի կայունությունը և սառեցման ազդեցությունը, այլև նվազեցնել կոռոզիան և սարքավորումների վնասը: Դուք պետք է իմանաք, որ ջերմության ցրման մեթոդը մեծապես ազդում է լիցքավորման սարքավորումների աշխատանքի վրա: Տեսական հաշվարկների համաձայն, ընդհանուր բարձր հզորության DC արագ լիցքավորման կույտերի ընթացիկ ջերմության կորուստը կազմում է մոտ 5%: Առանց լավ ջերմափոխանակման, դա ոչ միայն կարագացնի սարքավորումների ծերացումը, այլև կհանգեցնի լիցքավորման սարքավորումների բարձր խափանման մակարդակի։

Հենց լիովին հեղուկով սառեցման ջերմության ցրման տեխնոլոգիայի շնորհիվ է, որ լիովին հեղուկով սառեցման գերլիցքավորման կույտերի հզորությունը շատ ավելի բարձր է, քան ավանդական արագ լիցքավորման կույտերինը։ Օրինակ, Huawei-ի հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորման կույտն ունի առավելագույնը 600 կՎտ հզորություն, ինչը թույլ է տալիս օգտատերերին վայելել չափազանց արագ լիցքավորման փորձ՝ «մի բաժակ սուրճ և լրիվ լիցքավորում»։ «Չնայած լիովին հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորիչների հոսանքի ուժը և հզորությունը ներկայումս տարբեր են, դրանք բոլորն էլ ավելի հզոր են, քան ավանդական արագ լիցքավորիչներն ու գերլիցքավորիչները»։ Պեկինի գիտության և տեխնոլոգիայի համալսարանի պրոֆեսոր Զեն Սինը China Automotive News-ի լրագրողին ասել է. «Ներկայումս սովորական արագ լիցքավորման կույտերի հզորությունը սովորաբար կազմում է մոտ 120 կՎտ, իսկ ավանդական գերլիցքավորման կույտերին՝ մոտ 300 կՎտ։ Huawei-ի և NIO-ի լիովին հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորման կույտերի հզորությունը կարող է հասնել մինչև 600 կՎտ։ Բացի այդ, Huawei-ի լիովին հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորման կույտն ունի նաև ինտելեկտուալ նույնականացման և ադապտիվ կարգավորման գործառույթներ։ Այն կարող է ավտոմատ կերպով կարգավորել ելքային հզորությունը և հոսանքը՝ տարբեր մոդելների մարտկոցների պահանջներին համապատասխան, հասնելով մինչև 99% մեկ լիցքավորման հաջողության մակարդակի։

«Լիովին հեղուկով սառեցված գերլիցքավորված կույտերի տաքացումը նաև խթանել է ամբողջ արդյունաբերական շղթայի զարգացումը»։ Շենժենի առաջադեմ տեխնոլոգիաների ինստիտուտի նոր էներգիայի նորարարական տեխնոլոգիաների կենտրոնի հետազոտող Հու Ֆենգլինի խոսքով՝ լիովին հեղուկով սառեցված գերլիցքավորված կույտերի համար անհրաժեշտ բաղադրիչները կարելի է մոտավորապես բաժանել գերլիցքավորման սարքավորումների բաղադրիչների, ընդհանուր կառուցվածքային բաղադրիչների, բարձր լարման արագ լիցքավորման նյութերի և այլ բաղադրիչների, այդ թվում՝ ինտելեկտուալ զգայուն բաղադրիչների, սիլիցիումի կարբիդային չիպերի, հզոր պոմպերի, սառեցնող նյութերի, ինչպես նաև լիովին հեղուկով սառեցված մոդուլների, լիովին հեղուկով սառեցված լիցքավորման թնդանոթների և լիցքավորման։ Դրանց մեծ մասն ունի ավելի խիստ կատարողականի պահանջներ և ավելի բարձր ծախսեր, քան ավանդական լիցքավորման կույտերում օգտագործվող բաղադրիչները։

02

Հարմարավետ օգտագործման համար, ավելի երկար կյանքի ցիկլ

Սովորական լիցքավորման կույտերի և ավանդական արագ/գերլիցքավորման կույտերի համեմատ, լիովին հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորման կույտերը ոչ միայն ավելի արագ են լիցքավորվում, այլև ունեն բազմաթիվ առավելություններ։ «Huawei-ի լիովին հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորիչի լիցքավորման սարքը շատ թեթև է, և նույնիսկ քիչ ուժ ունեցող կին մեքենաների տերերը կարող են հեշտությամբ օգտագործել այն, ի տարբերություն նախորդ լիցքավորման սարքերի, որոնք ծավալուն էին», - ասել է Չունցինում էլեկտրական մեքենայի սեփականատեր Չժոու Սյանը։

«Նոր տեխնոլոգիաների, նոր նյութերի և նոր հայեցակարգերի շարքի կիրառումը լիովին հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորման կույտերին տալիս է այնպիսի առավելություններ, որոնք ավանդական լիցքավորման կույտերը չէին կարող համեմատել անցյալում»։ Հու Ֆենգլինն ասել է, որ լիովին հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորման կույտերի դեպքում հոսանքն ու հզորությունը ավելի մեծ են, ինչը նշանակում է ավելի արագ լիցքավորում։ Սովորաբար լիցքավորման մալուխի տաքացումը համեմատական ​​է հոսանքի քառակուսուն։ Որքան մեծ է լիցքավորման հոսանքը, այնքան մեծ է մալուխի տաքացումը։ Մալուխի կողմից առաջացող ջերմության քանակը նվազեցնելու և գերտաքացումից խուսափելու համար պետք է մեծացնել լարի լայնական հատույթը, ինչը նշանակում է, որ լիցքավորման ատրճանակը և լիցքավորման մալուխը ավելի ծանր են։ Լիովին հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորիչը լուծում է ջերմության ցրման խնդիրը և օգտագործում է ավելի փոքր լայնական հատույթով մալուխներ՝ ավելի մեծ հոսանքների փոխանցումն ապահովելու համար։ Հետևաբար, լիովին հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորման կույտերի մալուխները ավելի բարակ և թեթև են, քան ավանդական գերլիցքավորման կույտերինները, իսկ լիցքավորման ատրճանակները նույնպես ավելի թեթև են։ Օրինակ, NIO-ի լիովին հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորման կույտերի լիցքավորման ատրճանակը կշռում է ընդամենը 2.4 կիլոգրամ, ինչը շատ ավելի թեթև է, քան ավանդական լիցքավորման կույտերը։ Այս կույտը շատ ավելի թեթև է և ապահովում է ավելի լավ օգտագործողի փորձ, հատկապես կին մեքենաների սեփականատերերի համար, որն ավելի հարմար է օգտագործման համար։

«Լիովին հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորման կույտերի առավելությունն այն է, որ դրանք ավելի անվտանգ են»։ Վեյ Դոնգն ասել է, որ անցյալում լիցքավորման կույտերի մեծ մասում օգտագործվում էին բնական սառեցում, օդային սառեցում և այլ մեթոդներ, որոնք պահանջում էին օդափոխման անցքեր լիցքավորման կույտի համապատասխան մասերում, ինչը անխուսափելիորեն հանգեցնում էր նրան, որ փոշու, նույնիսկ մանր մետաղական մասնիկների, աղի սփրեյի և ջրային գոլորշու հետ խառնված օդը մտնում է լիցքավորման կույտի ներս և կլանվում էլեկտրական բաղադրիչների մակերեսին, ինչը հանգեցնում է այնպիսի խնդիրների, ինչպիսիք են համակարգի մեկուսացման կատարողականի նվազումը, ջերմության վատ ցրումը, լիցքավորման արդյունավետության նվազումը և սարքավորումների կյանքի կրճատումը։ Ի տարբերություն դրա, լրիվ հեղուկով սառեցման մեթոդը կարող է ապահովել լրիվ ծածկույթ, բարելավել մեկուսացումը և անվտանգությունը, և թույլ տալ լիցքավորման կույտին հասնել փոշեկուլության և ջրակայունության ավելի բարձր մակարդակի՝ IP65 միջազգային էլեկտրական ստանդարտի շուրջ՝ ավելի բարձր հուսալիությամբ։ Ավելին, օդով սառեցվող բազմաօդափոխիչ դիզայնից հրաժարվելուց հետո, լիովին հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորման կույտի աշխատանքային աղմուկը զգալիորեն նվազել է՝ օդով սառեցվող լիցքավորման կույտի 70 դեցիբելից մինչև մոտ 30 դեցիբել, ինչը գրեթե շշուկ է, ինչը վերացնում է բնակելի տարածքներում արագ լիցքավորման անհրաժեշտությունը նախկինում։ Գիշերը բարձր աղմուկի պատճառով բողոքների ամոթալի իրավիճակ էր ստեղծվել։

Ամբողջությամբ հեղուկով սառեցված գերլիցքավորված կույտերի առավելություններից են նաև շահագործման ցածր ծախսերը և վերականգնման ավելի կարճ ցիկլերը: Ցզեն Սինն ասել է, որ ավանդական օդով սառեցված լիցքավորման կույտերի ծառայության ժամկետը սովորաբար չի գերազանցում 5 տարին, սակայն լիցքավորման կայանների շահագործման ներկայիս վարձակալության ժամկետները հիմնականում 8-ից 10 տարի են, ինչը նշանակում է, որ կայանի շահագործման ցիկլի ընթացքում անհրաժեշտ է առնվազն վերաներդրում: Փոխարինեք հիմնական լիցքավորման սարքը: Ամբողջությամբ հեղուկով սառեցված լիցքավորման կույտերի ծառայության ժամկետը սովորաբար ավելի քան 10 տարի է: Օրինակ, Huawei-ի ամբողջությամբ հեղուկով սառեցված գերլիցքավորման կույտերի նախագծային կյանքը ավելի քան 15 տարի է, որը կարող է ընդգրկել կայանի ամբողջ կյանքի ցիկլը: Ավելին, համեմատած օդով սառեցված մոդուլներ օգտագործող լիցքավորման կույտերի հետ, որոնք պահանջում են պահարանների հաճախակի բացում փոշու հեռացման և սպասարկման համար, ամբողջությամբ հեղուկով սառեցված լիցքավորման կույտերը պետք է մաքրվեն միայն արտաքին ռադիատորում փոշի կուտակվելուց հետո, ինչը սպասարկումը դարձնում է պարզ:

Ամբողջությամբ վերցրած, լիովին հեղուկով սառեցված գերլիցքավորիչի ամբողջ կյանքի ցիկլի արժեքը ցածր է, քան ավանդական օդով սառեցված լիցքավորման սարքավորումների արժեքը: Լիովին հեղուկով սառեցված գերլիցքավորված կույտերի կիրառման և առաջխաղացման հետ մեկտեղ, դրա համապարփակ ծախսարդյունավետ առավելությունները կդառնան ավելի ու ավելի ակնհայտ:

03

Շուկան ունի պայծառ հեռանկարներ, և մրցակցությունը թեժանում է

Փաստորեն, նոր էներգետիկ տրանսպորտային միջոցների ներթափանցման մակարդակի շարունակական աճի և օժանդակ ենթակառուցվածքների, ինչպիսիք են լիցքավորման կույտերը, արագ զարգացման հետ մեկտեղ, լիովին հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորման կույտերը դարձել են ոլորտում մրցակցության կիզակետ: Շատ նոր էներգետիկ տրանսպորտային միջոցների ընկերություններ, լիցքավորման կույտերի ընկերություններ, տեխնոլոգիական ընկերություններ և այլն սկսել են տեխնոլոգիական հետազոտություններ, մշակումներ և լիովին հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորման կույտերի նախագծում:

Tesla-ն արդյունաբերության մեջ առաջին ավտոմոբիլային ընկերությունն է, որը խմբաքանակներով տեղադրում է հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորման կույտեր: Դրա V3 գերլիցքավորման կույտերն ունեն լիովին հեղուկով սառեցվող դիզայն, հեղուկով սառեցվող լիցքավորման մոդուլներ և հեղուկով սառեցվող լիցքավորման թնդանոթներ: Մեկ թնդանոթի առավելագույն լիցքավորման հզորությունը 250 կՎտ է: Հաղորդվում է, որ Tesla-ն անցյալ տարվանից ի վեր աստիճանաբար տեղակայել է նոր V4 լիովին հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորման կայաններ ամբողջ աշխարհում: Ասիայի առաջին V4 գերլիցքավորման կայանը գործարկվել է Հոնկոնգում, Չինաստան, անցյալ տարվա հոկտեմբերին և շուտով կմտնի մայրցամաքային շուկա: Հաղորդվում է, որ այս լիցքավորման կույտի տեսական առավելագույն լիցքավորման հզորությունը 615 կՎտ է, որը համարժեք է Huawei-ի և NIO-ի լիովին հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորման կույտերի աշխատանքին: Թվում է, թե լիովին հեղուկով սառեցվող լիցքավորման կույտերի շուկայական մրցակցությունը հանգիստ սկսվել է:

«Ընդհանուր առմամբ, լիովին հեղուկով սառեցված գերլիցքավորիչները ունեն բարձր հզորության լիցքավորման հնարավորություններ, և լիցքավորման արդյունավետությունը զգալիորեն բարելավվում է, ինչը կարող է արդյունավետորեն մեղմել օգտատերերի լիցքավորման անհանգստությունը»։ China Automotive News-ի լրագրողի հետ հարցազրույցում նա, սակայն, ասել է, որ ներկայումս լիովին հեղուկով սառեցված գերլիցքավորիչները գերլիցքավորման կույտերի կիրառման մասշտաբը սահմանափակ է, ինչը հանգեցնում է ավելի բարձր ծախսերի։ Ավելին, քանի որ բարձր հզորության լիցքավորումը պահանջում է մարտկոցի անվտանգության կառավարման օպտիմալացում և մեքենայի լարման հարթակի բարձրացում, արժեքը նույնպես կաճի 15%-ից 20%-ով։ Ընդհանուր առմամբ, բարձր հզորության լիցքավորման տեխնոլոգիայի մշակումը պահանջում է այնպիսի գործոնների համապարփակ քննարկում, ինչպիսիք են մեքենայի անվտանգության կառավարումը, բարձր լարման սարքերի անկախ կառավարելիությունը և արժեքը։ Սա քայլ առ քայլ գործընթաց է։

«Հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորվող կույտերի բարձր գինը գործնական խոչընդոտներից մեկն է, որը խոչընդոտում է դրանց լայնածավալ առաջխաղացմանը»։ Հու Ֆենգլինն ասել է, որ Huawei-ի յուրաքանչյուր գերլիցքավորվող կույտի ներկայիս արժեքը մոտ 600,000 յուան ​​է։ Այս փուլում լիցքավորման բիզնեսով զբաղվող փոքր և միջին ձեռնարկությունների համար գրեթե դժվար է մրցակցել։ Այնուամենայնիվ, երկարաժամկետ զարգացման հեռանկարներում, կիրառությունների ընդլայնման և ծախսերի կրճատման հետ մեկտեղ, լիովին հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորվող կույտերի բազմաթիվ առավելությունները աստիճանաբար կդառնան ակնհայտ։ Անվտանգ, բարձր արագության և արագ լիցքավորման շուկայի և օգտագործողների խիստ պահանջարկը ավելի լայն հնարավորություններ կստեղծի լիովին հեղուկով սառեցվող գերլիցքավորվող կույտերի զարգացման համար։

CICC-ի կողմից վերջերս հրապարակված հետազոտական ​​զեկույցում նշվում է, որ հեղուկային սառեցման գերլիցքավորումը խթանում է արդյունաբերական շղթայի արդիականացումը, և ներքին շուկայի չափը, կանխատեսումների համաձայն, կհասնի գրեթե 9 միլիարդ յուանի 2026 թվականին: Ավտոմոբիլային ընկերությունների, էներգետիկ ընկերությունների և այլնի խթանմամբ, սկզբնապես կանխատեսվում է, որ ներքին հեղուկային սառեցմամբ գերլիցքավորման կայանների թիվը 2026 թվականին կհասնի 45,000-ի:

Ցզեն Սինը նաև նշեց, որ 2021 թվականին ներքին շուկայում կլինի 10-ից պակաս մոդել, որոնք աջակցում են գերլիցքավորմանը, իսկ 2023 թվականին՝ ավելի քան 140 մոդել, որոնք աջակցում են գերլիցքավորմանը, և ապագայում ավելի շատ մոդելներ կլինեն։ Սա ոչ միայն իրատեսական արտացոլում է մարդկանց աշխատանքի և կյանքի արագացված տեմպերը նոր էներգետիկ տրանսպորտային միջոցների համար էներգիա լրացնելու գործում, այլև արտացոլում է շուկայական պահանջարկի զարգացման միտումը։ Դրա շնորհիվ լիովին հեղուկով սառեցված գերլիցքավորման կույտերի զարգացման հեռանկարները շատ խոստումնալից են։