En plus de lancer de nouveaux modèles énergétiques plus compétitifs, les constructeurs automobiles développent également de manière intensive des réseaux de recharge. Au cours des deux dernières années, les plates-formes haute tension 800 V et les technologies de charge 4C ont été lancées l'une après l'autre, et l'ère de la charge rapide complète approche. Tesla, Xiaopeng, Ideal, Zeekr, Huawei et d'autres sociétés accélèrent la construction de stations de recharge et de piles de recharge à travers le pays, offrant une puissance de recharge et une efficacité de réapprovisionnement énergétique plus élevées pour offrir une expérience de recharge évoluée aux utilisateurs finaux et éliminer l'anxiété liée au kilométrage.
Sur le plan politique, le fort soutien du pays aux installations de recharge pour véhicules à énergie nouvelle le conduit à devenir un marché émergent en plein essor. Dès 2020, de nouvelles bornes de recharge d'énergie ont été incluses dans l'un des sept domaines clés des « nouvelles infrastructures ». Après des années de développement, il s’est avéré assez efficace. Selon les statistiques de la China Charging Alliance, en 2023, l'augmentation de l'infrastructure de recharge sera de 3,386 millions d'unités et le rapport d'augmentation des piles par rapport aux véhicules sera de 1 : 2,8, ce qui signifie que la vitesse de construction des piles de recharge peut essentiellement répondre aux développement rapide des véhicules à énergie nouvelle.
Lorsque l'accent est mis sur la chaîne industrielle des piles de chargement, les entreprises en aval ont une demande de plus en plus forte en matière de suralimentation haute puissance, de charge rapide CC, de refroidissement liquide, etc. Cette demande est transmise aux fournisseurs de composants d'équipement de charge en amont, notamment les pistolets de charge, les câbles de charge. , les modules d'alimentation, les contrôleurs et autres composants doivent être mis à niveau en conséquence et répondre aux exigences de sécurité telles que la résistance aux hautes températures et à la haute tension pour prendre en charge la mise en œuvre de piles de charge de spécifications plus élevées.
Dans la conception des pieux de chargement, le choix des matériaux est crucial. En particulier pour des indicateurs tels que la conductivité thermique, l’étanchéité, l’isolation et l’ignifugation, des avancées dans les matériaux sont nécessaires, y compris les matériaux à base de silicone. Le silicone peut être utilisé comme adhésif conducteur thermique, mastic, adhésif, etc., et est largement utilisé dans les composants de base tels que la gestion thermique, la protection de charge et les modules d'alimentation des piles de chargement, jouant un rôle clé dans le chargement des composants des piles.
Quels défis la vulgarisation de la technologie de suralimentation pose-t-elle aux installations de recharge ?
Si les véhicules à énergie nouvelle souhaitent bénéficier d’une expérience de recharge proche de celle des véhicules à carburant, ils doivent améliorer leur efficacité de recharge de manière globale. C’est pourquoi les constructeurs automobiles s’efforcent de proposer aux consommateurs la technologie de suralimentation 4C, voire 5C, tout en promouvant la plate-forme haute tension 800 V.
En août 2023, CATL a lancé la première batterie de suralimentation au lithium fer phosphate 4C, la batterie de suralimentation Shenxing, prétendant atteindre 10 minutes de charge et une autonomie de 400 kilomètres. Depuis lors, la recharge rapide 4C est entrée de plus en plus fréquemment dans le champ de vision des consommateurs.
Comment est définie la suralimentation 4C ? En termes simples, XC fait référence au taux de charge, c'est-à-dire le rapport entre le courant de charge maximal que la batterie peut accepter pendant la charge et la capacité nominale de la batterie, représentée par C, qui est généralement utilisé pour décrire la vitesse de charge. Plus précisément, si le véhicule est équipé d'une batterie de 100 kWh, la puissance de charge peut atteindre environ 200 kW à un rythme d'environ 2C ; à un taux d'environ 4C, la puissance de charge peut atteindre environ 400 kW ; à une vitesse de 6C, la puissance de charge peut atteindre environ 600 kW. En bref, plus le taux de charge est élevé, plus la vitesse de charge est rapide.
Si vous souhaitez véritablement populariser la suralimentation, en plus des batteries d'alimentation et des plates-formes haute tension, vous devez également vous adapter aux piles de recharge CC haute puissance. La capacité de puissance de sortie de la pile de charge et la stabilité de l’alimentation électrique affecteront le taux de charge. Des piles de charge haute puissance et des alimentations stables peuvent fournir des taux de charge plus élevés.
La pile de chargement est principalement composée d'un pistolet de chargement, d'un câble de chargement, d'une coque, d'un module de commande, d'un module de gestion thermique, d'un module de protection de charge et d'autres composants. De la charge lente CA à la charge rapide CC, puis à la charge ultra rapide, qui pourrait progressivement devenir populaire à l'avenir, tous les composants doivent être mis à niveau de manière itérative pour s'adapter au changement de puissance de charge.
En fait, avant la technologie de supercharge, dans le processus de développement des piles de charge, de la charge lente CA à la charge rapide CC, des problèmes tels que le coût élevé, la charge du réseau, la compatibilité, la durée de vie de la batterie et l'installation difficile ont été à peu près résolus.
Sur la base de la technologie de charge rapide CC, la charge ultra rapide offre un taux de charge plus élevé, de sorte que la pile de charge doit supporter une puissance plus élevée, un courant plus important et une génération de chaleur plus élevée. Dans le même temps, il est également nécessaire de résoudre le problème de la taille et du poids excessifs de la pile de chargement et des exigences plus strictes en matière de flexibilité des câbles.
Pour le pistolet de chargement, afin d'obtenir une charge rapide, le pistolet de super chargement doit être capable de transmettre un courant important. Cela nécessite que le pistolet de charge ait une bonne conductivité et une bonne conception de dissipation thermique pour garantir une transmission de courant sûre et efficace.
La technologie de suralimentation doit également être équipée d'un mécanisme de protection de sécurité complet, comprenant une protection contre les surintensités, une protection contre les surtensions, une protection contre les courts-circuits, etc. Les piles de chargement et les pistolets de chargement doivent avoir des fonctions de surveillance et de protection pour éviter les dysfonctionnements et les dangers pendant la charge.
De plus, étant donné que la charge à haute puissance génère beaucoup de chaleur, les piles de charge et les pistolets de charge doivent être équipés d'un système de refroidissement efficace pour éviter la surchauffe, comprenant des ventilateurs, des dissipateurs thermiques, un refroidissement par eau et d'autres méthodes de dissipation thermique.
Quelles sont les exigences en matière de matériaux pour la modernisation des installations de recharge ?
Avec l'augmentation de la puissance de charge, les piles de chargement doivent non seulement concevoir des structures plus avancées pour répondre à la conductivité thermique sous haute puissance, mais également, du côté des matériaux, il est impératif d'utiliser des matériaux avec une forte isolation, une résistance aux températures élevées et une résistance thermique élevée. conductivité.
En prenant comme exemple le système de gestion thermique des piles de chargement, contrairement au refroidissement par air traditionnel, la suralimentation nécessite une utilisation accrue du refroidissement liquide pour résoudre les problèmes d'efficacité et de dissipation thermique. À l'heure actuelle, les méthodes de refroidissement liquide les plus couramment utilisées sur le marché sont le refroidissement à base d'eau et le refroidissement à base d'huile. Le refroidissement par eau a de meilleures performances de dissipation thermique, un coût inférieur et est plus respectueux de l'environnement ; Le refroidissement de l'huile a une bonne isolation électrique, un taux d'évaporation inférieur et une stabilité chimique.
Au cours des dernières années, des câbles refroidis par huile ont été utilisés dans les pistolets de suralimentation, bénéficiant ainsi d'un avantage de premier plan. À l'heure actuelle, certains fabricants ont développé des piles de suralimentation et des pistolets de chargement refroidis à l'huile, mais à mesure que la durée de fonctionnement augmente, l'inconvénient en termes de coût du refroidissement à l'huile devient de plus en plus important. Aujourd'hui, de plus en plus de fabricants commencent à étudier et à tester des câbles refroidis à l'eau et des pistolets de suralimentation refroidis à l'eau.
Le principe de fonctionnement des câbles refroidis à l'eau et des pistolets de suralimentation refroidis à l'eau est que le tube de refroidissement par eau est conçu à l'extérieur du fil de charge multibrins et que l'eau s'écoule au milieu du tube. En s'appuyant sur la conductivité thermique du tube lui-même, la chaleur générée par le câble de charge multibrins est transférée au liquide de refroidissement au milieu du tube. Ces liquides de refroidissement échangent de la chaleur avec le monde extérieur via des pompes électroniques pour contrôler la température des câbles et des pistolets de suralimentation.
Sur la base de ce principe, de nombreux fabricants ont utilisé des tubes en nylon ordinaires comme tubes de refroidissement par eau au milieu des câbles refroidis par eau. Grâce à l'utilisation de matériau PA, la conductivité thermique n'est que de 0,2 W/m·K. Lorsque le courant dépasse 400A, la montée en température s’accélère fortement. À ce stade, en raison de la conductivité thermique insuffisante du tube de refroidissement par eau, la chaleur ne peut pas être transférée à temps. Après calcul, il a été constaté que, sur la base de la structure commune des câbles actuels, si l'objectif d'une charge rapide à courant élevé doit être atteint, la conductivité thermique de la conduite d'eau froide doit être considérablement améliorée, au moins 1,5 W/m· K ou plus. Par conséquent, l'amont et l'aval de la chaîne industrielle accordent de plus en plus d'attention à l'application innovante de matériaux à haute conductivité thermique, et les tubes en silicone thermoconducteurs sont devenus l'un des composants clés de la gestion thermique des piles de supercharge.
En plus du contrôle de la température du câble de chargement, la manière de réduire l'augmentation de la température de la tête du pistolet de chargement pendant le processus de chargement est également un problème dans la conception actuelle de la pile de chargement. À l’heure actuelle, il est difficile de résoudre le problème de dissipation thermique par refroidissement par air. En utilisant de la colle d'enrobage thermoconductrice innovante, la chaleur du connecteur de la tête du pistolet peut être efficacement transférée pour garantir que l'efficacité de charge ne diminuera pas en raison de l'augmentation de la température, et en même temps, l'expérience de l'utilisateur pendant le fonctionnement peut être encore améliorée. .
D'un autre côté, lorsque la plate-forme de tension des véhicules à énergie nouvelle à l'avenir atteint généralement 800 V, le courant de charge atteint 600 A et la puissance de charge atteint plus de 400 kW, tout problème dans le processus de charge peut avoir des conséquences extrêmement graves. Par conséquent, les propriétés d’étanchéité et d’anti-fuite des matériaux structurels seront valorisées comme jamais auparavant.
Sous la nouvelle tendance, comment innover côté matériel ?
En ce qui concerne les fournisseurs de matériaux en amont de la chaîne industrielle des piles de chargement, Dow est le premier à proposer à l'industrie de nombreuses conceptions innovantes et des idées de pointe. Dow peut non seulement fournir une riche sélection de matériaux, mais également personnaliser des solutions exclusives pour une infrastructure de charge rapide CC de plus grande puissance (y compris des stations de charge, des pistolets de charge (connecteurs), des câbles et des armoires de charge) afin de répondre aux besoins plus stricts du marché.
Dans le domaine des installations de recharge, Dow se concentre sur trois directions principales. Premièrement, en termes de matériaux de gestion thermique, Dow propose une large gamme de produits adhésifs, notamment des agents de calfeutrage, des adhésifs, des matériaux d'interface thermique non durcissants, des liquides de refroidissement par immersion, des gels et des colles d'enrobage pour résoudre les problèmes de dissipation thermique dans les installations de chargement ; en termes de matériaux de protection et d'assemblage, Dow fournit des adhésifs, des produits d'étanchéité et des revêtements de protection pour assurer une protection complète des composants de charge ; En outre, Dow peut également fournir des élastomères, du caoutchouc de silicone conducteur thermique solide et du caoutchouc de silicone liquide pour répondre à l'isolation, à la conductivité thermique et à d'autres besoins.
Par exemple, en tenant compte des exigences de conductivité thermique du câble de charge mentionnées ci-dessus, Dow a développé un nouveau caoutchouc de silicone thermoconducteur - le caoutchouc de silicone SILASTIC™ HTE5015-90U, qui résout les principales difficultés techniques de la solution du pistolet de suralimentation refroidi à l'eau - le Le tuyau d'eau de refroidissement doit avoir à la fois une conductivité thermique élevée et des matériaux de haute résistance et de haute ténacité. L'avantage le plus important de ce produit est qu'il a une conductivité thermique plus élevée, avec une conductivité thermique allant jusqu'à 1,5 W/m·K, ce qui peut refroidir le câble du pistolet de super chargement avec un courant de 600 A et fournir une protection thermique. Dans le même temps, ses bonnes propriétés physiques et sa résistance aux environnements difficiles lui permettent d'être utilisé pour extruder des tubes en silicone thermoconducteurs. Une dureté élevée et une résistance élevée permettent une torsion directe avec des câbles. De plus, une meilleure flexibilité, durabilité, résistance aux hautes et basses températures, résistance au liquide de refroidissement, isolation et autres indicateurs offrent une protection à long terme pour les pistolets à super charge.
En réponse aux besoins de dissipation thermique et d'étanchéité des têtes de pistolets de chargement, Dow a développé une série de produits. La colle d'enrobage conductrice thermique DOWSIL™ TC-6040 de Dow a une conductivité thermique de 4,0 W/m·K, ce qui peut rapidement refroidir les pistolets de chargement surchauffés, qui ne seront pas chauds, et assurer le fonctionnement normal des modules à l'intérieur du système, en particulier le module onduleur le plus important. Fiabilité à long terme ; pour les exigences d'étanchéité des pieux de chargement refroidis par liquide, les bagues d'étanchéité et les bagues d'étanchéité des faisceaux de câbles fabriquées à partir de matériaux élastomères de silicone de Dow ont obtenu de bons effets d'étanchéité.
Conclusion
Après des années de développement vigoureux dans l'industrie des véhicules à énergie nouvelle, les problèmes des utilisateurs finaux sont progressivement passés de l'autonomie de croisière à une expérience de réapprovisionnement énergétique efficace, et la promotion d'installations de recharge à haute puissance et à haut rendement est imminente. Dans ce processus, les entreprises en amont et en aval de la chaîne industrielle doivent travailler ensemble pour faire face aux différents défis posés par la tendance à la recharge rapide, des batteries aux installations de recharge, des matériaux aux applications. Nous espérons que les entreprises leaders en amont et en aval de la chaîne industrielle pourront apporter des solutions plus efficaces et plus faciles à utiliser au développement de la recharge rapide des véhicules à énergies nouvelles.
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