Kable ładowania chłodzone cieczą: dlaczego 500 A potrzebuje chłodzenia

< styl="kolor: #444444; wysokość linii: 1,85; rozmiar czcionki: 16px; margines: 0 0 18px;">Powyżej pewnego prądu kabel ładujący przestaje być przewodem i staje się problemem termicznym. Miedź potrzebna do przenoszenia prądu bez przegrzewania rośnie szybciej niż prąd, podobnie jak jego waga. W pewnym momencie kabel jest technicznie zdolny i praktycznie nieużyteczny, ponieważ przetwornik nie może go podnieść, zwinąć ani wcisnąć do złącza.

< styl="kolor: #444444; wysokość linii: 1,85; rozmiar czcionki: 16px; margines: 0 0 18px;">Chłodzenie cieczowe to inżynierska odpowiedź na tę ścianę. To nie jest funkcja marketingowa doklejona do wysokiej liczby; To właśnie dzięki niej liczba jest możliwa bez kabla ważącego tyle co wąż strażacki. Zrozumienie, gdzie znajduje się ściana, wyjaśnia, dlaczego niektóre zaciski są chłodzone cieczą, a inne na tym samym miejscu nie.

Skala ciepła z kwadratem prądu

Ciepło generowane w przewodniku podąża za kwadratem przepływającego przez niego prądu, pomnożonym przez jego rezystancję. Podwaja prąd i ciepło się czterokrotnie. Ta relacja to cała historia projektowania kabli o dużej mocy i dlatego przejście z ładowarki umiarkowanej na ultraszybką nie jest liniowym ćwiczeniem inżynieryjnym

.

Ciepło musi gdzieś pójść. Ucieka przez izolację, przez osłonę kabla i do otaczającego powietrza. Szybkość, z jaką może opuścić kabel, zależy od powierzchni kabla oraz od różnicy temperatur między kablem a otoczeniem. Oba są ograniczone: powierzchnia rośnie wraz z średnicą, a temperatura otoczenia zależy od tego, co oferuje teren, często z obciążeniem słonecznym na wierzchu.

Więc pytanie o projekt staje się okrągłe. Więcej prądu oznacza więcej ciepła, co oznacza większą powierzchnię, a to grubszy kabel, więcej izolacji i większą wagę, co utrudnia obsługę kabla. Każdy krok tej pętli pogarsza kolejną.

Co dzieje się z grubością miedzi

Utrzymanie niskiego oporu przy wysokim prądzie wymaga przekroju poprzecznego, a miedź jest ciężka. Kabel posiada także przewód ochronny, ekranowanie, przewody czujnikowe oraz ścieżkę chłodzenia, jeśli taka istnieje, wszystko w płaszczu, który musi przetrwać przeciąganie po dziedzińcu.

< styl="kolor: #444444; wysokość linii: 1,85; rozmiar czcionki: 16px; margines: 0 0 18px;">Efektem jest kabel, którego sztywność rośnie szybciej, niż sugeruje jego średnica. Kabel po prostu gruby jest niewygodny. Kabel gruby i sztywny nie może być nawijany przez przewoźnika w rękawiczkach zimowych, a kabel, którego nie da się zwinęć, upada, ciągnie i jest przejeżdżany. Wtedy dominującym trybem awarii staje się obsługa uszkodzeń, którego żadna ilość prądu nie rekompensuje.

To praktyczny powód, dla którego branża nie powiększyła po prostu kabli chłodzonych powietrzem. Po pewnym czasie produkt spełniałby specyfikację elektryczną i zawodził jako produkt.

Tam, gdzie chłodzenie powietrzne przestaje być praktyczne

< styl="kolor: #444444; wysokość linii: 1,85; rozmiar czcionki: 16px; margines: 0 0 18px;">Chłodzenie powietrzem w tym kontekście to nie wentylator dmuchający na kabel. Oznacza to, że kabel opiera się na naturalnym lub wymuszonym przepływie powietrza po swojej powierzchni, aby odprowadzać ciepło, co robi każdy zwykły kabel. Działa dobrze do pewnego momentu, a ten punkt zmienia się wraz z warunkami.

Zimne powietrze i krótkie sesje mu sprzyjają. Gorący klimat, bezpośrednie słońce, kable leżące na gorącym asfalcie i ciągłe sesje jeden po drugim działają przeciwko temu. Kabel o odpowiednim prądzie w laboratorium może wymagać obniżenia wartości na placu latem, a obniżenie tego poziomu jest stosowane przez ładowarkę, a nie przez sterownik, więc widoczny efekt to wolniejsza sesja bez wyjaśnienia.

Przejście to nie jest ostry próg, lecz obszar. W okolicach środkowego zakresu wysokiej mocy konstrukcje się różnią: niektóre używają większych przewodników i akceptują ciężar, inne akceptują obniżanie mocy w cieku, inne przechodzą do cieczy. Wybór dostawcy jest widoczny w średnicy kabla oraz w krzywej obniżania wartości dla terminala.

Jak działa chłodzenie cieczowe wewnątrz kabla

< styl="kolor: #444444; wysokość linii: 1,85; rozmiar czcionki: 16px; margines: 0 0 18px;">Kabel chłodzony cieczą prowadzi obwód chłodzenia obok lub wokół przewodów. Ciepło przechodzi z miedzi do płynu chłodniczego, chłodziwo wraca przez kabel do wymiennika ciepła w terminalu lub szafie, a schłodzona ciecz wraca. Kabel nie jest już ograniczony przez to, jak szybko ciepło może uciekać przez jego powierzchnię, ponieważ ciepło jest odprowadzane z wnętrza.

Bezpośrednio następują dwie konsekwencje. Przekrój przewodu może być mniejszy przy tym samym prądzie, ponieważ wzrost temperatury jest kontrolowany przez chłodziwo, a nie wyłącznie przez miedź. Kabel można też uczynić cieńszym i lżejszym, co przywraca właściwości prowadzenia, które czysto chłodzona powietrzem konstrukcja traci przy wysokim prądzie.

< styl="kolor: #444444; wysokość linii: 1,85; rozmiar czcionki: 16px; margines: 0 0 18px;">Dlatego chłodzenie cieczowe koncentruje się na złączu, a nie na całym przebiegu. Większość ciepła i niemal cały problem z prowadzeniem znajduje się w ostatnich metrach: w kablu, którego dotyka przetwornik, korpusie złącza i pinach styków. Chłodzenie tej sekcji przynosi większość korzyści przy ułamku złożoności chłodzenia całego cyklu DC.

< styl="kolor: #444444; wysokość linii: 1,85; rozmiar czcionki: 16px; margines: 0 0 18px;">Pojedynczy hub może więc zawierać oba typy terminali. Styl terminal HPC ma moc 500 A z krótkim podciśnieniem do 600 A i wykorzystuje kabel chłodzony cieczą, natomiast terminal wzmacniający na tym samym hostze jest chłodzony powietrzem. Połączenie jest przemyślane: chłodzony terminal obsługuje kierowcę, który potrzebuje najszybszego możliwego postoju, a chłodzony powietrzem kierowcę, który tego nie robi, przy niższych kosztach i przy prostszej konserwacji.

Jakie zmiany w utrzymaniu

< styl="kolor: #444444; wysokość linii: 1,85; rozmiar czcionki: 16px; margines: 0 0 18px;">Kabel chłodzony cieczą wprowadza nowy podsystem, a wraz z nim nowy zestaw trybów awarii. Kabel nie jest już pasywną częścią, która przewodzi lub nie przewodzi. Posiada obwód, który może przeciekać, pompę, która może ulec awarii, zbiornik, który może opaść poniżej poziomu, oraz złącza, które mogą powodować powolny przepływ tam, gdzie łączy się ścieżka chłodzenia.

Konsekwencją dla operatora jest zmiana listy inspekcji. Stan kabla nadal ma znaczenie, ale łączy się z nim poziom chłodzenia chłodzą, widoczne pozostałości na złączach, działanie pompy oraz odczyty temperatury raportowane przez terminale podczas sesji. Zacisk, który wcześniej traci stopień, może mieć częściowo zablokowaną ścieżkę chłodzenia, a nie uszkodzony stopień mocy.

Jest też praktyczna kwestia dotycząca napraw. Uszkodzony kabel chłodzony cieczą nie jest połączeniem polowym. Jest to jednostka, która jest wymieniana i zwracana, co oznacza, że miejsce potrzebuje zapasowego lub akceptuje przestoj. To powinno być w planie konserwacji i na liście części zamiennych, a rzadko jest omawiane na etapie zakupu.

Gdy 500 A to błędna odpowiedź

< styl="kolor: #444444; wysokość linii: 1,85; rozmiar czcionki: 16px; margines: 0 0 18px;">Argumenty za chłodzeniem cieczowym są mocne, co ułatwia nadmierne precyzowanie. Cztery sytuacje temu przemawiają.

Gdy strona nie obsługuje zasilania kabla, ocena kabla jest dekoracyjna. Terminal 500 A na zasilaniu, które pozwala na ułamek tej częstotliwości, nie dostarcza nic więcej i dodaje podsystem konserwacji bez żadnych korzyści.

< styl="kolor: #444444; wysokość linii: 1,85; rozmiar czcionki: 16px; margines: 0 0 18px;">Gdy pojazdy nie mogą tego zaakceptować, obowiązuje to samo. Flota vanów o umiarkowanych wskaźnikach akceptacji prądu stałego spędza większość sesji poniżej tego, co zapewnia chłodzony powietrzem terminal.

Gdy czas zamieszkania jest długi, przepustowość nie jest ograniczeniem. Parking handlowy z dwugodzinnym pobytem niewiele zyskuje na skróceniu czasu ładowania o połowę, który jest już krótszy niż podczas zakupów.

A gdy operator nie jest w stanie utrzymać obwodu chłodzenia, niedostatecznie utrzymany system cieczy jest gorszy niż system chłodzony powietrzem, ponieważ zawodzi w sposób trudniej dostrzegalny. Realistyczne porównanie to nie szczytowy prąd, lecz dostarczana energia tygodniowo, a ta wartość zależy od czasu pracy równie mocno jak od amperów. Styl ultra-szybki zasięg ładowania łączy oba typy terminali właśnie z tego powodu, więc stanowisko korytarza może je mieszać, zamiast chłodzić każdą zatokę.

< styl="kolor: #2c3e3a; rozmiar czcionki: 16px; wysokość linii: 1,8; margines: 0; styl czcionki: kursywa;">Chłodzenie cieczowe istnieje w celu rozwiązania problemu obsługi ukrytego pod ukryciem elektrycznym. Tam, gdzie prowadzenie nie jest ograniczeniem, nie kupuje niczego, czego więcej zatoczek nie kupiłoby taniej.