“Một kilomet mỗi giây và phạm vi lái xe 200 kilomet sau 5 phút sạc”. Vào ngày 27 tháng 2, tại Hội nghị Đối tác Năng lượng Kỹ thuật số Trung Quốc Huawei 2024, Công ty TNHH Công nghệ Năng lượng Kỹ thuật số Huawei (sau đây gọi là “Năng lượng Kỹ thuật số Huawei”) đã phát hành một kế hoạch thúc đẩy trạm siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng tuyên bố sẽ “biến trải nghiệm sạc tiếp nhiên liệu thành hiện thực”. Theo kế hoạch, Huawei Digital Energy sẽ xây dựng hơn 100.000 cọc siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng của Huawei tại hơn 340 thành phố và xa lộ chính trên khắp cả nước vào năm 2024 để tạo ra “một mạng lưới cho các thành phố”, “một mạng lưới tốc độ cao” và “một lưới điện”. Mạng lưới sạc “thân thiện”. Trên thực tế, Huawei đã phát hành một sản phẩm siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng vào đầu tháng 10 năm ngoái và cho đến nay đã hoàn thành việc bố trí nhiều địa điểm trình diễn.
Thật trùng hợp, NIO đã chính thức công bố vào cuối năm ngoái rằng họ đã phát hành một cọc sạc siêu nhanh làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng 640kW mới. Cọc sạc siêu nhanh này được trang bị súng sạc làm mát bằng chất lỏng chỉ nặng 2,4 kg và sẽ chính thức ra mắt sớm nhất vào tháng 4 năm nay. Cho đến nay, nhiều người đã gọi năm 2024 là năm bùng nổ của bộ siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng. Về điều mới mẻ này, tôi nghĩ mọi người vẫn còn nhiều câu hỏi: Sạc quá mức làm mát bằng chất lỏng chính xác là gì? Những ưu điểm độc đáo của nó là gì? Liệu làm mát bằng chất lỏng có trở thành hướng phát triển chủ đạo của bộ siêu nạp trong tương lai không?
01
Sạc hiệu quả hơn và nhanh hơn
“Cho đến nay, vẫn chưa có định nghĩa chuẩn thống nhất nào cho cái gọi là bộ siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng.” Wei Dong, một kỹ sư tại Phòng thí nghiệm Công nghệ Vi điện tử của Đại học Công nghệ Tây An, đã nói với một phóng viên của China Automotive News. Nói một cách dễ hiểu, bộ siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng Nạp cọc là một công nghệ sử dụng tuần hoàn chất lỏng để nhanh chóng loại bỏ nhiệt lượng sinh ra trong quá trình sạc bởi các thành phần chính như mô-đun sạc, cáp và đầu súng sạc. Nó sử dụng một bơm điện chuyên dụng để điều khiển dòng chất làm mát, do đó tản nhiệt và cho phép thiết bị sạc duy trì hoạt động hiệu quả. Chất làm mát trong các cọc siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng không phải là nước thông thường mà chủ yếu chứa ethylene glycol, nước, phụ gia và các chất khác. Về tỷ lệ, đó là bí mật kỹ thuật của mỗi công ty. Chất làm mát không chỉ có thể cải thiện độ ổn định và hiệu quả làm mát của chất lỏng mà còn giảm sự ăn mòn và hư hỏng cho thiết bị. Bạn phải biết rằng phương pháp tản nhiệt ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất của thiết bị sạc. Theo tính toán lý thuyết, tổn thất nhiệt hiện tại của các cọc sạc nhanh DC công suất cao thông thường là khoảng 5%. Nếu không tản nhiệt tốt, không chỉ đẩy nhanh quá trình lão hóa của thiết bị mà còn dẫn đến tỷ lệ hỏng hóc của thiết bị sạc cao.
Chính xác là với sự hỗ trợ của công nghệ tản nhiệt làm mát bằng chất lỏng hoàn toàn, công suất của các cọc sạc siêu tốc làm mát bằng chất lỏng hoàn toàn cao hơn nhiều so với các cọc sạc nhanh thông thường. Ví dụ, cọc sạc siêu tốc làm mát bằng chất lỏng của Huawei có công suất tối đa là 600kW, cho phép người dùng tận hưởng trải nghiệm sạc cực nhanh “một tách cà phê và một lần sạc đầy”. “Mặc dù dòng điện và công suất của các bộ siêu nạp làm mát bằng chất lỏng hoàn toàn hiện tại khác nhau, nhưng tất cả chúng đều mạnh hơn các bộ sạc nhanh và bộ siêu nạp thông thường”. Zeng Xin, giáo sư tại Đại học Khoa học và Công nghệ Bắc Kinh, nói với phóng viên của China Automotive News, Hiện tại, công suất của các cọc sạc nhanh thông thường nói chung là khoảng 120kW, còn các cọc sạc siêu tốc thông thường là khoảng 300kW. Công suất của các cọc sạc siêu tốc làm mát bằng chất lỏng hoàn toàn của Huawei và NIO có thể đạt tới 600kW. Ngoài ra, cọc sạc siêu tốc làm mát bằng chất lỏng hoàn toàn của Huawei còn có chức năng nhận dạng thông minh và điều chỉnh thích ứng. Máy có thể tự động điều chỉnh công suất đầu ra và dòng điện theo yêu cầu về tốc độ của bộ pin của các mẫu khác nhau, đạt tỷ lệ sạc thành công lên tới 99%.
“Việc làm nóng các cọc siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng cũng thúc đẩy sự phát triển của toàn bộ chuỗi công nghiệp.” Theo Hu Fenglin, một nhà nghiên cứu tại Trung tâm Công nghệ Đổi mới Năng lượng Mới của Viện Công nghệ Tiên tiến Thâm Quyến, các thành phần cần thiết cho cọc siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng có thể được chia thành các thành phần thiết bị sạc quá mức, các thành phần cấu trúc chung, vật liệu sạc nhanh điện áp cao và các thành phần khác, bao gồm các thành phần cảm biến thông minh, chip silicon carbide, bơm điện, chất làm mát cũng như các mô-đun làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng, súng sạc làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng và sạc. Hầu hết trong số chúng có yêu cầu về hiệu suất nghiêm ngặt hơn và chi phí cao hơn so với các thành phần được sử dụng trong cọc sạc thông thường.
02
Thân thiện khi sử dụng, tuổi thọ dài hơn
So với các cọc sạc thông thường và các cọc sạc nhanh/siêu sạc thông thường, các cọc sạc siêu sạc làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng không chỉ sạc nhanh hơn mà còn có nhiều ưu điểm. Zhou Xiang, một chủ xe điện ở Trùng Khánh, cho biết: "Súng sạc của bộ siêu sạc làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng của Huawei rất nhẹ, ngay cả những chủ xe nữ có sức lực yếu cũng có thể sử dụng dễ dàng, không giống như các súng sạc trước đây cồng kềnh".
“Việc áp dụng một loạt các công nghệ mới, vật liệu mới và khái niệm mới mang lại những lợi thế cho cọc tăng áp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng mà các cọc tăng áp thông thường trước đây không thể sánh kịp.” Hu Fenglin cho biết, đối với cọc tăng áp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng, dòng điện và công suất lớn hơn có nghĩa là sạc nhanh hơn. Thông thường, nhiệt độ của cáp sạc tỷ lệ thuận với bình phương của dòng điện. Dòng điện sạc càng lớn thì nhiệt độ của cáp càng lớn. Để giảm lượng nhiệt do cáp tạo ra và tránh quá nhiệt, diện tích mặt cắt ngang của dây phải được tăng lên, điều này có nghĩa là súng sạc và cáp sạc nặng hơn. Bộ tăng áp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng giải quyết vấn đề tản nhiệt và sử dụng cáp có diện tích mặt cắt ngang nhỏ hơn để đảm bảo truyền tải dòng điện lớn hơn. Do đó, cáp của cọc tăng áp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng mỏng hơn và nhẹ hơn so với cáp của cọc tăng áp thông thường, súng sạc cũng nhẹ hơn. Ví dụ, súng sạc của cọc sạc siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng của NIO chỉ nặng 2,4 kg, nhẹ hơn nhiều so với cọc sạc thông thường. Cọc sạc nhẹ hơn nhiều và mang lại trải nghiệm sử dụng tốt hơn, đặc biệt là đối với chủ xe là phụ nữ, thuận tiện hơn khi sử dụng.
“Ưu điểm của cọc sạc siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng là chúng an toàn hơn.” Wei Dong cho biết, trước đây, hầu hết các cọc sạc đều sử dụng phương pháp làm mát tự nhiên, làm mát bằng không khí và các phương pháp khác, đòi hỏi phải có lỗ thông gió ở các bộ phận liên quan của cọc sạc, điều này tất yếu dẫn đến không khí trộn lẫn với bụi, thậm chí là các hạt kim loại mịn, hơi muối và hơi nước xâm nhập vào bên trong cọc sạc và bị hấp thụ trên bề mặt các thành phần điện, dẫn đến các vấn đề như hiệu suất cách điện của hệ thống giảm, tản nhiệt kém, hiệu suất sạc giảm và tuổi thọ của thiết bị ngắn lại. Ngược lại, phương pháp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng có thể đạt được phạm vi bao phủ hoàn toàn, cải thiện khả năng cách điện và an toàn, đồng thời cho phép cọc sạc đạt được hiệu suất chống bụi và chống thấm nước cao hơn xung quanh tiêu chuẩn điện quốc tế IP65, với độ tin cậy cao hơn. Hơn nữa, sau khi từ bỏ thiết kế nhiều quạt làm mát bằng không khí, tiếng ồn khi vận hành của cọc sạc siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng đã giảm đáng kể, từ 70 decibel ở cọc sạc làm mát bằng không khí xuống còn khoảng 30 decibel, gần như thì thầm, tránh được nhu cầu sạc nhanh ở khu dân cư trước đây. Đã có tình trạng phàn nàn đáng xấu hổ do tiếng ồn lớn vào ban đêm.
Chi phí vận hành thấp hơn và chu kỳ chi phí phục hồi ngắn hơn cũng là một trong những lợi thế của cọc siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng. Zeng Xin cho biết, các cọc sạc làm mát bằng không khí truyền thống thường có tuổi thọ không quá 5 năm, nhưng thời hạn thuê hiện tại cho các hoạt động của trạm sạc chủ yếu là từ 8 đến 10 năm, điều đó có nghĩa là ít nhất phải tái đầu tư trong chu kỳ vận hành của trạm. Thay thế thiết bị sạc chính. Tuổi thọ của các cọc sạc làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng thường là hơn 10 năm. Ví dụ, tuổi thọ thiết kế của các cọc sạc làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng của Huawei là hơn 15 năm, có thể bao phủ toàn bộ vòng đời của trạm. Hơn nữa, so với các cọc sạc sử dụng mô-đun làm mát bằng không khí đòi hỏi phải mở tủ thường xuyên để loại bỏ bụi và bảo dưỡng, các cọc sạc làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng chỉ cần xả sau khi bụi tích tụ trong bộ tản nhiệt bên ngoài, giúp việc bảo dưỡng trở nên đơn giản.
Tổng hợp lại, toàn bộ chi phí vòng đời của bộ siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng thấp hơn chi phí của thiết bị nạp làm mát bằng không khí thông thường. Với việc ứng dụng và thúc đẩy các cọc siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng, những lợi thế toàn diện về mặt chi phí của nó sẽ ngày càng rõ ràng hơn.
03
Thị trường có triển vọng tươi sáng và cạnh tranh ngày càng gay gắt
Trên thực tế, với sự gia tăng liên tục về tỷ lệ thâm nhập của xe năng lượng mới và sự phát triển nhanh chóng của cơ sở hạ tầng hỗ trợ như cọc sạc, cọc siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng đã trở thành tâm điểm cạnh tranh trong ngành. Nhiều công ty xe năng lượng mới, công ty cọc sạc, công ty công nghệ, v.v. đã bắt đầu nghiên cứu và phát triển công nghệ và bố trí cọc siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng.
Tesla là công ty ô tô đầu tiên trong ngành triển khai các cọc siêu nạp làm mát bằng chất lỏng theo từng đợt. Các cọc siêu nạp V3 của hãng áp dụng thiết kế làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng, các mô-đun sạc làm mát bằng chất lỏng và súng sạc làm mát bằng chất lỏng. Công suất sạc tối đa của một súng là 250kW. Có thông tin cho biết Tesla đã dần triển khai các trạm siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng V4 mới trên toàn thế giới kể từ năm ngoái. Trạm siêu nạp V4 đầu tiên của Châu Á đã được ra mắt tại Hồng Kông, Trung Quốc vào tháng 10 năm ngoái và sẽ sớm thâm nhập thị trường đại lục. Có thông tin cho biết công suất sạc tối đa theo lý thuyết của cọc sạc này là 615kW, tương đương với hiệu suất của các cọc siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng của Huawei và NIO. Có vẻ như cuộc cạnh tranh trên thị trường về các cọc sạc làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng đã âm thầm bắt đầu.
“Nhìn chung, bộ siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng có khả năng sạc công suất cao và hiệu suất sạc được cải thiện đáng kể, có thể làm giảm hiệu quả nỗi lo sạc của người dùng”. Tuy nhiên, trong một cuộc phỏng vấn với phóng viên của China Automotive News, ông cho biết, hiện tại, các cọc sạc quá mức của bộ siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng bị hạn chế về quy mô ứng dụng, dẫn đến chi phí cao hơn. Hơn nữa, vì sạc công suất cao đòi hỏi phải tối ưu hóa quản lý an toàn pin điện và tăng nền tảng điện áp của xe nên chi phí cũng sẽ tăng từ 15% đến 20%. Nhìn chung, việc phát triển công nghệ sạc công suất cao đòi hỏi phải xem xét toàn diện các yếu tố như quản lý an toàn của xe, khả năng kiểm soát độc lập các thiết bị điện áp cao và chi phí. Đây là một quá trình từng bước.
“Chi phí cao hơn của các cọc siêu nạp làm mát bằng chất lỏng là một trong những trở ngại thực tế cản trở việc thúc đẩy quy mô lớn của nó.” Hu Fenglin cho biết, chi phí hiện tại của mỗi cọc siêu nạp Huawei là khoảng 600.000 nhân dân tệ. Ở giai đoạn này, các doanh nghiệp vừa và nhỏ nói chung tham gia vào hoạt động kinh doanh sạc Hầu như khó có thể cạnh tranh. Tuy nhiên, trong triển vọng phát triển dài hạn, với việc mở rộng ứng dụng và giảm chi phí, nhiều ưu điểm của cọc siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng sẽ dần trở nên nổi bật. Nhu cầu khắt khe của người dùng và thị trường về sạc an toàn, tốc độ cao và nhanh sẽ mang lại không gian rộng hơn cho sự phát triển của cọc siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng.
Một báo cáo nghiên cứu gần đây do CICC công bố chỉ ra rằng quá trình tăng áp làm mát bằng chất lỏng thúc đẩy quá trình nâng cấp chuỗi công nghiệp và quy mô thị trường trong nước dự kiến sẽ đạt gần 9 tỷ nhân dân tệ vào năm 2026. Được thúc đẩy bởi các công ty ô tô, công ty năng lượng, v.v., ban đầu dự kiến số lượng trạm tăng áp làm mát bằng chất lỏng trong nước sẽ đạt 45.000 vào năm 2026.
Tăng Tân cũng chỉ ra rằng vào năm 2021, thị trường trong nước sẽ có ít hơn 10 mẫu xe hỗ trợ sạc quá mức; vào năm 2023, sẽ có hơn 140 mẫu xe hỗ trợ sạc quá mức và sẽ còn nhiều hơn nữa trong tương lai. Điều này không chỉ phản ánh thực tế về tốc độ tăng tốc của công việc và cuộc sống của mọi người trong việc bổ sung năng lượng cho xe năng lượng mới, mà còn phản ánh xu hướng phát triển của nhu cầu thị trường. Vì vậy, triển vọng phát triển của các cọc sạc siêu nạp làm mát hoàn toàn bằng chất lỏng rất hứa hẹn.
Thời gian đăng: 15-03-2024