「5分の充電で毎秒1キロメートル、走行距離200キロメートル」。2月27日、2024年ファーウェイ中国デジタルエネルギーパートナー会議で、ファーウェイデジタルエナジーテクノロジー株式会社（以下、「ファーウェイデジタルエナジー」）は、完全液冷式スーパーチャージャーステーション推進計画を発表し、「給油中の充電体験を現実のものにする」と主張している。計画によると、ファーウェイデジタルエナジーは2024年に全国340以上の都市と主要高速道路に10万台以上のファーウェイ完全液冷式スーパーチャージャーパイルを建設し、「都市のための1つのネットワーク」、「高速のための1つのネットワーク」、「1つの電力網に優しい」充電ネットワークを構築するという。実際、ファーウェイは昨年10月に早くも完全液冷式スーパーチャージャー製品をリリースしており、これまでに複数のデモサイトのレイアウトを完了している。
偶然にも、NIOは昨年末、新型640kW完全液冷式超急速充電スタンドの発売を正式に発表しました。この超急速充電スタンドには、重さわずか2.4kgの液冷式充電ガンが搭載されており、早ければ今年4月にも正式発売される予定です。これまで、多くの人が2024年を完全液冷式スーパーチャージャー爆発の年と呼んでいます。この新しいものに関して、皆さんはまだ多くの疑問を抱いていると思います。液冷式過充電とは一体何でしょうか？独自のメリットは何でしょうか？今後、液冷式はスーパーチャージャーの主流開発方向となるのでしょうか？
01
より効率的でより速い充電
「今のところ、いわゆる全液冷式スーパーチャージャーには統一された標準的な定義がありません」と、西安理工大学マイクロエレクトロニクス技術研究所のエンジニア、ウェイ・ドン氏は中国自動車新聞の記者に語った。簡単に言えば、全液冷式スーパーチャージャーのパイル充電とは、充電モジュール、ケーブル、充電ガンヘッドなどの主要部品が充電プロセス中に発生する熱を、液体の循環を利用して素早く奪い取る技術である。専用の動力ポンプで冷却剤の流れを駆動することで放熱し、充電装置の効率的な稼働を維持する。全液冷式スーパーチャージャーの冷却剤は普通の水ではなく、主にエチレングリコール、水、添加剤などの物質を含んでいる。その配合量は各社の技術秘密である。冷却剤は液体の安定性と冷却効果を向上させるだけでなく、腐食や機器の損傷を軽減する。放熱方法は充電装置の性能に大きく影響することをご承知おきください。理論計算によると、一般的な高出力DC急速充電スタンドの現在の熱損失は約5%です。放熱性が不十分だと、機器の劣化が早まるだけでなく、充電設備の故障率も高くなります。
全液冷式スーパーチャージャーの出力が従来の急速充電スタンドよりはるかに高いのは、まさに全液冷式放熱技術のサポートによるものです。例えば、ファーウェイの全液冷式スーパーチャージャーは最大600kWの出力があり、ユーザーは「コーヒー一杯でフル充電」という極めて急速な充電体験を楽しむことができます。「現在、全液冷式スーパーチャージャーの電流と出力は異なりますが、いずれも従来の急速充電器やスーパーチャージャーよりも強力です。」北京科技大学の曽欣教授は中国自動車新聞の記者に次のように語りました。「現在、一般的な急速充電スタンドの出力は一般的に約120kW、従来のスーパーチャージャースタンドは300kW程度です。ファーウェイとNIOの全液冷式スーパーチャージャースタンドの出力は最大600kWに達します。」さらに、ファーウェイの全液冷式スーパーチャージャースタンドには、インテリジェントな識別機能と適応調整機能も搭載されています。さまざまなモデルのバッテリーパックのレート要件に応じて出力電力と電流を自動的に調整し、最大 99% の単一充電成功率を実現します。
「全液冷式過給杭の高温化は、産業チェーン全体の発展も推進している」。深セン先進技術研究所新エネルギーイノベーションテクノロジーセンター研究員胡鳳林氏によると、全液冷式過給杭に必要なコンポーネントは、過充電装置コンポーネント、一般構造コンポーネント、高電圧急速充電材料およびその他のコンポーネントに大別でき、インテリジェントセンシングコンポーネント、シリコンカーバイドチップ、パワーポンプ、冷却剤、ならびに全液冷モジュール、全液冷式充電ガン、充電スタンドなどが含まれる。その多くは、従来の充電杭で使用されるコンポーネントよりも厳しい性能要件と高いコストが求められる。
02
使いやすく、ライフサイクルが長い
通常の充電スタンドや従来の急速・超高速充電スタンドと比較して、完全液冷式超高速充電スタンドは充電速度が速いだけでなく、多くの利点があります。「ファーウェイの完全液冷式超高速充電器の充電スタンドは非常に軽く、従来のかさばる充電スタンドとは異なり、力の弱い女性でも簡単に使用できます」と、重慶市の電気自動車オーナーである周翔氏は述べています。
「一連の新技術、新材料、新概念の応用は、全液冷式過給ガンに、従来の充電ガンが過去に匹敵できなかった利点を与えています。」胡鳳林氏は、全液冷式過給ガンの場合、電流と電力が大きいほど、充電が速くなると述べました。通常、充電ケーブルの発熱は電流の2乗に比例します。充電電流が大きいほど、ケーブルの発熱も大きくなります。ケーブルの発熱量を減らして過熱を避けるためには、ワイヤの断面積を増やす必要があり、それは充電ガンと充電ケーブルの重量が増えることを意味します。全液冷式過給機は放熱の問題を解決し、断面積の小さいケーブルを使用して、より大きな電流の伝送を確保します。そのため、全液冷式過給ガンのケーブルは従来の過給ガンよりも細く軽く、充電ガンも軽量です。例えば、NIOの完全液冷式スーパーチャージングピルのチャージングガンの重量はわずか2.4キログラムで、従来のチャージングピルよりもはるかに軽量です。この軽量化により、特に女性のオーナーにとって使い勝手が向上し、より便利に使用できます。
「全液冷式過給杭の利点は、より安全であることです。」Wei Dong氏は、これまでほとんどの充電杭は自然冷却、空冷などの方法を採用しており、充電杭の関連部分に通気孔が必要だったため、必然的に埃、さらには微細な金属粒子、塩水噴霧、水蒸気が混ざった空気が充電杭の内部に入り込み、電気部品の表面に吸着され、システムの絶縁性能の低下、放熱不良、充電効率の低下、設備寿命の短縮などの問題を引き起こしたと述べた。これに対し、全液冷方式は完全なカバーを実現し、絶縁性と安全性を向上させ、充電杭は国際電気規格IP65周辺のより高い防塵防水性能を達成し、より高い信頼性を実現できる。さらに、空冷式マルチファン設計を廃止したことで、全液冷式過給パイルの作動音は大幅に低減され、空冷式充電パイルの70デシベルから約30デシベルとささやき声に近いレベルにまで低減しました。これにより、住宅街での急速充電の必要性が軽減され、夜間の騒音が大きく苦情が寄せられるという困った事態を回避できました。
運用コストの低減と回収コストサイクルの短縮も、全液冷式スーパーチャージパイルの利点の一つです。曽欣氏によると、従来の空冷式充電パイルの寿命は一般的に5年以下ですが、現在の充電ステーションのリース期間は主に8年から10年であり、ステーションの運用サイクル中に少なくとも再投資が必要になります。主要な充電装置を交換してください。全液冷式充電パイルの耐用年数は一般的に10年以上です。例えば、ファーウェイの全液冷式スーパーチャージパイルの設計寿命は15年以上で、ステーションのライフサイクル全体をカバーできます。さらに、ほこりの除去やメンテナンスのために頻繁にキャビネットを開ける必要がある空冷モジュールを使用した充電パイルと比較して、全液冷式充電パイルは外部のラジエーターにほこりが蓄積した後にフラッシュするだけで済むため、メンテナンスが簡単です。
これらを総合すると、全液冷式スーパーチャージャーのライフサイクルコストは、従来の空冷式充電装置よりも低くなります。全液冷式スーパーチャージャーの導入と普及が進むにつれて、その総合的なコスト効率のメリットはますます明らかになるでしょう。
03
市場の見通しは明るく、競争は激化している
実際、新エネルギー車の普及率が継続的に高まり、充電スタンドなどのサポートインフラが急速に発展するにつれ、全液冷式過給スタンドは業界の競争の焦点となり、多くの新エネルギー車メーカー、充電スタンドメーカー、テクノロジー企業などが全液冷式過給スタンドの技術研究開発と導入に着手しています。
テスラは業界で初めて液冷式過給スタンドを一括導入した自動車会社です。同社のV3過給スタンドは、全液冷設計、液冷充電モジュール、液冷充電ガンを採用しています。ガン1本の最大充電電力は250kWです。報道によると、テスラは昨年から世界中で新型V4全液冷式過給スタンドを順次導入しており、アジア初のV4過給スタンドは昨年10月に中国香港で開設され、まもなく中国本土市場に参入する予定です。報道によると、この充電スタンドの理論上の最大充電電力は615kWで、ファーウェイやNIOの全液冷式過給スタンドの性能に匹敵します。全液冷式充電スタンドをめぐる市場競争は静かに始まったようです。
「一般的に、全液冷式スーパーチャージャーは高出力充電能力を備え、充電効率が大幅に向上し、ユーザーの充電不安を効果的に軽減できます。」中国自動車新聞の記者とのインタビューで、彼は次のように述べた。「しかし、現在、全液冷式スーパーチャージャーの過充電パイルは適用規模が限られており、コストが高くなっています。さらに、高出力充電には、パワーバッテリーの安全管理の最適化と車両電圧プラットフォームの増強が必要となるため、コストも15％から20％増加します。全体として、高出力充電技術の開発には、車両の安全管理、高電圧デバイスの独立制御性、コストなどの要素を総合的に考慮する必要があり、これは段階的なプロセスです。」
「液冷式過給機の高コストは、その大規模展開を阻む現実的な障害の一つです」胡鳳林氏は、ファーウェイの過給機は現在1台あたり約60万元であると述べた。現段階では、充電事業に携わる中小企業にとって、競争はほとんど困難だ。しかし、長期的な発展の見通しでは、用途の拡大とコストの低減に伴い、完全液冷式過給機の多くの利点が徐々に際立つようになるだろう。安全で高速、急速な充電を求めるユーザーと市場の強い需要は、完全液冷式過給機の開発にさらなる広がりをもたらすだろう。
CICCが最近発表した研究報告によると、液冷式過充電は産業チェーンのアップグレードを牽引し、国内市場規模は2026年に90億元近くに達すると予想されている。自動車会社、エネルギー会社などの牽引により、国内の液冷式過充電ステーションの数は2026年に4万5000カ所に達すると当初予想されている。
曽欣氏はまた、2021年には国内市場で過充電対応モデルが10台未満になるだろうと指摘した。2023年には過充電対応モデルが140台を超え、将来的にはさらに増えるだろう。これは、人々の仕事と生活における新エネルギー車へのエネルギー補給のペースが加速していることを現実的に反映しているだけでなく、市場の需要の発展傾向も反映している。そのため、全液冷式過充電スタックの発展見通しは非常に有望である。
投稿日時: 2024年3月15日