뉴스 - 액체 냉각식 초고속 충전 원리, 핵심 장점 및 주요 구성 요소

1. 원칙

액체 냉각은 현재 최고의 냉각 기술입니다. 기존 공랭식과의 주요 차이점은 액체 냉각 충전 모듈과 액체 냉각 충전 케이블을 사용한다는 점입니다. 액체 냉각의 열 방출 원리는 다음과 같습니다.

2. 핵심 장점

A. 고압 고속 충전은 열 발생량이 많고, 액체 냉각 성능이 우수하며, 소음이 적습니다.

공랭식: 공랭 모듈과 자연 냉각 방식이 결합된 제품입니다.충전 케이블공기의 열 교환을 이용하여 온도를 낮추는 공랭식 냉각 방식은 고전압 고속 충전의 일반적인 추세에서 계속 사용하려면 더 굵은 구리선을 사용해야 합니다. 이는 비용 증가뿐만 아니라 충전기 케이블의 무게 증가로 이어져 불편함과 안전상의 위험을 초래할 수 있습니다. 또한 공랭식은 케이블 코어 냉각 방식이 아니기 때문에 적합하지 않습니다.

액체 냉각: 액체 냉각 모듈 + 액체 냉각 사용충전 케이블액체 냉각 케이블은 냉각액(에틸렌 글리콜, 오일 등)을 통해 열을 방출하여 작은 단면적의 케이블로도 대전류를 전달하고 온도 상승을 최소화합니다. 이는 열 방출 성능을 강화하고 안전성을 향상시키는 동시에 케이블 직경이 얇아져 무게를 줄이고 사용 편의성을 높입니다. 또한 팬이 없어 소음이 거의 발생하지 않습니다.

B. 액체 냉각 방식이므로 열악한 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있습니다.

기존 배터리는 공기 열교환을 통해 냉각하지만, 내부 부품이 절연되어 있지 않습니다. 충전 모듈의 회로 기판과 전력 소자는 외부 환경과 직접 접촉하기 때문에 모듈 고장이 쉽게 발생할 수 있습니다. 습기, 먼지, 고온은 모듈의 연간 고장률을 3~8%, 심지어 그 이상으로 높일 수 있습니다.

액체 냉각 방식은 완벽한 격리 보호 기능을 갖추고 냉각수와 라디에이터 사이의 열 교환을 이용합니다. 외부 환경과 완전히 차단되어 장비의 수명을 연장시켜주므로 공랭식보다 신뢰성이 훨씬 높습니다.

C. 액체 냉각은 운영 비용을 절감하고, 서비스 수명을 연장하며, 수명 주기 비용을 줄입니다.

화웨이 디지털 에너지에 따르면, 기존 태양광 발전 시스템은 열악한 환경에서 장기간 가동되지만 수명이 크게 단축되어 평균 3~5년 정도밖에 사용할 수 없습니다. 또한, 캐비닛 팬이나 모듈 팬과 같은 기계 부품은 손상되기 쉬울 뿐만 아니라 잦은 청소 및 유지보수가 필요합니다. 연간 최소 4회 이상 현장을 직접 방문하여 청소 및 유지보수를 해야 하므로 현장 운영 및 유지보수 비용이 크게 증가합니다.

액체 냉각 시스템은 초기 투자 비용이 상대적으로 높지만, 이후 유지 보수 및 수리 횟수가 적고 운영 비용이 낮으며 수명이 10년 이상입니다. 화웨이 디지털 에너지는 10년 안에 총 소유 비용(TCO)이 40% 절감될 것으로 예측합니다.

3. 주요 구성 요소

A. 액체 냉각 모듈

열 방출 원리: 워터 펌프는 냉각수를 액체 냉각식 충전 모듈 내부와 외부 라디에이터 사이를 순환시켜 모듈의 열을 제거합니다.

현재 시판 중인 120kW급 충전기는 주로 20kW 및 30kW 충전 모듈을 사용하고 있으며, 40kW급은 아직 도입 단계에 있습니다. 15kW급 충전 모듈은 점차 시장에서 철수하고 있습니다. 160kW, 180kW, 240kW 또는 그 이상의 고출력 충전기가 시장에 출시됨에 따라, 이에 상응하는 40kW 이상의 고출력 충전 모듈 또한 더욱 폭넓게 활용될 것으로 예상됩니다.

열 방출 원리: 전자 펌프가 냉각수를 순환시킵니다. 냉각수가 액체 냉각 케이블을 통과하면서 케이블과 충전 커넥터의 열을 흡수하고 연료 탱크(냉각수 저장 탱크)로 되돌아갑니다. 그런 다음 전자 펌프에 의해 라디에이터를 통해 열을 방출합니다.

앞서 언급했듯이, 기존 방식은 케이블의 단면적을 넓혀 케이블 발열을 줄이는 것이지만, 충전 건에 사용되는 케이블 두께에는 상한선이 있습니다. 이 상한선 때문에 기존 슈퍼차저의 최대 출력 전류는 250A로 제한됩니다. 충전 전류가 계속 증가함에 따라, 동일한 두께의 액체 냉각 케이블은 방열 성능이 더 우수합니다. 또한, 액체 냉각 충전 건은 케이블이 얇기 때문에 기존 충전 건보다 무게가 거의 50% 가볍습니다.