中國電動汽車市場將開始超高速充電競爭。電動汽車最大的熱生產工作模式是直流充電。充電場景下的整個充電高壓電路會產生很多熱量,功率越大,熱量損失也就越大。根據能量守恒,熱量要找到排放方法。大功率快速充電,充電設施側,從充電座位進入電池充電接口,從高壓接觸器進入電芯部和表面。
目前高壓連接器和充電連接器、400V系統中,充電電流控制在250A以內,不需要充電冷卻系統,充電功率約為70 ~ 90千瓦。因此,充電接口均采用水冷方式,成為新一代充電文件的標準配置。
使用充電水冷技術,與傳統DC充電槍和電纜相比,水冷充電槍和充電電纜在充電槍、電纜、充電文件電路上增加了冷卻管道,在電纜內部增加了冷卻水的管道,與400V和800V的不同要求兼容,確保充電接口溫度上升不會超過。使用冷卻液冷卻終端可以減少電纜橫截面面積要求,減少實際插頭和電纜的重量,從而簡化操作。
水冷充電只會降低充電溫度,從充電樁到充電槍,這個充電電路約50%依賴這個系統,另一半從安裝在車上的充電插座到電池充電端口,電池充電端口要經受住大電流。因此,可以引入Derating曲線,DERATING曲線是與特定電線匹配的連接器在一定范圍的外部環境溫度下,在該環境溫度下連接器可以接受的最大安全持續電流的關系。
這里承諾在高環境溫度下,連接器最高的安全持續電流會逐漸減少,連接器最熱的點是端子對位置,熱源包括工作環境輸入和連接器電流。在電路電阻、通電時間和應用環境恒定的前提下,電流越大,產生的熱量就越多。
因此,隨著連接器應用環境溫度的升高,在截止溫度限制下,連接器油類可能產生的溫度上升余量會減少,電路電阻和電時間不變,只限制電流,從而減少溫度上升。
其中,電氣等效電路由熱電阻和熱容組成,控制溫升的方法是通過增加冷卻管道來消除熱量。
在插座內部,通過改變連接方式和可靠性,包括改變連接終端涂層、改變電線和終端擠壓方式(超聲波焊接)、增加擠壓面積等,可以減少接觸阻力,從而減少自熱生成。
目前快速充電的熱量管理,后續技術上的變化可能會相當大。——我們不僅要使用800V的高壓,還要繼續將電流從250A提高到500A,才能考慮進入400kW的階段。