用于支持更快充電的更高功率（kw）會(huì)產(chǎn)生更多熱量，這需要有效的熱管理來(lái)實(shí)現(xiàn)佳性能。液體冷卻用于電動(dòng)汽車(chē)充電站、汽車(chē)電池/電池組、充電電纜等。Higher power (kW) used to support quicker charging generates more heat, which requires effective thermal management to achieve optimal performance. Liquid cooling is used in EV charging stations, vehicle cells/battery packs, charging cables and more.
在電動(dòng)汽車(chē)液冷應(yīng)用中，依靠CPC的專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行無(wú)泄漏流體連接。Rely on CPC’s expertise for leak-free fluid connections in EV liquid cooling applications.
電動(dòng)汽車(chē)中的液體冷卻-如何讓電動(dòng)汽車(chē)?yán)^續(xù)行駛
Liquid cooling in electric vehicles— what to know to keep EVs on the go
快速、高效和無(wú)障礙充電是大規(guī)模采用電動(dòng)汽車(chē)（EV）的關(guān)鍵，尤其是在人們行駛距離更長(zhǎng)的情況下。今天的許多電器車(chē)輛在需要充電前可以行駛200-250英里。充電站的普及是一個(gè)挑戰(zhàn)。充電速度是另一回事。
用于支持更快充電的更高功率（kw）會(huì)產(chǎn)生更多熱量，這需要有效的熱管理來(lái)實(shí)現(xiàn)佳性能。進(jìn)入液體冷卻-和安全連接，方便它。
未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)充電：更廣泛、更快
根據(jù)國(guó)際能源署（iea）的數(shù)據(jù)，2018年，全球電動(dòng)汽車(chē)估計(jì)有500萬(wàn)輛，比上一年增加200萬(wàn)輛。截至2018年末，美國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量約為100萬(wàn)輛。2僅在2018年第三季度，美國(guó)汽車(chē)制造商就售出11萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)，較上年增長(zhǎng)95%。國(guó)際能源機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，到2030年，全球電動(dòng)汽車(chē)數(shù)量將增至1.3億輛至2.5億輛。
普遍采用電動(dòng)汽車(chē)的障礙之一是“距離焦慮癥”——司機(jī)擔(dān)心在需要的地方和時(shí)間找到充電站，特別是長(zhǎng)途旅行。這可以通過(guò)安裝更多的充電站來(lái)部分彌補(bǔ)。今天，美國(guó)估計(jì)有24000個(gè)充電站，每個(gè)充電站平均有三個(gè)終端，而每個(gè)加油站和每個(gè)加油站大約有15萬(wàn)個(gè)加油站和8個(gè)加油泵。不過(guò)，充電站的增加正在迅速進(jìn)行。例如，大眾汽車(chē)計(jì)劃投資20億美元用于充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，這是一項(xiàng)名為“美國(guó)電力化”（electrify america）的計(jì)劃的一部分，該計(jì)劃計(jì)劃到2019年底在500多個(gè)地點(diǎn)部署大約2000個(gè)充電器，主要路線(xiàn)跨越42個(gè)州。
在充電站停車(chē)后，司機(jī)們希望盡快上路。《紐約時(shí)報(bào)》2019年的一篇文章記錄了一輛緊湊型電動(dòng)汽車(chē)從洛杉磯到拉斯維加斯的540英里的往返行程，該車(chē)宣稱(chēng)全充電行駛240英里。13個(gè)半小時(shí)的往返行程需要8次充電停止，充電時(shí)間比通常的8小時(shí)行車(chē)時(shí)間長(zhǎng)5個(gè)半小時(shí)。3為優(yōu)化電動(dòng)汽車(chē)電池壽命，專(zhuān)家建議車(chē)輛保持30%到80%充電，所以頻繁的充電停止是正常的。
充電速度也取決于電動(dòng)汽車(chē)和充電點(diǎn)。一些充電樁比車(chē)輛所能接受的功率大。其他充電樁相對(duì)于車(chē)輛的速度而言，動(dòng)力太小可以接受。這些變化在今天的電動(dòng)汽車(chē)中是現(xiàn)實(shí)的世界。
如今，有三種主要的充電方式，第四種更快的充電方式正在探索中：
電動(dòng)汽車(chē)發(fā)熱與液冷
更高的功率使更快的充電成為可能，但它也會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。DCFC和XFC負(fù)載的熱負(fù)載需要先進(jìn)的冷卻技術(shù)，以促進(jìn)安全可靠的操作。例如，極速充電器可以在充電幾分鐘后將電池組溫度推高至270攝氏度/514華氏度。7 A 2017 U.S.能源部的報(bào)告指出，“唯一可行的選擇[在xfc站冷卻]將是向車(chē)輛提供冷凍水/冷卻液�！背潆娝俾逝c可用功率有關(guān)-是電流和電壓的函數(shù)�？紤]到電力轉(zhuǎn)換固有的低效率，廢物以熱的形式被驅(qū)散。使用下面的功率效率公式，350kw快速充電系統(tǒng)，充電效率（N）為90%充電速率與可用功率有關(guān)-是電流和電壓的函數(shù)。考慮到電力轉(zhuǎn)換固有的低效率，廢物以熱的形式被驅(qū)散。使用下面的功率效率方程，一個(gè)充電效率（n）為90%的350kw快速充電系統(tǒng)將產(chǎn)生近40kw的散熱。
現(xiàn)有的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)（BTMS）可處理1-5千瓦的電量，而未來(lái)幾代可能需要25千瓦或更高的電量。
鑒于現(xiàn)有空冷解決方案的局限性，液體冷卻是實(shí)現(xiàn)車(chē)載電池/電池組、充電站和其他關(guān)鍵電動(dòng)汽車(chē)部件（如充電電纜）高效性能的合理下一步。當(dāng)能量增加時(shí)，所有人都必須能夠處理熱量。
電動(dòng)汽車(chē)充電站：1級(jí)和2級(jí)充電器使用車(chē)載轉(zhuǎn)換器來(lái)管理電池組的功率流。3級(jí)充電及以上涉及外部轉(zhuǎn)換器和EVSE（EV供電設(shè)備）控制，以安全有效地管理較高的功率負(fù)載。雖然充電器和車(chē)輛之間的EVSE通信協(xié)議設(shè)置了適當(dāng)?shù)某潆婋娏�，�?級(jí)電源轉(zhuǎn)換器仍然需要有效的熱管理NT，通常以液體冷卻的形式出現(xiàn)。
車(chē)輛蓄電池單元/電池組：為了獲得大的壽命和性能，車(chē)載蓄電池在運(yùn)行和充電期間必須進(jìn)行熱調(diào)節(jié)。低溫度降低了電池的功率和容量，縮小了范圍。另一方面，較高的溫度會(huì)加速降解。較高的電流由于內(nèi)阻產(chǎn)生更多熱量，因此電池和電池組的冷卻至關(guān)重要。電池和電池組的液體冷卻方法包括導(dǎo)電環(huán)冷板或完全浸沒(méi)（如果使用絕緣液體）。
與冷卻相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)很高，這不僅是為了確保安全有效的運(yùn)行，也是為了避免損壞設(shè)備。在電池的熱設(shè)計(jì)方面，美國(guó)能源部汽車(chē)技術(shù)辦公室的一份報(bào)告指出：“…[電動(dòng)汽車(chē)]液體流動(dòng)通道通常是更大的復(fù)雜，需要大量連接，導(dǎo)致更高的故障可能性。如果液體冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障，那么液體冷卻可能會(huì)使電池組內(nèi)的相鄰電池短路，從而導(dǎo)致熱失控�！�8同一份報(bào)告指出，液體冷卻是電動(dòng)汽車(chē)電池的首選熱管理策略，因?yàn)楦邿崛莺蜔釋?dǎo)率。因此，液體冷卻至關(guān)重要，冷卻系統(tǒng)內(nèi)連接件的堅(jiān)固性也是如此。
充電電纜：當(dāng)充電率增加時(shí)，帶有接線(xiàn)和電氣連接器的大功率存在技術(shù)限制。直流快速充電器需要更大的導(dǎo)體。隨著充電速度和相關(guān)熱量的增加，電纜將變得笨重和笨重。液冷充電電纜可以使用較薄的規(guī)格電線(xiàn)，使電纜重量減少40%9-較輕的電纜更易于消費(fèi)者處理。一些技術(shù)已經(jīng)提供了液體冷卻，可以降低充電電纜和車(chē)輛電氣接頭直流觸點(diǎn)的溫度。
優(yōu)化液體冷卻-液體連接器注意事項(xiàng)
用于電動(dòng)汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)供電設(shè)備液體冷卻的精心設(shè)計(jì)的流體連接器將：
- 專(zhuān)為液體冷卻應(yīng)用而設(shè)計(jì)，無(wú)論是現(xiàn)成的還是定制產(chǎn)品。
- 滿(mǎn)足或超過(guò)流體相容性、流量、壓力和溫度性能需求。
- 承受適用的環(huán)境操作條件-例如，在與車(chē)輛蓄電池一起使用的連接器的情況下，承受大范圍的溫度、暴露于濕氣、污垢/灰塵和振動(dòng)。
- 避免泄漏-堅(jiān)固的密封設(shè)計(jì)必須能夠承受安裝和使用壓力（側(cè)向載荷、彎曲力、張力），而不會(huì)損害密封，從而使昂貴的關(guān)鍵部件暴露在液體中。
- 長(zhǎng)期保持連接性能。
- 提供可靠、可重復(fù)的性能和相關(guān)驗(yàn)證報(bào)告。
在為電動(dòng)汽車(chē)/電動(dòng)汽車(chē)供電設(shè)備液體冷卻應(yīng)用指定連接器時(shí)，以下特性和性能參數(shù)有助于確保部件相對(duì)于整體系統(tǒng)要求以佳方式運(yùn)行。
應(yīng)測(cè)試連接器，以確保特定于定義的應(yīng)用程序要求的功能和性能。CPC通過(guò)CPC或授權(quán)經(jīng)銷(xiāo)商提供的驗(yàn)證報(bào)告，為其液體冷卻連接器的測(cè)試方法和結(jié)果提供透明度。
CPC團(tuán)隊(duì)運(yùn)用其在熱管理方面的廣泛知識(shí)來(lái)創(chuàng)建耐用的專(zhuān)用液體冷卻連接器解決方案。使用液體冷卻的電動(dòng)汽車(chē)和其他類(lèi)別的客戶(hù)依賴(lài)CPC工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)來(lái)確保其產(chǎn)品和系統(tǒng)提供持久、高效、可靠的無(wú)AK和性能可靠。
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