Tekućinski hlađeni kabeli za punjenje: Zašto 500 A treba rashladnu tekućinu

Iznad određene struje, kabel za punjenje prestaje biti žica i postaje termalni problem. Bakar potreban za nošenje struje bez pregrijavanja raste brže od struje, kao i njegova težina. U nekom trenutku kabel je tehnički sposoban i praktički neupotrebljiv, jer ga driver ne može podići, namotati ili gurnuti u konektor.

Tekuće hlađenje je inženjerski odgovor na taj zid. To nije marketinška značajka dodana na visoku brojku; To je ono što omogućuje taj broj bez kabela koji teži koliko i vatrogasno crijevo. Razumijevanje gdje se zid nalazi objašnjava zašto su neki terminali hlađeni tekućinom, a drugi na istoj lokaciji nisu.

toplina se skalira s kvadratom struje

Toplina generirana u vodiču slijedi kvadrat struje koja prolazi kroz njega, pomnožen s njegovim otporom. Udvostruči struju i toplina se učetverostruči. Taj odnos je cijela priča o dizajnu visokosnažnih kabela i zato prijelaz s umjerenog punjača na ultra-brzi nije linearni inženjerski proces.

Vrućina mora negdje otići. Izlazi kroz izolaciju, kroz omotač kabela i u okolni zrak. Brzina kojom može napustiti kabel ovisi o površini kabela i temperaturnoj razlici između kabela i njegove okoline. Oba su ograničena: površina raste s promjerom, a ambijentalna temperatura ovisi o onome što lokacija nudi, često uz sunčevu svjetlost na vrhu.

Dakle, pitanje dizajna postaje kružno. Više struje znači više topline, što znači veću površinu, što znači deblji kabel, što znači više izolacije i više težine, što otežava rukovanje kabelom. Svaki korak te petlje pogoršava sljedeći.

Što se događa s debljinom bakra

Održavanje niskog otpora pri velikoj struji zahtijeva poprečnu površinu, a bakar je težak. Kabel također nosi zaštitni vodič, zaštitu, senzorske žice i put hlađenja ako postoji, sve unutar omotače koji mora preživjeti vučenje preko prednjeg dvorišta.

Rezultat je kabel čija krutost raste brže nego što njegov promjer sugerira. Kabel koji je samo debeo je nezgrapan. Kabel koji je debeo i krut ne može se namotavati driverom u zimskim rukavicama, a kabel koji se ne može namotati može se ispustiti, povući i pregaziti. Rukovanje oštećenjima tada postaje dominantni način kvara, koji nijedna količina kapaciteta struje ne može nadoknaditi.

Ovo je praktičan razlog zašto industrija nije jednostavno povećala zračno hlađene kabele. Nakon određene točke proizvod bi zadovoljio električne specifikacije i propao kao proizvod.

Gdje hlađenje zrakom prestaje biti praktično

Hlađenje zrakom u ovom kontekstu nije ventilator koji puše na kabel. To znači da se kabel oslanja na prirodno ili prisilno kretanje zraka po svojoj površini kako bi uklonio toplinu, što je ono što svaki običan kabel radi. Radi dobro do određene točke, a ta točka se mijenja ovisno o uvjetima.

Hladan ambijentalni zrak i kratke sesije to favoriziraju. Vruće klime, direktno sunce, kabeli na vrućem asfaltu i neprekidne sesije jedan za drugim sve to djeluju protiv toga. Kabel ocijenjen za struju u laboratoriju možda će trebati smanjiti vrijednost na prednjem dijelu ljeti, a to smanjenje primjenjuje punjač, a ne driver, pa je vidljiv učinak sporija sesija bez objašnjenja.

Prijelaz stoga nije oštar prag, već regija. Negdje u sredini raspona visokih snaga, dizajni se razlikuju: neki koriste veće vodiče i prihvaćaju težinu, neki prihvaćaju smanjenje opterećenja zbog topline, neki prelaze u tekućinu. Izbor koji je dobavljač napravio vidljiv je u promjeru kabela i u krivulji snižavanja objavljenoj za terminal.

Kako tekuće hlađenje funkcionira unutar kabela

Kabel hlađen tekućinom nosi rashladni krug uz ili oko vodiča. Toplina prelazi iz bakra u rashladno sredstvo, rashladna tekućina putuje natrag kroz kabel do izmjenjivača topline u terminalu ili ormaru, a ohlađena tekućina se vraća. Kabel više nije ograničen brzinom kojom toplina može proći kroz vlastitu površinu, jer se toplina odnosi iznutra.

Dvije posljedice slijede izravno. Presjek vodiča može biti manji za istu struju, jer porast temperature kontrolira rashladna tekućina, a ne samo bakar. Kabel se može učiniti tanjim i lakšim, što vraća upravljačke osobine koje čisto zračno hlađeni dizajn gubi pri velikoj struji.

Zato je tekuće hlađenje koncentrirano na konektoru, a ne na cijelom nizu. Većina topline i gotovo svi problemi s upravljanjem nalaze se u posljednjih nekoliko metara: kabelu koji drajver dodiruje, tijelu konektora i kontaktnim pinovima. Hlađenje tog dijela donosi većinu koristi za djelić složenosti hlađenja cijele DC serije.

Jedan hub stoga može sadržavati obje vrste terminala. HPC terminal je ocijenjen na 500 A s kratkim pojačanjem do 600 A i koristi tekućinski hlađeni kabel, dok je pojačivač na istom hostu zračno hlađen. Uparivanje je namjerno: hlađeni terminal služi vozaču kojem treba najbrže moguće zaustavljanje, a zračno hlađeni vozaču koji ne treba, uz niže troškove i jednostavnije održavanje.

Koje promjene radi održavanja

Kabel hlađen tekućinom uvodi novi podsustav i s njim novi skup načina kvara. Kabel više nije pasivni dio koji ili provodi ili ne vodi. Ima krug koji može curiti, pumpu koja može otkazati, spremnik koji može pasti ispod razine i konektore koji mogu razviti sporo curenje tamo gdje se spaja put rashladne tekućine.

Posljedica za operatera je promjena popisa inspekcija. Stanje kabela i dalje je važno, ali mu se pridružuju razina rashladne tekućine, vidljivi ostaci na spojevima, rad pumpe i temperaturna očitanja koja terminal prikazuje tijekom sesije. Terminal koji ranije smanjuje brzinu može imati djelomično blokiran put rashladne tekućine umjesto neispravnog stupnja snage.

Postoji i praktična napomena o popravcima. Oštećeni kabel hlađen tekućinom nije poljski spoj. To je jedinica koja se mijenja i vraća, što znači da lokacija treba rezervnu ili prihvaća zastoje. To pripada planu održavanja i popisu rezervnih dijelova, a rijetko se raspravlja u fazi nabave.

Kad je 500 A pogrešan odgovor

Argument za tekuće hlađenje je jak, što olakšava preveliku preciznost. Četiri situacije to osporavaju.

Kada stranica ne može podržati napajanje kabela, ocjena kabela je dekorativna. Priključak od 500 A na napajanju koji dopušta djelić toga ne daje ništa dodatno i dodaje podsustav održavanja bez ikakve koristi.

Kada vozila to ne mogu prihvatiti, vrijedi isto. Flota kombija s umjerenim stopama prihvaćanja istosmjerne struje provodi većinu sesije ispod onoga što pruža zračno hlađeni terminal.

Kada je vrijeme zadržavanja dugo, propusnost nije ograničenje. Maloprodajno parkiralište s dvosatnim boravkom malo dobiva od prepolovljavanja vremena punjenja koje je već kraće od kupovine.

A kada operater ne može održavati rashladni krug, nedovoljno održavan tekući sustav je lošiji od zračno hlađenog, jer otkazuje na načine koji su teže vidljivi. Realna usporedba nije vršna struja, već isporučena energija tjedno, a ta brojka ovisi o vremenu rada jednako kao i o amperima. ultra-brzi domet punjenja povezuje oba tipa terminala upravo iz tog razloga, pa ih hodnik može miješati umjesto da hladi svaki odjeljak.

Korisno pitanje specifikacije stoga nije doseže li terminal glavnu struju, već pod kojim uvjetima je održava. Krivulja snižavanja vrijednosti, interval održavanja rashladne tekućine i navedena politika zamjene kabela na to odgovaraju. Jedan vrhunac ne čini.