Nestejäähdytteiset latauskaapelit: Miksi 500 A tarvitsee jäähdytysnestettä

Tietyn virran yläpuolella latauskaapeli lakkaa olemasta johto ja siitä tulee lämpöongelma. Kupari, joka tarvitaan virran kuljettamiseen ilman ylikuumenemista, kasvaa nopeammin kuin virta, samoin kuin sen paino. Jossain vaiheessa kaapeli on teknisesti kykenevä ja käytännössä käyttökelvoton, koska ohjain ei voi nostaa sitä, kelata tai työntää liittimeen.

Nestejäähdytys on insinööriratkaisu tuohon seinään. Se ei ole markkinointiominaisuus, joka on kiinnitetty korkeaan numeroon; Se tekee luvun mahdolliseksi ilman kaapelia, joka painaa yhtä paljon kuin paloletku. Seinän sijainnin ymmärtäminen selittää, miksi jotkut terminaalit ovat nestejäähdytteisiä ja toiset samalla paikalla eivät.

lämpö skaalautuu virran neliön

mukaan

Johtimessa syntyvä lämpö seuraa virran neliötä, kerrottuna sen resistanssilla. Kaksinkertaista virta ja lämpö nelinkertaistuu. Tuo suhde on koko korkeatehoisten kaapelien suunnittelun tarina, ja siksi siirtyminen keskilatoisesta laturiin erittäin nopeaan ei ole lineaarinen insinöörityö.

Lämmön täytyy mennä jonnekin. Se poistuu eristyksestä, kaapelikuoren läpi ja ympäröivään ilmaan. Se, kuinka nopeasti se voi poistua, riippuu kaapelin pinta-alasta ja lämpötilaerosta kaapelin ja ympäristön välillä. Molemmat ovat rajallisia: pinta-ala kasvaa halkaisijan mukaan, ja ympäristön lämpötila on se, mitä alue tarjoaa, usein auringon kuormituksen mukana.

Näin suunnittelukysymys muuttuu ympyräämäiseksi. Enemmän virtaa tarkoittaa enemmän lämpöä, mikä tarkoittaa suurempaa pinta-alaa, mikä tarkoittaa paksumpaa kaapelia, mikä taas tarkoittaa enemmän eristystä ja enemmän painoa, mikä tekee kaapelista vaikeamman käsitellä. Jokainen vaihe tässä silmukassa pahentaa seuraavaa.

Mitä tapahtuu kuparipainolle

Resistanssin pitäminen matalana suurella virralla vaatii poikkipinta-alaa, ja kupari on raskasta. Kaapeli kantaa myös suojajohtimen, suojan, anturijohdot ja jäähdytysreitin, jos sellainen on, kaikki vaivan sisällä, joka kestää raahaamisen etupihan yli.

Tuloksena on kaapeli, jonka jäykkyys kasvaa nopeammin kuin halkaisija antaa ymmärtää. Paksu kaapeli on kömpelö. Paksua ja jäykkää kaapelia ei voi kiertää talvihanskoissa kuljettajalla, ja kaapeli, jota ei voi kiertää, putoaa, vedetään ja ajaa sen yli. Vaurioiden käsittelystä tulee tällöin hallitseva vikatila, jota mikään virtakapasiteetti ei korvaa.

Tämä on käytännöllinen syy, miksi teollisuus ei vain laajentanut ilmalla jäähdytettyjä kaapeleita. Tietyn pisteen jälkeen tuote täyttää sähköiset vaatimukset ja epäonnistuu tuotteena.

Missä ilmajäähdytys lakkaa olemasta käytännöllistä

Ilmajäähdytys tässä yhteydessä ei tarkoita puhaltimen puhaltamista kaapeliin. Tämä tarkoittaa, että kaapeli tarvitsee luonnollisen tai pakotetun ilman liikkeen pinnan yli lämmön poistamiseksi, mikä on tavallisen kaapelin tapa. Se toimii hyvin tiettyyn pisteeseen asti, ja se piste muuttuu olosuhteiden mukaan.

Kylmä ympäristöilma ja lyhyet sessiot suosivat sitä. Kuuma ilmasto, suora aurinko, kaapelit kuumalla asfaltilla ja jatkuvat peräkkäiset istunnot kaikki estävät sitä. Laboratoriossa virralle mitoitettu kaapeli saattaa joutua kesäisin purkamaan etupihalla, ja tämä derating-vaikutus kohdistuu laturin, ei kuljettajan toimesta, joten näkyvä vaikutus on hitaampi istunto ilman selitystä.

Siirtymä ei siis ole terävä kynnys vaan alue. Korkean tehokkuuden keskivaiheilla suunnitelmat eroavat: jotkut käyttävät suurempia johtimia ja ottavat painon vastaan, toiset hyväksyvät lämmön heikkenemisen, jotkut siirtyvät nestemäiseen. Toimittajan tekemä valinta näkyy kaapelin halkaisijasta ja terminaalin derating-käyrästä.

Miten nestemäinen jäähdytys toimii kaapelin

sisällä

Nestejäähdytteinen kaapeli kuljettaa jäähdytysnestepiirin johtimien vieressä tai niiden ympärillä. Lämpö siirtyy kuparista jäähdytysnesteeseen, jäähdytysneste kulkee takaisin kaapelin kautta lämmönvaihdinta päätteessä tai kaapissa, ja jäähdytetty neste palaa. Kaapelia ei enää rajoita se, kuinka nopeasti lämpö pääsee pois oman pintansa kautta, koska lämpö kulkee pois sisältä.

Kaksi seurausta seuraa suoraan. Johtimen poikkipinta-ala voi olla pienempi samalla virralla, koska lämpötilan nousua säätelee jäähdytysneste eikä pelkkä kupari. Ja kaapeli voidaan tehdä ohuemmaksi ja kevyemmäksi, mikä palauttaa ne käsittelyominaisuudet, joita puhtaasti ilmalla jäähdytetty rakenne menettää suurilla virroilla.

Siksi nestejäähdytys keskittyy liittimeen eikä koko runkoon. Suurin osa lämmöstä ja lähes kaikki käsiteltävyysongelmat ovat viimeisissä metreissä: kaapelissa, johon ohjain koskee, liitinrunko ja kontaktinast. Tämän osan jäähdyttäminen tarjoaa suurimman osan hyödystä murto-osan koko DC-ajon jäähdytyksen monimutkaisuudesta.

Yksi hub voi siis sisältää molempia päätelaitteita. HPC-terminaali on mitoitettu 500 A lyhyellä boostilla 600 A:han ja käyttää nestejäähdytteistä kaapelia, kun taas saman isännän vahvistinliitin on ilmalla jäähdytetty. Paritus on tarkoituksellinen: jäähdytetty terminaali palvelee kuljettajaa, joka tarvitsee mahdollisimman nopean pysäytyksen, ja ilmalla jäähdytetty terminaali kuljettajaa, joka ei tarvitse, edullisemmin ja yksinkertaisemmalla huollolla.

Mitä muutoksia ylläpidossa

Nestejäähdytteinen kaapeli tuo mukanaan uuden alijärjestelmän ja sen myötä uuden joukon vikatilat. Kaapeli ei ole enää passiivinen osa, joka joko johtaa tai ei. Siinä on piiri, joka voi vuotaa, pumppu, joka voi rikkoutua, säiliö, joka voi pudota vedenpinnan alapuolelle, ja liittimiä, jotka voivat muodostaa hitaasti jäähdytysvirran reittiä.

Seuraus operaattorille on, että tarkastuslista muuttuu. Kaapelin kunnolla on edelleen merkitystä, mutta siihen liittyy jäähdytysnesteen taso, näkyvät jäämät liitoksissa, pumpun käyttö ja terminaalin istunnon aikana raportoimat lämpötilalukemat. Liittimessä, joka laskee vettä aiemmin aiemmin, voi olla osittain tukkeutunut jäähdytysnesteen polku vikaantuneen virtavirran sijaan.

On myös käytännöllinen huomio korjauksista. Vaurioitunut nestejäähdytteinen kaapeli ei ole kenttäliitos. Kyseessä on laite, joka vaihdetaan ja palautetaan, mikä tarkoittaa, että sivusto tarvitsee varalaitteen tai hyväksyy käyttökatkot. Se kuuluu huoltosuunnitelmaan ja varaosien listalle, eikä siitä juuri keskustellaan hankintavaiheessa.

Kun 500 A on väärä vastaus

Nestemäisen jäähdytyksen perustelut ovat vahvat, mikä tekee liiallisen määrittelyn helpoksi. Neljä tilannetta kiistelee sitä vastaan.

Kun sivusto ei pysty tukemaan kaapelin takana olevaa virtaa, kaapelin luokitus on koristeellinen. 500 A:n päätelaite virtalähteessä, joka sallii vain murto-osan siitä, ei tarjoa mitään ylimääräistä ja lisää huoltojärjestelmän ilman hyötyä.

Kun ajoneuvot eivät hyväksy sitä, sama pätee. Pakettiautokalusto, jolla on kohtuulliset DC-hyväksymisprosentit, viettää suurimman osan sessiosta alle ilmajäähdytteisen terminaalin verran.

Kun viivotteluaika on pitkä, läpimenokyky ei ole rajoite. Vähittäiskaupan pysäköintialue, jossa on kahden tunnin oleskelu, hyötyy vähän siitä, että latausaika puolittuu, joka on jo valmiiksi lyhyempi kuin ostosreissu.

Ja kun käyttäjä ei pysty ylläpitämään jäähdytyspiiriä, alihoidettu nestemäinen järjestelmä on huonompi kuin ilmalla jäähdytetty, koska se pettää tavoilla, joita on vaikeampi havaita. Realistinen vertailu ei ole huippuvirta, vaan toimitettu energia viikossa, ja tämä luku riippuu käyttöajasta yhtä paljon kuin ampeerista. ultra-nopea latausalue yhdistää molemmat terminaalityypit tästä syystä, joten käytävä voi sekoittaa ne sen sijaan, että jäähdyttäisi jokaisen osaston.

Hyödyllinen määrittelykysymys ei siis ole se, saavuttaako pääte otsikkovirran, vaan millaisissa olosuhteissa se ylläpitää sitä. Jäähdytyskäyrä, jäähdytysnesteen huoltoväli ja kaapelin vaihtopolitiikka vastaavat tähän. Yksittäinen huippuluku ei ole.