Szybka ewolucja technologii pojazdów elektrycznych przekształca przemysł. Jednym z kluczowych wyzwań pozostaje zapotrzebowanie na rozwiązania do ładowania o dużej mocy. Wraz z wejściem na rynek pojazdów elektrycznych, takich jak ciężarówki i autobusy, branża staje przed ważnym pytaniem: jak możemy efektywnie ładować te pojazdy, biorąc pod uwagę ich duże rozmiary baterii? System ładowania "Megawatt" (MCS) oferuje rozwiązanie.

Potrzeba ładowania wysokonatężeniowego

W 2018 roku Charging Interface Initiative (CharIN) utworzyła grupę zadaniową MCS, skupiającą liderów branży, takich jak Stäubli, w celu opracowania solidnego, skalowalnego i interoperacyjnego systemu szybkiego ładowania elektrycznych pojazdów ciężarowych. Celem było zaspokojenie rosnącego zapotrzebowania na szybkie i wydajne ładowanie akumulatorów o dużej pojemności w komercyjnych ciężarówkach drogowych.

Wyzwanie związane z chłodzeniem

Ładowanie przy tak wysokich poziomach mocy generuje znaczne ilości ciepła. Aby kable były lekkie i elastyczne, często stosuje się mniej miedzi, co zwiększa opór elektryczny. Gdy wysokie prądy przepływają przez te rezystancyjne komponenty, wytwarzane jest ciepło. Nadmiar ciepła może uszkodzić komponenty, zmniejszyć wydajność i stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa. W rezultacie skuteczne technologie chłodzenia są niezbędne do utrzymania trwałości i wydajności systemu ładowania.

Potrzeby w zakresie chłodzenia różnią się w zależności od mocy ładowania akumulatora:

Poziom 1 (do 350A): Aktywne chłodzenie nie jest potrzebne.

Poziom 2 (do 1500A): Wymagana jest infrastruktura aktywnego chłodzenia.

Poziom 3 (do 3000A): Zarówno aktywne chłodzenie w infrastrukturze, jak i w pojeździe są niezbędne do zarządzania ciepłem.

Wraz ze wzrostem natężenia prądu, zaawansowane systemy chłodzenia stają się niezbędne dla efektywnego projektowania. To właśnie tutaj doświadczenie Stäubli odgrywa kluczową rolę.

Porównanie technologii chłodzenia: Systemy wodne/olejowe i bezpośrednie/pośrednie

Stäubli jest liderem w rozwiązywaniu wyzwań związanych z chłodzeniem dzięki swoim pionierskim złączom MCS. Wybierając technologię chłodzenia, należy wziąć pod uwagę dwa główne czynniki: medium chłodzące i technologię okablowania.

Medium chłodzące: Woda vs. Olej

Mieszaniny wody i glikolu są powszechnie stosowane w systemach EV ze względu na ich wydajną wymianę ciepła i bezpieczeństwo dla środowiska. Chłodziwa na bazie oleju, choć skuteczne w najnowocześniejszych zastosowaniach statycznych wysokiego napięcia, wymagają bardziej złożonej infrastruktury do konserwacji i utylizacji. Stäubli preferuje rozwiązania na bazie wody ze względu na łatwość obsługi i wydajność.

Technologia chłodzenia kabli: Bezpośrednia czy Pośrednia?

Wybór pomiędzy chłodzeniem bezpośrednim i pośrednim wpływa zarówno na wydajność, jak i koszty.

Chłodzenie bezpośrednie: W kablach z chłodzeniem bezpośrednim płyn chłodzący styka się bezpośrednio z rdzeniem kabla, umożliwiając wydajną wymianę ciepła. Zmniejsza to ilość potrzebnej miedzi i skutkuje mniejszymi, lżejszymi kablami. Jednak płyn chłodzi żyłę kabla przez izolowaną rurkę i nigdy nie wchodzi w kontakt z miedzią.

Chłodzenie pośrednie: W tym systemie kable są chłodzone przez zewnętrzny wymiennik ciepła. Chociaż kable są zwykle cięższe, metoda ta generuje mniej ciepła, co pozwala na zastosowanie mniejszych chłodnic w celu zapewnienia niezbędnego chłodzenia - ostatecznie zmniejszając zarówno koszty operacyjne, jak i kapitałowe.

Pod względem wydatków operacyjnych, chłodzenie pośrednie jest bardziej opłacalne, ponieważ zużywa mniej energii i wymaga mniejszej mocy chłodzenia.

Podejście Stäubli

Firma Stäubli przeprowadziła szeroko zakrojone testy w celu opracowania rozwiązań chłodzenia, które równoważą wydajność i koszty. W oparciu o uzyskane wyniki, Stäubli jest otwarta na wykorzystanie zarówno bezpośrednich, jak i pośrednich systemów chłodzenia z płynem wodnym/glikolowym dla złącza MCS. Obie technologie zapewniają niezawodną wydajność i mogą być dostosowane do różnych wymagań systemowych. Złącza, których wprowadzenie na rynek planowane jest w połowie 2025 r., zostały zaprojektowane z myślą o skalowalności i możliwości dostosowania, zapewniając kompatybilność zarówno z obecną, jak i przyszłą infrastrukturą MCS.

Oferując elastyczne rozwiązania, Stäubli pozostaje zaufanym partnerem w rozwoju najnowocześniejszych systemów ładowania. Zobacz więcej informacji o systemie MCS https://www.staubli.com/global/en/electrical-connectors/products/multi-pole-connectors/mcs.html