충전 파일의 급속 충전 추세에 따라 혁신적인 소재는 어떻게 중요한 역할을 할 수 있습니까?

정책 측면에서는 신에너지 차량 충전 시설에 대한 국가의 강력한 지원이 신흥 핫 시장으로 성장하고 있습니다. 이르면 2020년부터 '신 인프라'의 7가지 핵심 영역 중 하나에 신에너지 충전 파일이 포함되었습니다. 수년간의 개발 끝에 매우 효과적이었습니다. 중국충전연합(ChinaCharging Alliance)의 통계에 따르면 2023년 충전 인프라 증가량은 338만6천대, 파일 대 차량 증가 비율은 1:2.8로 충전 파일 건설 속도가 기본적으로 요구 사항을 충족할 수 있음을 의미한다. 신에너지 자동차의 급속한 발전.

충전 파일 산업 체인에 초점이 맞춰지면 다운스트림 기업은 고전력 과급, DC 고속 충전, 액체 냉각 등에 대한 수요가 점점 더 강해집니다. 이러한 수요는 충전 건, 충전 케이블을 포함한 업스트림 충전 장비 부품 공급업체로 전달됩니다. , 전원 모듈, 컨트롤러 및 기타 구성 요소는 그에 따라 업그레이드되어야 하며 더 높은 사양의 충전 파일 구현을 지원하려면 고온 저항 및 고전압 저항과 같은 안전 요구 사항을 충족해야 합니다.

장입 파일 설계에서는 재료 선택이 중요합니다. 특히 열전도율, 실링, 단열, 난연성 등의 지표에 대해서는 실리콘 소재를 비롯한 소재의 혁신이 필요하다. 실리콘은 열전도성 접착제, 실런트, 접착제 등으로 사용될 수 있으며, 충전 파일의 열 관리, 충전 보호, 전원 모듈 등 핵심 부품에 널리 사용되며 충전 파일 부품에서 핵심적인 역할을 합니다.

슈퍼차저 기술의 대중화는 충전시설에 어떤 과제를 안겨주나요?

신에너지 차량이 연료 차량과 유사한 충전 경험을 얻으려면 전반적인 충전 효율성을 개선해야 합니다. 이것이 바로 자동차 회사들이 800V 고전압 플랫폼을 홍보하면서 소비자에게 4C 또는 5C 슈퍼차저 기술을 제공하기 위해 노력하는 이유입니다.

2023년 8월, CATL은 세계 최초의 인산철리튬 4C 과급 배터리인 Shenxing 과급 배터리를 출시했으며, 10분 충전과 400km 주행 거리를 달성한다고 주장합니다. 그 후 4C 고속 충전은 점점 더 소비자의 시야에 들어왔습니다.

4C 슈퍼차저는 어떻게 정의되나요? 간단히 말하면, XC는 충전율, 즉 충전 시 배터리가 수용할 수 있는 최대 충전 전류와 배터리의 정격 용량의 비율을 의미하며, 일반적으로 충전 속도를 설명하는 데 사용되는 C로 표시됩니다. 구체적으로, 차량에 100kWh 배터리 팩이 장착된 경우 충전 전력은 약 2C 속도로 약 200kW에 도달할 수 있습니다. 약 4C의 속도로 충전 전력은 약 400kW에 도달할 수 있습니다. 6C의 속도로 충전 전력은 약 600kW에 도달할 수 있습니다. 즉, 충전 속도가 높을수록 충전 속도가 빨라집니다.

슈퍼차저를 진정으로 대중화하려면 전원 배터리 및 고전압 플랫폼 외에도 고전력 DC 충전 파일에도 적응해야 합니다. 충전 파일의 전력 출력 용량과 전원 공급 장치의 안정성이 충전 속도에 영향을 미칩니다. 고전력 충전 파일과 안정적인 전원 공급 장치는 더 높은 충전 속도를 제공할 수 있습니다.

충전 파일은 주로 충전 건, 충전 케이블, 쉘, 제어 모듈, 열 관리 모듈, 충전 보호 모듈 및 기타 구성 요소로 구성됩니다. AC 완속 충전부터 DC 급속 충전, 그리고 향후 점차 대중화될 초고속 충전까지 모든 구성 요소를 충전 전력 변화에 맞춰 반복적으로 업그레이드해야 합니다.

실제로 슈퍼충전 기술 이전에는 AC 완속충전에서 DC 급속충전으로 충전파일을 개발하는 과정에서 고비용, 그리드 부담, 호환성, 배터리 수명, 설치난이도 등의 문제가 대충 해결됐다.

DC 고속 충전 기술을 기반으로 초고속 충전은 더 높은 충전 속도를 제공하므로 충전 파일은 더 높은 전력, 더 큰 전류 및 더 높은 발열을 견뎌야 합니다. 동시에 충전 파일의 과도한 크기 및 무게 문제와 더욱 엄격한 케이블 유연성 요구 사항도 해결해야 합니다.

충전건의 경우 빠른 충전을 위해서는 슈퍼 충전건이 큰 전류를 전달할 수 있어야 합니다. 이를 위해서는 안전하고 효율적인 전류 전송을 보장하기 위해 충전 건에 우수한 전도성과 방열 설계가 필요합니다.

과급 기술은 또한 과전류 보호, 과전압 보호, 단락 보호 등을 포함한 완전한 안전 보호 메커니즘을 갖추고 있어야 합니다. 충전 파일과 충전 건에는 충전 중 오작동과 위험을 방지하기 위한 모니터링 및 보호 기능이 있어야 합니다.

뿐만 아니라, 고출력 충전은 많은 열을 발생시키기 때문에 충전 파일과 충전 건에는 과열을 방지하기 위한 팬, 방열판, 수냉 및 기타 방열 방법을 포함하는 효과적인 냉각 시스템이 장착되어야 합니다.

충전시설 업그레이드에 필요한 자재 요구사항은 무엇인가요?

충전 전력이 증가함에 따라 충전 파일은 고전력 하에서 열전도율을 충족시키기 위해 보다 진보된 구조 설계가 필요할 뿐만 아니라, 재료 측면에서도 강력한 절연성, 높은 내열성 및 높은 보온성을 갖춘 재료의 사용이 필수적입니다. 전도도.

장입 파일의 열 관리 시스템을 예로 들면, 기존의 공기 냉각과 달리 과급은 효율성과 열 방출 문제를 해결하기 위해 액체 냉각을 더 많이 사용해야 합니다. 현재 시장에서 가장 일반적으로 사용되는 액체 냉각 방법은 수냉식과 유성 냉각입니다. 수냉식은 방열 성능이 뛰어나고 비용이 저렴하며 환경 친화적입니다. 오일 냉각은 전기 절연성이 좋고 증발 속도가 낮으며 화학적 안정성이 있습니다.

지난 몇 년 동안 슈퍼 충전 건에는 오일 냉각식 케이블이 사용되어 선점자 이점을 얻었습니다. 현재 일부 제조업체에서는 오일 냉각식 슈퍼 차징 파일과 차징 건을 개발했지만 작동 시간이 지날수록 오일 냉각의 비용 단점이 점점 더 두드러집니다. 이제 더 많은 제조업체가 수냉식 케이블과 수냉식 슈퍼 충전 건을 연구하고 테스트하기 시작했습니다.

수냉식 케이블 및 수냉식 슈퍼 충전 건의 작동 원리는 수냉식 튜브가 다중 가닥 충전 와이어 외부에 설계되고 물이 튜브 중앙에 흐른다는 것입니다. 튜브 자체의 열전도율에 따라 다중 가닥 충전 케이블에서 발생하는 열이 튜브 중앙의 냉각수로 전달됩니다. 이러한 냉각수는 전자 펌프를 통해 외부 세계와 열을 교환하여 케이블 및 슈퍼 충전 건의 온도 제어를 달성합니다.

이 원리에 따라 많은 제조업체에서는 수냉식 케이블의 중간에 일반 나일론 튜브를 수냉식 튜브로 사용했습니다. PA 소재를 사용하여 열전도율이 0.2W/m·K에 불과합니다. 전류가 400A를 초과하면 온도 상승이 급격히 가속화됩니다. 이때 수냉관의 열전도율이 부족하여 열을 제때에 전달할 수 없습니다. 계산 결과, 현재 케이블의 공통 구조를 토대로 고전류 급속 충전 목표를 달성하려면 냉수관의 열전도율을 최소 1.5W/m· K 이상. 따라서 산업 체인의 업스트림과 다운스트림은 고열 전도성 재료의 혁신적인 적용에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있으며 열 전도성 실리콘 튜브는 슈퍼 충전 파일의 열 관리의 핵심 구성 요소 중 하나가 되었습니다.

충전 케이블의 온도 제어 외에도 충전 과정 중 충전 건 헤드의 온도 상승을 줄이는 방법도 현재 충전 파일 설계의 문제점입니다. 현재 공냉식으로는 열 방출 문제를 해결하기가 어렵습니다. 혁신적인 열 전도성 포팅 접착제를 사용하여 건 헤드 커넥터의 열을 효율적으로 전달하여 온도 상승으로 인해 충전 효율이 저하되지 않도록 하는 동시에 작동 중 사용자 경험을 더욱 향상시킬 수 있습니다. .

반면, 미래 신에너지 자동차의 전압 플랫폼이 일반적으로 800V에 도달하고, 충전 전류가 600A에 도달하며, 충전 전력이 400kW를 초과하는 경우, 충전 과정에 문제가 발생하면 매우 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 따라서 구조 재료의 밀봉 및 누출 방지 특성은 전례 없는 가치를 갖게 될 것입니다.

새로운 트렌드 속에서 소재 측면에서는 어떻게 혁신할 수 있을까요?

충전 파일 산업 체인의 업스트림 자재 공급업체에 있어서 Dow는 업계 최초로 많은 혁신적인 디자인과 최첨단 아이디어를 제공합니다. Dow는 다양한 재료를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 보다 엄격한 시장 요구 사항을 충족하기 위해 고전력 DC 고속 충전 인프라(충전소, 충전 건(커넥터), 케이블 및 충전 캐비닛 포함)를 위한 독점 솔루션을 맞춤화할 수도 있습니다.

다우는 충전시설 분야에서 크게 3가지 방향에 중점을 두고 있습니다. 첫째, 열 관리 소재 측면에서 Dow는 충전 시설의 방열 문제점을 해결하기 위해 코킹제, 접착제, 비경화 열 인터페이스 소재, 침지 냉각제, 젤 및 포팅 접착제를 포함한 광범위한 접착 제품을 제공합니다. 보호 및 조립 재료 측면에서 Dow는 충전 부품에 대한 전반적인 보호를 제공하기 위해 접착제, 실런트 및 컨포멀 코팅을 제공합니다. 또한 Dow는 단열재, 열 전도성 및 기타 요구 사항을 지원하기 위해 엘라스토머, 고체 열 전도성 실리콘 고무 및 액체 실리콘 고무도 제공할 수 있습니다.

예를 들어 위에서 언급한 충전 케이블의 열 전도성 요구 사항을 충족하기 위해 Dow는 새로운 열 전도성 실리콘 고무인 SILASTIC™ HTE5015-90U 실리콘 고무를 개발했습니다. 이는 수냉식 슈퍼 충전 건 솔루션의 주요 기술적 어려움을 해결합니다. 냉각수 배관은 높은 열전도율과 고강도, 고인성 재질을 모두 갖추어야 합니다. 이 제품의 가장 큰 장점은 열전도율이 더 높아 최대 1.5W/m·K의 열전도율을 갖고 있어 600A의 전류로 슈퍼차저건의 케이블을 냉각하고 열 보호 기능을 제공할 수 있다는 점이다. 동시에, 우수한 물리적 특성과 열악한 환경에 대한 저항성으로 인해 열 전도성 실리콘 튜브를 압출하는 데 사용할 수 있습니다. 높은 경도와 높은 강도로 케이블을 직접 비틀 수 있습니다. 또한 더 나은 유연성, 내구성, 고온 및 저온 저항, 냉각수 저항, 절연 및 기타 표시기는 슈퍼 충전 건에 대한 장기적인 보호를 제공합니다.

Dow는 차징 건 헤드의 열 방출 및 밀봉 요구에 부응하여 일련의 제품을 개발했습니다. 다우의 DOWSIL™ TC-6040 열전도성 포팅 접착제는 4.0W/m·K의 열전도율을 갖고 있어 뜨거워지지 않는 과열된 충전 건을 신속하게 냉각할 수 있으며 특히 시스템 내부 모듈의 정상적인 작동을 보장합니다. 가장 중요한 인버터 모듈. 장기적인 신뢰성; 액체 냉각식 충전 파일의 밀봉 요구 사항에 대해 Dow의 실리콘 엘라스토머 재료로 만든 밀봉 링과 배선 하니스 밀봉 링은 우수한 방수 효과를 달성했습니다.

결론

신에너지 자동차 산업이 수년간 활발한 발전을 이룬 후, 최종 사용자의 불만 사항은 주행 거리에서 효율적인 에너지 보충 경험으로 점차 전환되었으며, 고출력, 고효율 충전 시설의 홍보가 임박했습니다. 이 과정에서 산업체인의 업스트림과 다운스트림 기업들은 배터리부터 충전 시설, 소재부터 애플리케이션까지 고속 충전 트렌드가 직면한 다양한 과제에 대처하기 위해 협력해야 합니다. 우리는 산업 체인의 업스트림과 다운스트림에 있는 선도 기업들이 새로운 에너지 차량의 고속 충전 개발에 보다 효율적이고 사용하기 쉬운 솔루션을 제공할 수 있기를 바랍니다.