在電動汽車液冷應(yīng)用中，依靠CPC的專業(yè)知識進(jìn)行無泄漏流體連接。Rely on CPC’s expertise for leak-free fluid connections in EV liquid cooling applications.
快速、高效和無障礙充電是大規(guī)模采用電動汽車（EV）的關(guān)鍵，尤其是在人們行駛距離更長的情況下。今天的許多電器車輛在需要充電前可以行駛200-250英里。充電站的普及是一個挑戰(zhàn)。充電速度是另一回事。
根據(jù)國際能源署（iea）的數(shù)據(jù)，2018年，全球電動汽車估計有500萬輛，比上一年增加200萬輛。截至2018年末，美國的電動汽車銷量約為100萬輛。2僅在2018年第三季度，美國汽車制造商就售出11萬輛電動汽車，較上年增長95%。國際能源機(jī)構(gòu)預(yù)計，到2030年，全球電動汽車數(shù)量將增至1.3億輛至2.5億輛。
普遍采用電動汽車的障礙之一是“距離焦慮癥”——司機(jī)擔(dān)心在需要的地方和時間找到充電站，特別是長途旅行。這可以通過安裝更多的充電站來部分彌補(bǔ)。今天，美國估計有24000個充電站，每個充電站平均有三個終端，而每個加油站和每個加油站大約有15萬個加油站和8個加油泵。不過，充電站的增加正在迅速進(jìn)行。例如，大眾汽車計劃投資20億美元用于充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，這是一項名為“美國電力化”（electrify america）的計劃的一部分，該計劃計劃到2019年底在500多個地點部署大約2000個充電器，主要路線跨越42個州。
在充電站停車后，司機(jī)們希望盡快上路。《紐約時報》2019年的一篇文章記錄了一輛緊湊型電動汽車從洛杉磯到拉斯維加斯的540英里的往返行程，該車宣稱全充電行駛240英里。13個半小時的往返行程需要8次充電停止，充電時間比通常的8小時行車時間長5個半小時。3為優(yōu)化電動汽車電池壽命，專家建議車輛保持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汽車和充電點。一些充電樁比車輛所能接受的功率大。其他充電樁相對于車輛的速度而言，動力太小可以接受。這些變化在今天的電動汽車中是現(xiàn)實的世界。
電動汽車發(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.能源部的報告指出，“唯一可行的選擇[在xfc站冷卻]將是向車輛提供冷凍水/冷卻液。”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，液體冷卻是實現(xiàn)車載電池/電池組、充電站和其他關(guān)鍵電動汽車部件（如充電電纜）高效性能的合理下一步。當(dāng)能量增加時，所有人都必須能夠處理熱量。
電動汽車充電站：1級和2級充電器使用車載轉(zhuǎn)換器來管理電池組的功率流。3級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。雖然充電器和車輛之間的EVSE通信協(xié)議設(shè)置了適當(dāng)?shù)某潆婋娏鳎?級電源轉(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)。
車輛蓄電池單元/電池組：為了獲得大的壽命和性能，車載蓄電池在運(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（如果使用絕緣液體）。
與冷卻相關(guān)的風(fēng)險很高，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)計方面，美國能源部汽車技術(shù)辦公室的一份報告指出：“…[電動汽車]液體流動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同一份報告指出，液體冷卻是電動汽車電池的首選熱管理策略，因為高熱容和熱導(dǎo)率。因此，液體冷卻至關(guān)重要，冷卻系統(tǒng)內(nèi)連接件的堅固性也是如此。
充電電纜：當(dāng)充電率增加時，帶有接線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，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輛電氣接頭直流觸點的溫度。
優(yōu)化液體冷卻-液體連接器注意事項
用于電動汽車和電動汽車供電設(shè)備液體冷卻的精心設(shè)計的流體連接器將：
- 專為液體冷卻應(yīng)用而設(shè)計，無論是現(xiàn)成的還是定制產(chǎn)品。
- 滿足或超過流體相容性、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。
- 避免泄漏-堅固的密封設(shè)計必須能夠承受安裝和使用壓力（側(cè)向載荷、彎曲力、張力），而不會損害密封，從而使昂貴的關(guān)鍵部件暴露在液體中。
- 長期保持連接性能。
- 提供可靠、可重復(fù)的性能和相關(guān)驗證報告。
在為電動汽車/電動汽車供電設(shè)備液體冷卻應(yīng)用指定連接器時，以下特性和性能參數(shù)有助于確保部件相對于整體系統(tǒng)要求以佳方式運(yùn)行。
應(yīng)測試連接器，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CPC或授權(quán)經(jīng)銷商提供的驗證報告，為其液體冷卻連接器的測試方法和結(jié)果提供透明度。
CPC團(tuán)隊運(yùn)用其在熱管理方面的廣泛知識來創(chuàng)建耐用的專用液體冷卻連接器解決方案。使用液體冷卻的電動汽車和其他類別的客戶依賴CPC工程專業(yè)知識來確保其產(chǎn)品和系統(tǒng)提供持久、高效、可靠的無AK和性能可靠。
References
1. IEA (2019).Global EV Outlook 2019. IEA, Paris,
Retrieved at: https://www.iea.org/publications/reports/
globalevoutlook2019/
2. Joselow M. The U.S. has 1 million electric vehicles,
but does it matter? Sci Am. (2018.) Retrieved at:
https://www.scientificamerican.com/article/the-u-shas-1-million-electric-vehicles-but-does-it-matter/
3. Penn I. Las Vegas and back by electric car: 8
hours driving; 5 more plugged in. New York Times.
June 22, 2019. Retrieved at: https://www.nytimes.
com/2019/06/22/business/energy-environment/
electric-cars-charging.html
4. About electrical vehicle charging. Electrify America.
Retrieved at: https://www.electrifyamerica.com/aboutev-charging
5. Chon S., Bhardwaj M., Nene H. Maximizing power
for Level 3 EV charging stations. Retrieved at: http://
www.ti.com/lit/wp/sway014/sway014.pdf
6. California Energy Commission. (Jan. 2018).
Electrical vehicle charger selection guide. Retrieved
at: https://afdc.energy.gov/files/u/publication/EV_
Charger_Selection_Guide_2018-01-112.pdf
7. U.S. Dept. of Energy/Office of Energy Efficiency
and Renewable Energy. (Oct. 2017).
Enabling fast charging: A technology gap assessment.
Retrieved at: https://www.energy.gov/sites/prod/
files/2017/10/f38/XFC%20Technology%20Gap%20
Assessment%20Report_FINAL_10202017.pdf
8. Keyser M. et al. Enabling fast charging—battery
thermal considerations. J. Pow Sour 367 (2017)
228-236. Retrieved at: https://www.osti.gov/servlets/
purl/1408689
9. Cooper L. Liquid cooling tech used in high power
charging solution for EVs. Electronic Specifier.
(Jan. 9, 2018). Retrieved at: https://automotive.
electronicspecifier.com/power/liquid-cooling-techused-in-high-power-charging-solution-for-evs
3180038393
