Как избежать проблем с перегревом на уличных зарядных станциях?

На наружных зарядных станциях существует значительный риск перегрева, в том числе из-за высоких температур летом, сильного солнечного света и непрерывной зарядки с высокой нагрузкой. Перегрев может привести к автоматическому снижению мощности, частым перебоям в зарядке, ускоренному старению силовых модулей, увеличению числа отказов и даже к потенциальным опасностям. Понимание того, как избежать проблем с перегревом на наружных зарядных станциях для электромобилей, поможет вам более эффективно использовать возможности вашего электромобиля.

Встроенное стационарное зарядное устройство: Все модули питания переменного/постоянного тока, индукторы и трансформаторы герметично заключены в узкий корпус рядом с парковочным местом. Прямые солнечные лучи вызывают нагрев корпуса, и внутреннее тепло не может эффективно рассеиваться. Длительная работа под полной нагрузкой может легко активировать защиту от перегрева.

Модульная раздельная зарядная станция: Тепловыделяющий силовой шкаф можно разместить в прохладном углу, отдельном помещении для оборудования или в хорошо вентилируемом месте у стены, вдали от прямых солнечных лучей и теплового излучения автомобиля. Легкий зарядный терминал содержит только коммуникационные и дисплейные компоненты, которые практически не выделяют тепла, что значительно снижает риск перегрева. Централизованная структура теплоотвода силового шкафа поддерживает больший радиатор и независимые вентиляционные каналы, обеспечивая на 20% более высокую эффективность теплоотвода, чем у встроенных зарядных станций.

Стандартная конфигурация: Интеллектуальный вентилятор с регулируемой скоростью вращения и температурным контролем, вертикальный воздуховод дымоходного типа и многослойная конструкция системы отвода тепла для силового модуля. Вентилятор автоматически ускоряется при внутренней температуре выше 45℃ и замедляется при низкой температуре для экономии энергии и снижения уровня шума.

Требования к выбору: На входе и выходе воздуха установлены независимые пылевые фильтры для предотвращения засорения каналов теплоотвода пылью. Для снижения тепловой нагрузки используются силовые модули из карбида кремния (SiC), выделяющие меньше тепла, чем традиционные кремниевые модули.

Жидкостное охлаждение напрямую отводит тепло от силового модуля и зарядного кабеля, обеспечивая эффективность отвода тепла в 3-5 раз выше, чем воздушное охлаждение. Даже при температуре окружающей среды выше 40℃ внутренняя температура модуля может поддерживаться ниже 55℃, сохраняя номинальную выходную мощность без снижения. Зарядные кабели с жидкостным охлаждением легче, предотвращают перегрев и возгорание при высоких токах, а также решают распространенную летнюю проблему перегрева зарядных устройств.

Промышленные компоненты с широким диапазоном рабочих температур: Основная плата управления, конденсаторы и модули IGBT поддерживают диапазон рабочих температур от -40℃ до 85℃, предотвращая резкое снижение производительности при температуре выше 50℃.

Теплопроводящая конструкция корпуса: Корпус имеет встроенные теплоотводящие ребра, а внутренние стенки облицованы высокотемпературным изоляционным хлопком для изоляции от солнечного излучения; внешняя оболочка изготовлена ​​из УФ-стойкой оцинкованной стали или модифицированного поликарбоната для предотвращения деформации и теплопередачи после длительного воздействия солнечного света.

Независимые датчики температуры: Внутри корпуса расположены несколько точек контроля температуры для мониторинга силового модуля, основного блока управления и выходных цепей; при превышении внутренней температуры порога в 60℃ система автоматически снижает мощность или подает сигнал тревоги.

Дополнительный обогрев для предотвращения конденсации: Большие перепады температур между днем ​​и ночью могут легко привести к образованию внутренней конденсации. Конденсация в сочетании с высокими температурами может вызвать короткое замыкание в печатных платах; встроенный маломощный модуль осушения и нагрева поддерживает воздух внутри сухим, одновременно рассеивая тепло.

Прямой солнечный свет является основной причиной повышения температуры шкафа. В полдень внутренняя температура оборудования, находящегося под прямыми солнечными лучами, может быть на 10-15°C выше, чем у оборудования в тени.

Стандартный солнцезащитный навес: выступает наружу на 0,8-1 метр, закрывая весь шкаф и область зарядного устройства; верхняя часть выполнена из полых изоляционных панелей вместо одного слоя листового металла для снижения теплопроводности.

Солнечный навес: двойная польза — блокирует солнечный свет и вырабатывает электроэнергию для зарядной станции; между верхней частью зарядного устройства и навесом оставлен вентиляционный зазор 30-50 см для создания естественной конвекции и предотвращения накопления горячего воздуха в закрытом пространстве.

Для модульных силовых шкафов: следует установить отдельный небольшой солнцезащитный навес, который не должен быть общим с зарядным терминалом, чтобы предотвратить перекрестное тепловое загрязнение.

Встроенные зарядные устройства постоянного тока: Оставляйте зазор ≥1,2 метра с левой, правой и задней сторон каждого шкафа; не размещайте несколько зарядных устройств вплотную друг к другу, иначе горячий воздух, выходящий из переднего блока зарядных устройств, будет затягиваться в воздухозаборник заднего блока, создавая эффект теплового острова.

Модульные силовые шкафы: При установке на заднюю стену требуется вентиляционный зазор ≥30 см между шкафом и стеной; нижняя часть всего зарядного оборудования должна находиться на высоте 15-20 см от пола, чтобы избежать теплового излучения от земли и скопления дождевой воды, засоряющей нижние вентиляционные отверстия.

Держите подальше от источников тепла: Не устанавливайте зарядные устройства рядом с выхлопными патрубками автомобилей, зонами охлаждения двигателя, котельными или зонами охлаждения трансформаторов.

Наружная система распыления воды: Установите устройства для распыления водяного тумана низкого давления вокруг зоны зарядки, что позволит снизить температуру окружающей среды на 5-8℃ в периоды пиковых температур; используйте распыление пресной воды в прибрежных районах, чтобы избежать коррозии от солевого тумана.

Оптимизация естественной вентиляции: Высадите высокие тенистые деревья вокруг станции, чтобы создать естественную буферную зону охлаждения; избегайте плотно расположенных закрытых парковок с плохой циркуляцией воздуха.

Независимые вентиляционные помещения для распределительных шкафов: На крупных станциях модульные распределительные шкафы размещаются в полуоткрытых вентиляционных помещениях и оснащаются вытяжными вентиляторами для отвода горячего воздуха наружу.

Основным источником тепловыделения является длительная работа силовых модулей на полной нагрузке; разумное планирование нагрузки может значительно снизить тепловыделение:

Фоновая система OCPP 2.0.1 распределяет мощность в зависимости от количества заряжаемых устройств, избегая одновременной работы всех модулей на полной нагрузке. Рабочая нагрузка отдельных модулей контролируется ниже 80% для снижения тепловыделения и продления срока службы.

В самый жаркий период лета, с 12:00 до 15:00, устанавливается мягкое фоновое ограничение мощности для соответствующего снижения максимальной выходной мощности всей площадки, избегая непрерывной работы с высоким током и исключая риск перегрева и отключения.

Когда система обнаруживает, что внутренняя температура шкафа превышает 50℃, она автоматически снижает приоритет зарядки автомобилей с более высоким уровнем заряда батареи (выше 80%), обеспечивая поддержание базовой скорости зарядки для автомобилей с низким уровнем заряда батареи при одновременном снижении общей тепловой нагрузки.

Круглосуточно загружает данные о температуре стойки, состоянии работы вентилятора и температуре модуля на платформу CSMS; отправляет оповещения на мобильный телефон при аномальном повышении температуры, остановке вентилятора и блокировке каналов теплоотвода, а также организует техническое обслуживание до возникновения перегрева.

Нет. Основной недостаток интегрированных зарядных станций — ограниченное пространство в корпусе и концентрированный источник тепла. Простое добавление вентиляторов не решает проблему накопления тепла, вызванного прямыми солнечными лучами и замкнутыми пространствами; мощные наружные станции по-прежнему требуют модульной, отдельной конструкции.

Системы жидкостного охлаждения используют циркуляционные трубки и внешние радиаторы. Накопление пыли и засорение радиатора, а также ухудшение качества охлаждающей жидкости могут привести к нарушению отвода тепла, поэтому требуется ежегодное обслуживание трубок.

Длительная зарядка под прямыми солнечными лучами также может привести к снижению мощности зарядного устройства; зарядные станции переменного тока также должны быть оборудованы солнцезащитными экранами и регулярно очищаться от пыли.

В мощных сверхбыстрых зарядных станциях и тропических регионах с высокими температурами приоритет отдается технологиям жидкостного охлаждения. Наиболее экономически эффективными мерами пассивного охлаждения для снижения теплового воздействия солнечного излучения являются строительство на месте, затенение/навесы для автомобилей с солнечными батареями и стандартизированное расстояние между вентиляционными отверстиями.