Υγρόψυκτα καλώδια φόρτισης: Γιατί το 500 A χρειάζεται ψυκτικό υγρό

Πάνω από ένα συγκεκριμένο ρεύμα, ένα καλώδιο φόρτισης παύει να είναι καλώδιο και γίνεται θερμικό πρόβλημα. Ο χαλκός που απαιτείται για τη μεταφορά του ρεύματος χωρίς υπερθέρμανση αυξάνεται ταχύτερα από το ρεύμα, όπως και το βάρος του. Σε κάποιο σημείο το καλώδιο είναι τεχνικά ικανό και πρακτικά άχρηστο, επειδή ο οδηγός δεν μπορεί να το σηκώσει, να το τυλίξει ή να το σπρώξει σε έναν σύνδεσμο.

Η υγρή ψύξη είναι η μηχανική απάντηση σε αυτόν τον τοίχο. Δεν είναι ένα χαρακτηριστικό μάρκετινγκ βιδωμένο σε μεγάλο αριθμό. Είναι αυτό που κάνει τον αριθμό δυνατό χωρίς καλώδιο που ζυγίζει όσο ένας πυροσβεστικός σωλήνας. Η κατανόηση του πού βρίσκεται ο τοίχος εξηγεί γιατί ορισμένοι ακροδέκτες είναι υγρόψυκτοι και άλλοι στην ίδια τοποθεσία όχι.

Η θερμότητα κλιμακώνεται με το τετράγωνο του ρεύματος

Η θερμότητα που παράγεται σε έναν αγωγό ακολουθεί το τετράγωνο του ρεύματος που διέρχεται από αυτόν, πολλαπλασιαζόμενο με την αντίστασή του. Διπλασιάστε το ρεύμα και η θερμότητα τετραπλασιάζεται. Αυτή η σχέση είναι όλη η ιστορία του σχεδιασμού καλωδίων υψηλής ισχύος και γι' αυτό το άλμα από έναν μέτριο φορτιστή σε έναν εξαιρετικά γρήγορο δεν είναι μια άσκηση γραμμικής μηχανικής.

Η ζέστη πρέπει να πάει κάπου. Φεύγει μέσα από τη μόνωση, μέσα από το χιτώνιο του καλωδίου και στον περιβάλλοντα αέρα. Ο ρυθμός με τον οποίο μπορεί να φύγει εξαρτάται από την επιφάνεια του καλωδίου και από τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του καλωδίου και του περιβάλλοντός του. Και τα δύο είναι περιορισμένα: η επιφάνεια αυξάνεται με τη διάμετρο και η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι ό,τι προσφέρει η τοποθεσία, συχνά με ηλιακή φόρτιση από πάνω.

Έτσι το ζήτημα του σχεδιασμού γίνεται κυκλικό. Περισσότερο ρεύμα σημαίνει περισσότερη θερμότητα, που σημαίνει μεγαλύτερη επιφάνεια, που σημαίνει παχύτερο καλώδιο, που σημαίνει περισσότερη μόνωση και περισσότερο βάρος, γεγονός που καθιστά το καλώδιο πιο δύσκολο στο χειρισμό. Κάθε βήμα αυτού του βρόχου κάνει το επόμενο χειρότερο.

Τι συμβαίνει με το βάρος του χαλκού

Η διατήρηση της αντίστασης σε χαμηλά επίπεδα σε υψηλό ρεύμα απαιτεί επιφάνεια διατομής και ο χαλκός είναι βαρύς. Το καλώδιο φέρει επίσης έναν προστατευτικό αγωγό, θωράκιση, καλώδια ανίχνευσης και τη διαδρομή ψύξης, εάν υπάρχει, όλα μέσα σε ένα μπουφάν που πρέπει να επιβιώσει όταν σύρεται σε ένα προαύλιο.

Το αποτέλεσμα είναι ένα καλώδιο του οποίου η ακαμψία αυξάνεται πιο γρήγορα από ό,τι υποδηλώνει η διάμετρός του. Ένα καλώδιο που είναι απλώς παχύ είναι άβολο. Ένα καλώδιο που είναι παχύ και άκαμπτο δεν μπορεί να τυλιχτεί από έναν οδηγό με χειμωνιάτικα γάντια και ένα καλώδιο που δεν μπορεί να τυλιχτεί πέφτει, σύρεται και περνάει. Στη συνέχεια, η ζημιά χειρισμού γίνεται ο κυρίαρχος τρόπος αστοχίας, τον οποίο καμία τρέχουσα χωρητικότητα δεν αντισταθμίζει.

Αυτός είναι ο πρακτικός λόγος που η βιομηχανία δεν αύξησε απλώς τα αερόψυκτα καλώδια. Πέρα από ένα ορισμένο σημείο το προϊόν θα πληρούσε τις ηλεκτρικές του προδιαγραφές και θα αποτύγχανε ως προϊόν.

Εκεί που η ψύξη με αέρα σταματά να είναι πρακτική

Η ψύξη αέρα σε αυτό το πλαίσιο δεν είναι ανεμιστήρας που φυσάει στο καλώδιο. Σημαίνει ότι το καλώδιο βασίζεται σε φυσική ή αναγκαστική κίνηση αέρα πάνω από την επιφάνειά του για να απομακρύνει τη θερμότητα, κάτι που κάνει κάθε συνηθισμένο καλώδιο. Λειτουργεί καλά μέχρι ένα σημείο, και αυτό το σημείο κινείται ανάλογα με τις συνθήκες.

Ο κρύος αέρας του περιβάλλοντος και οι σύντομες συνεδρίες το ευνοούν. Τα ζεστά κλίματα, ο άμεσος ήλιος, τα καλώδια που βρίσκονται σε καυτή άσφαλτο και οι συνεχείς συνεχόμενες συνεδρίες λειτουργούν εναντίον του. Ένα καλώδιο ονομαστικής έντασης ρεύματος σε ένα εργαστήριο μπορεί να χρειαστεί να υποβαθμιστεί σε ένα προαύλιο το καλοκαίρι και αυτή η μείωση εφαρμόζεται από τον φορτιστή και όχι από τον οδηγό, επομένως το ορατό αποτέλεσμα είναι μια πιο αργή συνεδρία χωρίς εξήγηση.

Επομένως, η μετάβαση δεν είναι ένα απότομο κατώφλι αλλά μια περιοχή. Γύρω από τη μέση του εύρους υψηλής ισχύος, τα σχέδια αποκλίνουν: μερικά χρησιμοποιούν μεγαλύτερους αγωγούς και δέχονται το βάρος, άλλα δέχονται τη μείωση της θερμότητας, άλλα μετακινούνται σε υγρό. Η επιλογή που έκανε ένας προμηθευτής είναι ορατή στη διάμετρο του καλωδίου και στην καμπύλη μείωσης που δημοσιεύεται για το τερματικό.

Πώς λειτουργεί η υγρή ψύξη μέσα σε ένα καλώδιο

Ένα υγρόψυκτο καλώδιο φέρει ένα κύκλωμα ψυκτικού υγρού δίπλα ή γύρω από τους αγωγούς. Η θερμότητα μετακινείται από τον χαλκό στο ψυκτικό υγρό, το ψυκτικό ταξιδεύει πίσω μέσω του καλωδίου σε έναν εναλλάκτη θερμότητας στον ακροδέκτη ή στο ερμάριο και το ψυχρό υγρό επιστρέφει. Το καλώδιο δεν περιορίζεται πλέον από το πόσο γρήγορα μπορεί να διαφύγει η θερμότητα από την επιφάνειά του, επειδή η θερμότητα απομακρύνεται από το εσωτερικό.

Δύο συνέπειες ακολουθούν άμεσα. Η διατομή του αγωγού μπορεί να είναι μικρότερη για το ίδιο ρεύμα, επειδή η αύξηση της θερμοκρασίας ελέγχεται από το ψυκτικό και όχι μόνο από τον χαλκό. Και το καλώδιο μπορεί να γίνει πιο λεπτό και ελαφρύτερο, γεγονός που αποκαθιστά τις ιδιότητες χειρισμού που χάνει ένας αμιγώς αερόψυκτος σχεδιασμός σε υψηλό ρεύμα.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η υγρή ψύξη συγκεντρώνεται στον σύνδεσμο και όχι σε ολόκληρη τη διαδρομή. Το μεγαλύτερο μέρος της θερμότητας και σχεδόν όλο το πρόβλημα χειρισμού βρίσκονται στα τελευταία μέτρα: το καλώδιο που αγγίζει ο οδηγός, το σώμα του συνδετήρα και οι ακίδες επαφής. Η ψύξη αυτού του τμήματος προσφέρει το μεγαλύτερο μέρος του οφέλους για ένα κλάσμα της πολυπλοκότητας της ψύξης ολόκληρης της λειτουργίας DC.

Ένας μεμονωμένος διανομέας μπορεί επομένως να περιέχει και τα δύο είδη τερματικού. Το Ο ακροδέκτης HPC βαθμολογείται στα 500 A με σύντομη ώθηση στα 600 A και χρησιμοποιεί υγρόψυκτο καλώδιο, ενώ ο ακροδέκτης ενίσχυσης στον ίδιο κεντρικό υπολογιστή είναι αερόψυκτος. Η σύζευξη είναι σκόπιμη: το ψυχόμενο τερματικό εξυπηρετεί τον οδηγό που χρειάζεται την ταχύτερη δυνατή στάση και το αερόψυκτο εξυπηρετεί τον οδηγό που δεν χρειάζεται, με χαμηλότερο κόστος και με απλούστερη συντήρηση.

Τι αλλάζει για τη συντήρηση

Ένα υγρόψυκτο καλώδιο εισάγει ένα νέο υποσύστημα και μαζί του ένα νέο σύνολο τρόπων αστοχίας. Το καλώδιο δεν είναι πλέον ένα παθητικό μέρος που είτε άγει είτε όχι. Έχει ένα κύκλωμα που μπορεί να διαρρεύσει, μια αντλία που μπορεί να αποτύχει, μια δεξαμενή που μπορεί να πέσει κάτω από το επίπεδο και συνδέσμους που μπορούν να αναπτύξουν ένα αργό κλάμα όπου ενώνεται η διαδρομή του ψυκτικού.

Η συνέπεια για έναν χειριστή είναι ότι η λίστα επιθεώρησης αλλάζει. Η κατάσταση του καλωδίου εξακολουθεί να έχει σημασία, αλλά συνδυάζεται με τη στάθμη του ψυκτικού υγρού, τα ορατά υπολείμματα στις αρθρώσεις, τη λειτουργία της αντλίας και τις ενδείξεις θερμοκρασίας που αναφέρει ο ακροδέκτης κατά τη διάρκεια μιας συνεδρίας. Ένας ακροδέκτης που υποβαθμίζεται νωρίτερα από ό,τι στο παρελθόν μπορεί να έχει μερικώς μπλοκαρισμένη διαδρομή ψυκτικού υγρού και όχι βλάβη στο στάδιο ισχύος.

Υπάρχει επίσης ένα πρακτικό σημείο σχετικά με τις επισκευές. Ένα κατεστραμμένο υγρόψυκτο καλώδιο δεν είναι σύνδεση πεδίου. Είναι μια μονάδα που αντικαθίσταται και επιστρέφεται, πράγμα που σημαίνει ότι ο ιστότοπος χρειάζεται εφεδρικό ή δέχεται διακοπές λειτουργίας. Αυτό ανήκει στο σχέδιο συντήρησης και στον κατάλογο ανταλλακτικών και σπάνια συζητείται στο στάδιο της προμήθειας.

Όταν το 500 A είναι η λάθος απάντηση

Η περίπτωση της υγρής ψύξης είναι ισχυρή, γεγονός που καθιστά εύκολο τον υπερβολικό προσδιορισμό. Τέσσερις καταστάσεις συνηγορούν εναντίον του.

Όταν η τοποθεσία δεν μπορεί να υποστηρίξει την τροφοδοσία πίσω από το καλώδιο, η βαθμολογία του καλωδίου είναι διακοσμητική. Ένα τερματικό 500 A σε μια παροχή που επιτρέπει ένα κλάσμα αυτού δεν προσφέρει τίποτα επιπλέον και προσθέτει ένα υποσύστημα συντήρησης χωρίς όφελος.

Όταν τα οχήματα δεν μπορούν να το δεχτούν, ισχύει το ίδιο. Ένας στόλος φορτηγών με μέτρια ποσοστά αποδοχής DC περνά το μεγαλύτερο μέρος μιας συνεδρίας κάτω από αυτό που παρέχει ένα αερόψυκτο τερματικό.

Όταν ο χρόνος παραμονής είναι μεγάλος, η απόδοση δεν είναι ο περιορισμός. Ένας χώρος στάθμευσης λιανικής με δίωρη παραμονή κερδίζει ελάχιστα από τη μείωση στο μισό ενός χρόνου φόρτισης που είναι ήδη μικρότερος από το ταξίδι για ψώνια.

Και όταν ο χειριστής δεν μπορεί να διατηρήσει το κύκλωμα ψύξης, ένα υποσυντηρημένο σύστημα υγρού είναι χειρότερο από ένα αερόψυκτο, επειδή αποτυγχάνει με τρόπους που είναι πιο δύσκολο να φανούν. Η ρεαλιστική σύγκριση δεν είναι το ρεύμα αιχμής, αλλά η παρεχόμενη ενέργεια ανά εβδομάδα, και αυτός ο αριθμός εξαρτάται από το χρόνο λειτουργίας όσο και από τα αμπέρ. Το Το εύρος εξαιρετικά γρήγορης φόρτισης συνδυάζει και τους δύο τύπους τερματικών για αυτόν τον λόγο, έτσι ώστε ένας χώρος διαδρόμου να μπορεί να τα αναμειγνύει αντί να ψύχει κάθε κόλπο.

Το χρήσιμο ερώτημα προδιαγραφών δεν είναι επομένως εάν ένα τερματικό φτάνει σε ένα ρεύμα τίτλου, αλλά υπό ποιες συνθήκες το διατηρεί. Μια καμπύλη μείωσης, ένα διάστημα συντήρησης ψυκτικού υγρού και μια δηλωμένη πολιτική αντικατάστασης για το καλώδιο απαντούν σε αυτό. Ένας μόνο αριθμός κορυφής δεν το κάνει.