Индустрия электромобилей уже выходит за рамки 1 МВт. Мегаваттная зарядка сегодня; 3 МВт и 5 МВт находятся на стадии разработки для электрических грузовиков, самолетов и строительной техники. При таких уровнях мощности отходящее тепло увеличивается линейно: зарядное устройство мощностью 5 МВт генерирует в пять раз большую тепловую нагрузку, чем современные устройства. Системы жидкостного охлаждения должны будут работать при более высоких давлениях, более высоких температурах и с более агрессивными диэлектрическими хладагентами. Расширительный бак высокого-из нержавеющей стали, который еще далеко не стал зрелым товаром, вскоре станет критическим узким местом в инновациях.
Три тенденции изменят роль расширительного бака:
1. Управление давлением выше 20 бар. В будущих системах можно будет использовать охлаждение под давлением (до 25–30 бар) для повышения температуры кипения водно-гликолевых смесей, предотвращая локальное кипение. Расширительным бакам потребуются более толстые стенки из нержавеющей стали, а также более продуманная внутренняя конструкция, такая как двух-сепараторы или сепараторы поршневого- типа, чтобы выдерживать экстремальные изменения объема без усталости металла. Анализ методом конечных элементов станет стандартом при проектировании резервуаров.
2. Диэлектрические охлаждающие жидкости. Чтобы обеспечить прямое охлаждение находящихся под напряжением электронных компонентов (например, шин и разъемов), зарядные устройства следующего-поколения переходят на не-проводящие жидкости. Некоторые из них представляют собой синтетические сложные эфиры или фторированные жидкости, которые имеют разные коэффициенты расширения и могут разрушать эластомеры. Нержавеющая сталь, будучи химически инертной, остается единственным совместимым материалом. Однако внутренние детали резервуара (например, поплавковые клапаны или перегородки) необходимо перепроектировать, чтобы избежать гальванических или химических реакций.
3. Компактная модульная конструкция станции. Недвижимость стоит дорого. Будущие зарядные станции будут размещать резервуары, насосы и теплообменники в герметичных шкафах. Это означает, что расширительные баки должны быть меньше, но с более высоким КПД. Ожидайте увидеть «безрезервуарные» интегрированные конструкции, в которых функция расширения встроена в радиатор или коллектор с использованием сильфонного картриджа из нержавеющей стали. Тем не менее, материал остается нержавеющей сталью, потому что ничто другое не может выдержать циклическое изменение давления при высокой температуре.
Кроме того, профилактическое обслуживание коснется расширительных баков. Встроенные датчики давления и датчики акустической эмиссии будут контролировать состояние конструкции резервуара, обнаруживая микротрещины или износ диафрагмы до выхода из строя. Постоянная реакция нержавеющей стали на волны напряжения делает ее идеальной для такого измерения.
В заключение хочу сказать, что расширительный бачок не является пережитком старой гидроники. Это развивающийся,-важнейший компонент, который обеспечит следующий скачок в мощности зарядки. Без достижений в технологии резервуаров из нержавеющей стали зарядка мощностью 5 МВт останется несбыточной мечтой – в буквальном смысле. Будущее сверх-быстрой заправки электромобилей зависит от этого маленького бесшумного баллона.
