Комп’ютерне проєктування інноваційних систем охолодження кабелів рідиною у зарядних станціях для електромобілів: аналіз та перспективи

Abstract

Стаття присвячена дослідженню та аналізу інноваційних систем охолодження кабелів рідиною у зарядних станціях для електромобілів. Відзначається актуальність проблем теплового режиму кабельних систем під час процесу зарядки електромобілів та необхідність застосування високоефективних технологій охолодження для забезпечення оптимальних умов функціонування. Особливо підкреслюється, що надійна робота зарядних станцій залежить від ефективності систем охолодження, які мінімізують ризики перегріву кабелів, що можуть призводити до аварійних ситуацій або виходу з ладу обладнання. Система охолодження силового кабелю є критичною для забезпечення ефективності та надійності роботи зарядних станцій, що є важливим в умовах зростання ринку електромобілів та відповідних вимог до інфраструктури. Розглядаються різні типи охолоджувальних рідин, їх теплопровідність, в'язкість, стабільність при високих температурах та діелектричні властивості. Особлива увага приділяється системам охолодження кабелів, які передають великий струм і виділяють значну кількість теплоти. Впровадження рідинного охолодження дає змогу підтримувати оптимальні температурні умови, зменшуючи площу поперечного перерізу та вагу кабелів, що, у свою чергу, сприяє зменшенню витрат на матеріали і підвищенню ефективності енергоспоживання. У статті розглядаються також різні типи систем охолодження, зокрема циркуляційні, поглиблені, імерсійні, а також системи з охолоджувальними трубками всередині струмопровідних жил. Кожна система має свої переваги та недоліки, які детально проаналізовано з погляду на їх застосування в конкретних умовах. Питання вибору діелектричних рідин, таких як силіконові, фторові рідини та ефіри, розглянуто з огляду на їх теплопровідність, стабільність, екологічність, а також довговічність та надійність у складних експлуатаційних умовах. Розглянуто їх сумісність з матеріалами, що використовуються в зарядних станціях, що є важливим для забезпечення тривалого терміну служби систем. В статті наголошено на важливість урахування теплових та електричних характеристик матеріалів під час проєктування систем охолодження, що безпосередньо впливає на загальну ефективність і надійність роботи зарядних станцій. Аналізуються інноваційні рішення для покращання охолодження кабельних мереж при високих температурах і великих навантаженнях, що особливо є актуальним у світлі постійного зростання вимог до швидкості зарядження електромобілів. Автори рекомендують впровадження сучасних рішень у сфері охолодження для підвищення ефективності та безпеки електромобільної інфраструктури, що може стати одним із ключових факторів у розвитку стійкої і екологічно безпечної транспортної системи.

This article is dedicated to the study and analysis of innovative liquid cooling systems for cables in electric vehicle charging stations. The relevance of thermal management issues in cable systems during the charging process of electric vehicles is highlighted, emphasizing the need for highly efficient cooling technologies to ensure optimal operating conditions. The article analyzes current trends in the development of cooling systems for electric vehicle charging stations, particularly the optimization of thermal management using innovative materials and technologies. Cooling is critical to ensure the efficiency and reliability of charging stations, which is vital given the growing electric vehicle market. Various types of cooling liquids are examined, including their thermal conductivity, viscosity, stability at high temperatures, and dielectric properties. Special attention is given to cable cooling systems that transmit large currents and generate significant heat. The implementation of liquid cooling allows for the maintenance of optimal temperature conditions while reducing the cross-sectional area and weight of the cables. The article also discusses different types of cooling systems, such as circulation, deep, immersion, and systems with cooling tubes inside the conductive cores. Each system has its advantages and disadvantages, which are analyzed in detail. The selection of dielectric fluids, such as silicone, fluorinated liquids, and esters, is considered in terms of their thermal conductivity, stability, and environmental impact. Their compatibility with materials used in charging stations is also addressed. The article emphasizes the importance of considering the thermal and electrical characteristics of materials during the design of cooling systems, which impacts the overall efficiency and reliability of charging stations. Innovative solutions for improving the cooling of cable networks under high temperatures and heavy loads are analyzed. The authors recommend the implementation of modern cooling solutions to enhance the efficiency and safety of electric vehicle infrastructure.