Ограничение времени, в течение которого электромобили должны быть подключены к сети, прежде чем они вернутся в дорогу, является важным фактором, способствующим их внедрению, и многие исследования сосредоточены на сокращении времени зарядки.
Новое достижение использует альтернативную технологию охлаждения для отвода тепла от зарядного кабеля, позволяя ему выдерживать ток, необходимый для зарядки электромобиля, менее чем за пять минут.
Скорость, с которой может заряжаться электромобиль, зависит от тока, который может выдержать зарядный кабель (среди других факторов), но с большим током приходит большее количество тепла. Сегодняшние решения полагаются на системы жидкостного охлаждения, подобные тем, которые используются в компьютерах, для предотвращения перегрева проводов внутри кабеля, но эти системы не могут быть использованы для поддержки более высоких токов, иначе кабель становится громоздким и сложным в обращении. .
Ученые из Университета Пердью изучают альтернативную систему охлаждения для таких решений, основанную на так называемом «кипячении в потоке». Это означает, что специальная жидкость проходит мимо источника тепла и доводится до кипения, генерируя пузырьки пара, которые проходят мимо источника тепла и затем конденсируются обратно в жидкую форму, которая непрерывно рециркулирует через закрытую систему.
Руководитель исследования Иссам Мудавар (в центре) в лаборатории Университета Пердью
Фото Университета Пердью / Джаред Пайк
По словам команды, которая работает над этой технологией парожидкостного охлаждения в течение 37 лет, системы, улавливающие тепло с использованием как жидкой, так и паровой формы, способны отводить в 10 раз больше тепла, чем системы, основанные исключительно на жидкостном охлаждении. Это означает, что технология может быть интегрирована в кабель для зарядки электромобиля с гораздо более высоким током без необходимости увеличения его размера. Целью этого нового исследования было изучить, как технология может быть применена к таким задачам.
«В отрасли имеется пробел в знаниях и опыте, необходимых для перехода от чисто жидкостного охлаждения к жидкостному охлаждению с фазовым переходом», — говорит руководитель исследования Иссам Мудавар. «Как вы проектируете систему? Какие уравнения вы используете для оптимизации? Но мы действительно обладаем этими знаниями благодаря нашим обширным исследованиям ».
Мудавар и его команда превратили систему управления теплопередачей жидкости в пар в прототип зарядного кабеля для электромобиля, который, как они сообщают, может отводить 24,22 кВт тепла. Это позволило ему выдерживать ток более 2400 ампер, что намного превышает современные решения, которые предлагают до 520 ампер и намного превосходят наиболее широко доступные зарядные устройства, работающие в диапазон до 150 ампер. Основываясь на своих экспериментах, ученые говорят, что с помощью этой технологии можно заряжать электромобили за пять минут, а может, и меньше.
Диаграмма, показывающая токи, которые может выдержать прототип кабеля, по сравнению с другими в отрасли
Изображение университета / Иссам Мудавар
«Промышленности на самом деле не нужны электромобили для зарядки быстрее, чем за пять минут, но мы думаем, что можем увеличить ток еще больше, изменив как состояние поступающей жидкости, так и конструкцию охлаждающего пространства вокруг проводников в зарядном кабеле. , — говорит Мудавар.
Вы можете посмотреть видео, объясняющее технологию ниже, а исследование было опубликовано в Международном журнале тепломассообмена.
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК