限制電動汽車在返回道路之前需要插電的時間是推動其採用的一個重要因素,許多研究的重點是減少這些充電時間。現在,一項新研究則透過利用一種替代性冷卻技術來消除充電電纜的熱量,進而使其能夠處理在五分鐘內為電動汽車充電所需的電流型別。
電動汽車的充電速度由充電電纜所能處理的電流及其他因素決定,而更大的電流會帶來更多的熱量。當下的解決方案依賴於液體冷卻系統,就像那些用於計算機的系統,可以防止電纜內的電線過熱,但這些系統無法在電纜變得笨重和難以處理的情況下擴充套件進而適應快速充電的更大電流。
普渡大學的科學家們一直在探索一種用於此類應用的替代性冷卻系統,而其基礎則是所謂的“流動沸騰”。這看到一種專門的液體透過一個熱源並被煮沸,產生的蒸汽氣泡流過熱源,然後被冷凝成液體形式以在封閉的系統中不斷迴圈。
據悉,該研究團隊已經在這種液體到蒸汽的冷卻技術上工作了37年。他們介紹稱,透過利用液體和蒸汽兩種形式捕獲熱量的系統能比單純依靠液體冷卻的系統多移除10倍以上的熱量。這意味著該技術可以被整合到電動車充電電纜中且電流要大得多,而不一定要擴大其尺寸。這項新研究的目的是探索如何將該技術應用於此類應用。
“該行業在從純液體冷卻轉向液體相變冷卻所需的知識和專業技術方面存在差距,”這項研究的領導者Issam Mudawar表示,“你如何設計該系統?你用什麼型別的方程式來最佳化它?但我們透過廣泛的研究確實掌握了這些知識。”
Mudawar和他的團隊在原型電動車充電電纜中使用了一個液體到蒸汽的熱管理系統,他們報告稱該系統可以去除24.22千瓦的熱量。這使它能處理超過2400安培的電流,遠遠高於今天提供高達520安培的最先進的解決方案並遠超最廣泛使用的低於150安培的充電器。根據他們的實驗,科學家們稱這項技術可以在5分鐘內為電動汽車充電,甚至更短。
Mudawar表示:“業界並不真正需要電動車的充電速度超過5分鐘,但我們認為我們可以透過修改進入的液體狀態和充電電纜中導體線周圍的冷卻空間的設計來增加更多的電流。”
該團隊尚未在實際的電動車上測試該技術,只是在模擬充電站環境的實驗室實驗中展示了該電纜的潛力。由於電動車電池和電源都需要達到2500安培的額定電流才能使電纜發揮作用,所以這一專案是帶前瞻性的。不過該團隊計劃在兩年內與製造商合作進而在電動車上進行測試。