新型電纜冷卻系統(tǒng) 有望將充電時間減至5分鐘內(nèi)

電子產(chǎn)品世界

2021年11月22日 10:01

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一直以來，電動汽車的充電時間一直是限制其普及的重要因素，除了電池本身以外，科學家們也一直在尋找縮減充電時間的其他解決方案，例如充電電纜。

近期，一項新研究通過利用一種替代性冷卻技術(shù)來消除充電電纜的熱量，使其能夠在不到5分鐘的時間內(nèi)為一輛電動汽車充電。這項研究成果已于近期發(fā)表在了《國際傳熱傳質(zhì)雜志》（International Journal of Heat and Mass Transfer）上。

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，而更大的電流通常會帶來更多的熱量。當下的解決方案依賴于液體冷卻系統(tǒng)，就像那些用于計算機的系統(tǒng)，可以防止電纜內(nèi)的電線過熱，但這些系統(tǒng)無法在不改變電纜尺寸的情況下進行擴展，從而適應快速充電的更大電流。

因此，美國普渡大學（Purdue University）的科學家與福特汽車公司（Ford Motor Co.）一直在聯(lián)合探索一種用于此類應用的替代冷卻系統(tǒng)，這種系統(tǒng)被稱為“流動沸騰”（flow boiling）。這是指一種特殊的液體在經(jīng)過熱源后會沸騰，然后產(chǎn)生氣泡的蒸汽再次流過熱源又會冷凝成液體，在封閉的系統(tǒng)中不斷循環(huán)。

據(jù)悉，該研究團隊已經(jīng)在這種液體-蒸汽的冷卻技術(shù)上研究了37年。他們介紹稱，通過利用液體和蒸汽兩種形式捕獲熱量的系統(tǒng)能比單純依靠液體冷卻的系統(tǒng)要多移除10倍以上的熱量。這意味著該技術(shù)可以被整合到電動車充電電纜中且可以處理的電流要大得多，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(shù)應用于此類應用。

該研究的負責人Issam Mudawar說，“該行業(yè)在從純液態(tài)冷卻轉(zhuǎn)向液體相變冷卻所需的知識和專業(yè)知識方面存在差距。你如何設(shè)計這個系統(tǒng)？你用什么類型的方程來優(yōu)化它？但我們確實通過廣泛的研究了解到這一點。”

該研究團隊在原型電動車充電電纜中加入了一個液體-蒸汽的熱管理系統(tǒng)，他們報告稱該系統(tǒng)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，遠遠超過當今最先進的解決方案（520安培），并遠超最廣泛使用的低于150安培的充電器。