Форд и Университет Пердью объявили о совместном исследовательском проекте по альтернативному решению для охлаждения кабелей быстрой зарядки, в котором используется материал с фазовым переходом (PCM).
Кабели большой мощности (в случае автомобилей, в настоящее время обычно до 350 кВт) сегодня имеют жидкостное охлаждение (обычно с помпой и радиатором в зарядном устройстве), что позволяет им оставаться относительно тонкими и легкими.
Без жидкостного охлаждения было бы трудно увеличить выходную мощность сверх базовых 50–100 кВт, которые мы видели в первые годы, потому что кабель и вилка были бы слишком горячими (как для пользователя, так и для изоляции). Его размер и вес должны были быть огромными.
Майкл Дегнер, старший технический руководитель Ford Research and Advanced Engineering, сказал: «Сегодня зарядные устройства ограничены в том, насколько быстро они могут заряжать аккумулятор электромобиля из-за опасности перегрева. Для более быстрой зарядки требуется больший ток, проходящий через зарядный кабель. Чем выше ток, тем больше тепла необходимо отвести, чтобы кабель оставался в рабочем состоянии ».
Однако в будущем могут появиться и другие подходы, такие как недавно анонсированный запатентованный кабель для зарядной станции.
Согласно пресс-релизу, идея заключается в использовании активного охлаждающего агента, который при нагревании меняет фазу с жидкости на пар.
«Исследователи Purdue сосредотачиваются на альтернативном методе охлаждения, разрабатывая зарядный кабель, который может подавать повышенный ток. В кабеле используется жидкость в качестве активного охлаждающего агента, который может помочь отвести больше тепла от кабеля, изменяя фазу с жидкости на пар - ключевое отличие этой технологии от существующей на рынке технологии с жидкостным охлаждением».
«Идея этой технологии возникла на основе понимания командой Ford проблем, с которыми сталкивается переход к более высокой скорости зарядки, а также области знаний исследователей Purdue. Команды регулярно сотрудничают, чтобы анализировать последние результаты и давать отзывы по основным направлениям, например технология разработана».
Переход от одной фазы к другой в основном поглощает энергию, которая обычно превращается в чрезмерное тепло. Как только зарядка закончится и температура начнет опускаться ниже точки фазового перехода, PCM снова перейдет из пара в жидкость. Этот цикл будет повторяться с каждой зарядкой большой мощности.
Конечно, PCM, действующий в качестве временного накопителя энергии, должен иметь необходимую емкость для обработки по крайней мере одного регулярного сеанса зарядки каждые несколько минут, потому что в противном случае мощность зарядки будет ограничена температурой кабеля.
Это продвинутое решение с некоторыми преимуществами, но пока сложно сказать, будет ли оно жизнеспособным. Ожидается, что испытания прототипа зарядного кабеля начнутся в ближайшие два года.
Если бы только электромобили могли принимать такие токи (2500 А при 800 В равнялись бы 2 МВт), они бы заряжались так же быстро, как и обычные заправочные станции.
Для нас материалы с фазовым переходом - не новость, поскольку мы знаем их как одну из альтернатив, рассматриваемых для охлаждения аккумуляторной батареи. В США одним из пионеров технологии пассивного терморегулирования с композитом с фазовым переходом была компания AllCell Technologies, но до сих пор ни в одном электромобиле это решение не использовалось.
