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液汽冷卻---一種新的充電電纜技術(shù)

科學(xué)家們展示了一種原型電纜，可以在五分鐘內(nèi)處理為電動(dòng)汽車充電所需的電流。

限制電動(dòng)汽車在重新上路前需要充電的時(shí)間是推動(dòng)其采用的一個(gè)重要因素，許多研究都集中在減少這些充電時(shí)間上。一項(xiàng)新的進(jìn)步利用替代冷卻技術(shù)從充電電纜中帶走熱量，使其能夠在五分鐘內(nèi)處理電動(dòng)汽車充電所需的電流類型。

電動(dòng)汽車的充電速率取決于充電電纜可以處理的電流（以及其他因素），電流越大，熱量越多。今天的解決方案依賴于液體冷卻系統(tǒng)，如計(jì)算機(jī)中使用的系統(tǒng)，以防止電纜內(nèi)的電線過熱，但這些系統(tǒng)無法擴(kuò)展以適應(yīng)更高的電流以進(jìn)行快速充電，而不會(huì)使電纜變得笨重且難以處理.

普渡大學(xué)的科學(xué)家們一直在探索一種用于此類應(yīng)用的替代冷卻系統(tǒng)，基于所謂的“流動(dòng)沸騰”。這看到一種特殊的液體通過熱源并沸騰，產(chǎn)生蒸汽氣泡，流過熱源，然后冷凝回液體形式，通過封閉系統(tǒng)連續(xù)循環(huán)。

普渡大學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究負(fù)責(zé)人 Issam Mudawar（中）

該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)研究了這種液體到蒸汽冷卻技術(shù) 37 年，該團(tuán)隊(duì)表示，使用液體和蒸汽形式捕獲熱量的系統(tǒng)能夠去除的熱量是僅依靠液體冷卻的系統(tǒng)的 10 倍以上。這意味著該技術(shù)可以集成到具有更高電流的電動(dòng)汽車充電電纜中，而不必?cái)U(kuò)大其尺寸。這項(xiàng)新研究的目的是探索如何將該技術(shù)應(yīng)用于此類應(yīng)用。

研究負(fù)責(zé)人 Issam Mudawar 說：“該行業(yè)在從純液體冷卻轉(zhuǎn)換為液相變冷卻所需的知識(shí)和專業(yè)知識(shí)方面存在差距。“您如何設(shè)計(jì)系統(tǒng)？你用什么類型的方程來優(yōu)化它？但我們確實(shí)通過廣泛的研究掌握了這些知識(shí)。”

Mudawar 和他的團(tuán)隊(duì)在原型 EV 充電電纜中使用了液體-蒸汽熱管理系統(tǒng)，他們報(bào)告說該電纜可以帶走 24.22 kW 的熱量。這使其能夠處理超過 2,400 安培的電流，遠(yuǎn)高于當(dāng)今提供高達(dá) 520 安培的最先進(jìn)的解決方案，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過運(yùn)行低于 150 安培的最廣泛使用的充電器。根據(jù)他們的實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家們表示，該技術(shù)可以在五分鐘內(nèi)為電動(dòng)汽車充電，甚至更短。

圖表描繪了原型電纜可以處理的電流，與業(yè)內(nèi)其他電纜相比。

“業(yè)界并不真正需要電動(dòng)汽車的充電速度超過五分鐘，但我們認(rèn)為我們可以通過修改進(jìn)入液體的狀態(tài)和充電電纜中導(dǎo)線周圍冷卻空間的設(shè)計(jì)來進(jìn)一步增加電流，”穆達(dá)瓦爾說。

該團(tuán)隊(duì)尚未在實(shí)際電動(dòng)汽車上測(cè)試該技術(shù)，僅在模擬充電站環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中展示了電纜的潛力。該項(xiàng)目完全具有前瞻性，因?yàn)殡妱?dòng)汽車電池和電源的額定電流也需要達(dá)到 2,500 安培才能使電纜正常工作，盡管該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃與制造商合作，在兩年內(nèi)在電動(dòng)汽車上對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。