福特和普渡開發(fā)交替冷卻的快速充電電纜

來源：線束世界?作者：線束世界-Jimmy?2021-11-12 11:59

一直以來阻礙電動汽車快速發(fā)展的諸多因素中，充電時間?是一個繞不開的話題，隨著電池技術(shù)的不斷突破和提升，充電速度也是一個急需破題的領(lǐng)域；

目前對于電動汽車而言，大功率充電可以達(dá)到350KW-500KW，而未來超級充電，比如“chaoji"甚至可以高達(dá)900KW（600A x 1.5kV），對于商用車而言，會奔著高達(dá)3MW的充電走，所以即使”超級充電“狀態(tài)下的?600A左右電流（比如特斯拉的快充）也不會是終點，未來充電電流也許會高達(dá)2000A+，而先階段500-600A?的極致充電就已經(jīng)必須上液冷系統(tǒng)輔助充電了，否則高熱量和較大的截面積和重量都讓人無法操作，但是液冷也只是一種輔助冷卻的手段，但是隨著功率的增加，電壓電流都會持續(xù)提高，如何找到一種更為有效的解決辦法就比較重要；

最近福特和普渡大學(xué)宣布了一項關(guān)于快速充電電纜替代冷卻解決方案的聯(lián)合研究項目，該解決方案涉及一種相變材料 (PCM)，目前正在申請專利的帶有 PCM 的充電站電纜。

根據(jù)新聞稿，這個想法是使用一種活性冷卻劑，當(dāng)變熱時，它會從液體變成蒸汽。如下是新聞稿內(nèi)容：

"Purdue researchers are focusing on an alternative cooling method by designing a charging cable that can deliver an increased current. The cable uses liquid as an active cooling agent, which can help extract more heat from the cable by changing phase from liquid to vapor – the key difference between this and current liquid-cooled technology on the market"

"The idea for this technology originated based on the Ford team’s understanding of the challenges faced going to faster charging rates, as well as Purdue researchers’ area of expertise. The teams collaborate regularly to review the latest results and give feedback on areas of focus as the technology is developed."

從一個相到另一個相的轉(zhuǎn)變基本上吸收了通常會變成過多熱量的能量。一旦充電結(jié)束，溫度將開始下降到相變點以下，PCM 將再次從蒸氣變?yōu)橐后w。每次大功率充電都會重復(fù)此循環(huán)，可以理解成為一種熱交換方式，當(dāng)然，作為臨時儲能的 PCM 必須具有必要的容量來處理至少每幾分鐘一次的常規(guī)充電反饋，否則充電輸出會受到電纜溫度的限制。

普渡大學(xué)的研究人員發(fā)布了一張圖表，該圖表表明，與當(dāng)今最先進(jìn)的商業(yè)充電解決方案中的約 500 A 相比，他們在實驗室中可以實現(xiàn)高出約 5 倍的電流 (2,500 A)。據(jù)了解，最大值僅在 PCM 容量耗盡（當(dāng)整個活性冷卻劑變成蒸汽時）才可用；那最大值可能是?800 V 下的 2,500 A?就是?2 MW，那它們的充電速度將與傳統(tǒng)加油站的加油速度一樣快。?但是這個是否能行得通，現(xiàn)在還不好說；

（說實話，雖然沒有拿到內(nèi)部的數(shù)據(jù)，但是結(jié)合歐美針對商用卡車的MW級充電推動來看，追求更大的充電電流是一定的，如果還是沿用現(xiàn)階段500A左右的液冷的思路往上去推，這條路肯定行不通）

PCM介紹

其實相變材料（phase change material PCM)并不新鮮，儲存能量的方式有多種，相變材料（PCMs）就是其中最合適的材料之一，可以有效地儲存來自可再生能源的熱能。PCM 是在相變循環(huán)期間具有吸收和釋放熱量的固有能力的材料。使用 PCM 的潛熱儲存在各個領(lǐng)域都有應(yīng)用，在新能源汽車上，比如發(fā)動機(jī)余熱回收，電池?zé)峁芾淼榷加玫竭@種材料，比如下圖是馬勒給電動汽車開發(fā)的一種電池?zé)峤粨Q的系統(tǒng)