更冷的组件加上更少耗电的电池等于两项电动汽车技术的突破,这两项技术都将车辆充电时间从几个小时缩短到了几分钟。
利用在未来太空任务中发挥作用的技术,美国宇航局将应用程序重定向到一个地球关注的问题:使电动汽车充电时间更快。普渡大学与航天局合作设计了一种称为“ubcooled flow boiling,过冷流动沸腾”的技术,旨在冷却传输高电荷的充电电缆。根据美国宇航局的说法,通过消除组件过热的风险,可以传输更大的电流,并缩短充电时间:五分钟或更短。
一辆小型汽车接收电荷
图片由Mike's Photography 从Pixabay 提供Purdue Prototype 创造电动汽车时事
图片由Mike's Photography 从Pixabay 提供Purdue Prototype 创造电动汽车时事
使用最先进的充电器只能提供高达 520 安培的电流,普渡的原型使电流超过 2,400 安培的数量相形见绌。这是 4.6 倍,这意味着在路站(约 20 分钟)或在家里(几个小时,最大额定电流为 150 安培)为电动汽车充电将在不到五分钟的时间内完成。
自 2017 年以来,普渡与福特汽车公司合作,一直在寻求消除充电过程中的热量。2021 年,该大学开发了“替代冷却方法”,该方法演变为 NASA 支持的技术。美国宇航局表示,最近的创新消除了高达 24.22 千瓦的热量,从而节省了电动汽车充电组件。
宾夕法尼亚州立大学团队应对电动汽车电池挑战
第二个成为头条新闻的突破性项目涉及电动汽车电池。Penn State 的机械工程教授 Chao-Yang Wang 博士与宾夕法尼亚州立大学的其他四名研究人员和宾夕法尼亚州立大学初创公司EC Power的三名研究人员共同撰写了一项电池设计研究。
王说,新车销售不可避免地转向电池驱动的电动汽车,这带来了两个基本挑战:电池充电时间和电池尺寸。他声称他的技术催生了将电动汽车电池从 150 千瓦时缩小到 50 千瓦时的机会,同时消除了驾驶员的“里程焦虑”。
该技术的核心是内部热调制,这是一种优化电池性能的温度控制方法。高效的电池运行很热,但不会过热。获得合适的电池温度长期以来一直困扰着工程师,他们的解决方案太慢并且浪费了太多能量。
两辆车在公共充电站充电。图片由Pixabay上的Joenomias Menno de Long提供
内部热调制克服了这些过去的担忧。超薄镍箔与阳极、阴极和电解质一起添加到电池内部。这种箔片从内部刺激和调节温度和反应性,产生一些主要好处。实现 10 分钟的 EV 充电时间,并减少关键原材料(钴、石墨和锂)的使用。这一切都导致了一种负担得起的电动汽车,生产成本更低,消费者的银行账户更容易。
项目将开启开创性的电力之旅
NASA/Purdue 和 Penn State/EC Power 项目都有数英里未经测试的道路可供行驶。Purdue 的 Issam Mudawar 博士经营着一个实验室,该实验室将在未来两年内与电动汽车和充电电缆生产商联系,以测试该项目的原型。王说,EC Power打算建造和销售该联合努力的快速充电电池。
时间最终会揭示这些企业的成败。尽管如此,这种节省时间的创新,得益于消费者友好的价格标签和远离家乡的驾驶员的内心平静,将成为通往可持续汽车电气化视野的路标。