Interesujące badania Purdue University odnalezione przez portal Cleantechnica. Naukowcom udało się opracować przewody obsługujące natężenia prądu przekraczające 2 400 amperów, co powinno pozwolić na ładowanie baterii w 5 i mniej minut. Dzisiejsze maksimum przewidziane w standardzie CCS to 500 amperów, co przekłada się na 350 kW mocy.
Nowe przewody, nowe chłodzenie. 2 400 amperów i 5 minut ładowania, o ile tylko wytrzyma to bateria
Spis treści
Standard CCS nie przewiduje natężeń wyższych niż 500 amperów m.in. ze względu na możliwość przegrzania przewodu lub portu samochodu elektrycznego. Z tego względu maksymalna moc ultraszybkich ładowarek (HPC) wynosi obecnie 350 kW. Nie ma obecnie produkowanego masowo samochodu elektrycznego, który byłby w stanie przyjmować takie strzały – najlepiej wypada Porsche Taycan, które w optymalnych warunkach potrafi rozpędzić się do 270 kW.
Przy osobowych autach elektrycznych ograniczeniem jest moc ładowarki, chęć ochrony całego połączenia, ale istotna jest też pojemność baterii. Producenci niechętnie rozpędzają się do mocy wyższych niż około 3,3 C (3,3 x pojemność baterii), standardem są przedziały od 1 do 2 C, żeby ograniczyć degradację ogniw Li-ion. Dlatego przy typowych elektrykach ultraszybkie ładowarki nie są żadnym ograniczeniem, wręcz przeciwnie: to samochód celowo obniża moc ładowania.
Przewody chłodzone wrzącą cieczą
Zupełnie inaczej jest przy ciężarówkach i autobusach. Ze względu na duże zużycie energii (100-150 kWh/100 km) wyposaża się je w baterie o pojemnościach setek kilowatogodzin. Jeśli chcemy wykorzystywać standardową instalację i standardowe podzespoły działające pod napięciem 400 lub 800 V, osiągniemy w szczycie 200 lub wspomniane 350 kW. Na więcej nie pozwoli nam sprzęt. Tymczasem 350 kW przy baterii o pojemności 500 kWh oznacza bitą godzinę postoju przy ładowaniu od 10 do 80 procent – i to w optymalnych warunkach! Dlatego tak ważne jest podnoszenie natężenia prądu, szczególnie, że skorzystają z tego również auta osobowe. Te ostatnie przy natężeniu wynoszącym 1 400 amperów powinny ładować się w mniej więcej 5 minut (560 kW przy 400 V).
Badaczom z Purdue University udało się opracować prototyp przewodu, który jest w stanie wytrzymać pracę z natężeniami 2 400 amperów (dokładnie: 2 438 A). Przewód chłodzony jest z użyciem przemiany fazowej cieczy w gaz (wrzenia), która odbiera znacznie więcej ciepła niż robiłaby to krążąca w obwodzie ciecz. Gdyby zastosować go w stacji ładowania potrafiącej dostarczyć odpowiednią moc (tutaj: 960 kW), możliwe byłoby zejście z czasami ładowania aut osobowych poniżej 5 minut! Nawet w ciężarówkach takie moce i natężenia pozwalałyby na postój trwający krócej niż 30 minut.
Przewody miały standardowe rozmiary i nie wymagały dźwigu – przynajmniej nic na to nie wskazuje – a były w stanie przetransferować (odebrać) straty na poziomie 24,22 kW, czyli tyle, ile 10 rozkręconych do maksimum piekarników! Urządzenia nie sprawdzano na razie na samochodach, prowadzono jedynie testy laboratoryjne. W ciągu nadchodzących 2 lat badacze chcieliby współpracować z firmami produkującymi elektryki i ładowarki, by sprawdzić rozwiązanie w realnych zastosowaniach.
