Chladicí metoda NASA by mohla umožnit superrychlé nabíjení elektromobilů
Mnoho pokročilých technologií vyvinutých NASA pro lety do vesmíru našlo uplatnění i na Zemi. Nejnovější z nich může být nová technika regulace teploty, která by mohla umožnit rychlejší nabíjení elektromobilů díky většímu přenosu tepla, a tím i vyššímu nabíjecímu výkonu.
Řada budoucích vesmírných misí NASA bude zahrnovat složité systémy, které musí udržovat specifické teploty, aby mohly fungovat. Energetické systémy založené na jaderném štěpení a tepelná čerpadla s kompresí páry, jež se mají používat při misích na Měsíc a Mars, budou vyžadovat pokročilé schopnosti přenosu tepla.
Výzkumný tým sponzorovaný NASA vyvíjí novou technologii, která nejenže dosáhne řádově lepšího přenosu tepla, který umožní těmto systémům udržovat správné teploty ve vesmíru, ale také umožní výrazně snížit rozměry a hmotnost hardwaru.
To rozhodně zní jako něco, co by se mohlo hodit pro výkonné stejnosměrné nabíjecí stanice.
Tým vedený profesorem Purdue University Issamem Mudawarem vyvinul experiment FBCE (Flow Boiling and Condensation Experiment), který umožňuje provádět experimenty s dvoufázovým prouděním kapalin a přenosem tepla v prostředí mikrogravitace na Mezinárodní vesmírné stanici.
Modul FBCE pro průtokové vaření zahrnuje zařízení generující teplo namontované podél stěn průtokového kanálu, do kterého je přiváděna chladicí kapalina v kapalném stavu. Jak se tato zařízení zahřívají, teplota kapaliny v kanálu se zvyšuje a nakonec začne kapalina přiléhající ke stěnám vřít. Vroucí kapalina vytváří u stěn malé bublinky, které se od stěn vzdalují s vysokou frekvencí a neustále nasávají kapalinu z vnitřní oblasti kanálu směrem ke stěnám kanálu. Tento proces účinně přenáší teplo tím, že využívá jak nižší teploty kapaliny, tak následné změny fáze z kapaliny na páru. Proces se pak výrazně zlepšuje, pokud je kapalina přiváděná do kanálu v podchlazeném stavu (tj. hluboko pod bodem varu). Tato nová technika podchlazeného průtokového varu vede k výrazně lepší účinnosti přenosu tepla ve srovnání s jinými přístupy, tvrdí NASA.
Zařízení FBCE bylo na ISS dodáno v srpnu 2021 a začátkem roku 2022 začalo poskytovat údaje o průtokovém varu v mikrogravitaci.
Nedávno Mudawarův tým aplikoval principy získané z FBCE na proces nabíjení elektromobilů. Pomocí této nové technologie je dielektrické (nevodivé) kapalné chladivo čerpáno přes nabíjecí kabel, kde zachycuje teplo generované vodičem vedoucím proud. Podchlazené průtokové vaření umožnilo zařízení odvést až 24,22 kW tepla. Tým uvádí, že jeho nabíjecí systém může poskytovat proud až 2 400 A.
To je řádově vyšší výkon než 350 nebo 400 kW, které dokáží vyvinout dnešní nejvýkonnější nabíječky CCS pro osobní automobily. Pokud se podaří nabíjecí systém inspirovaný systémem FBCE předvést v komerčním měřítku, bude patřit do stejné třídy jako megawattový nabíjecí systém, který je nejvýkonnějším dosud vyvinutým standardem pro nabíjení elektromobilů (pokud je nám známo). Systém MCS je navržen pro maximální proud 3 000 A při napětí až 1 250 V – potenciální špičkový výkon 3 750 kW (3,75 MW). Při červnové demonstraci dosáhl prototyp nabíječky MCS výkonu přes 1 MW.
Zdroj: motor1.com