福特和普渡开发交替冷却的快速充电电缆

来源：线束世界•作者：线束世界-Jimmy•2021-11-12 11:59

一直以来阻碍电动汽车快速发展的诸多因素中，充电时间是一个绕不开的话题，随着电池技术的不断突破和提升，充电速度也是一个急需破题的领域；

目前对于电动汽车而言，大功率充电可以达到350KW-500KW，而未来超级充电，比如“chaoji"甚至可以高达900KW（600A x 1.5kV），对于商用车而言，会奔着高达3MW的充电走，所以即使”超级充电“状态下的 600A左右电流（比如特斯拉的快充）也不会是终点，未来充电电流也许会高达2000A+，而先阶段500-600A 的极致充电就已经必须上液冷系统辅助充电了，否则高热量和较大的截面积和重量都让人无法操作，但是液冷也只是一种辅助冷却的手段，但是随着功率的增加，电压电流都会持续提高，如何找到一种更为有效的解决办法就比较重要；

最近福特和普渡大学宣布了一项关于快速充电电缆替代冷却解决方案的联合研究项目，该解决方案涉及一种相变材料 (PCM)，目前正在申请专利的带有 PCM 的充电站电缆。

根据新闻稿，这个想法是使用一种活性冷却剂，当变热时，它会从液体变成蒸汽。如下是新闻稿内容：

"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."

从一个相到另一个相的转变基本上吸收了通常会变成过多热量的能量。一旦充电结束，温度将开始下降到相变点以下，PCM 将再次从蒸气变为液体。每次大功率充电都会重复此循环，可以理解成为一种热交换方式，当然，作为临时储能的 PCM 必须具有必要的容量来处理至少每几分钟一次的常规充电反馈，否则充电输出会受到电缆温度的限制。

普渡大学的研究人员发布了一张图表，该图表表明，与当今最先进的商业充电解决方案中的约 500 A 相比，他们在实验室中可以实现高出约 5 倍的电流 (2,500 A)。据了解，最大值仅在 PCM 容量耗尽（当整个活性冷却剂变成蒸汽时）才可用；那最大值可能是 800 V 下的 2,500 A 就是 2 MW，那它们的充电速度将与传统加油站的加油速度一样快。但是这个是否能行得通，现在还不好说；

（说实话，虽然没有拿到内部的数据，但是结合欧美针对商用卡车的MW级充电推动来看，追求更大的充电电流是一定的，如果还是沿用现阶段500A左右的液冷的思路往上去推，这条路肯定行不通）

PCM介绍

其实相变材料（phase change material PCM)并不新鲜，储存能量的方式有多种，相变材料（PCMs）就是其中最合适的材料之一，可以有效地储存来自可再生能源的热能。PCM 是在相变循环期间具有吸收和释放热量的固有能力的材料。使用 PCM 的潜热储存在各个领域都有应用，在新能源汽车上，比如发动机余热回收，电池热管理等都用到这种材料，比如下图是马勒给电动汽车开发的一种电池热交换的系统

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