NASA: technologie použité ve vesmíru mohou zrychlit nabíjení EV pod 5 minut

NASA pracuje na mnoha různých projektech a nemusí nutně nacházet své využití jen ve vesmíru. Nedávno jsme Vás informovali o tom, že vyvíjí solid-state akumulátor SABERS, který byl úspěšně otestován, a nyní tu máme další technologii, která by se mohla dostat až k elektromobilům. Jde o systém regulace teploty, který může být používán pro mise na Měsíc, Mars i dál. Tam je potřeba zajistit perfektní řízení teploty pro systém podpory života a jedna z metod nazvaná SFB (Subcooled Flow Boiling) může být užitečným přínosem. Ta umožňuje přenos tepla pomocí kapaliny ve dvou fázích zároveň. Byla otestována pomocí experimentu FBCE (Flow Boiling and Condensation Experiment).

 

 

Zatímco chladící kapalina je do trubice dodávána v kapalném stavu, chlazený předmět (stěna trubice) ji může zahřát natolik, že se začne vařit a přejde do plynného skupenství. Bublinky se pak vzdalují od stěny trubice a tento prostor je pak rychle nahrazován chladnější kapalinou ze středu. Proces je účinnější zejména tehdy, pokud je použitá kapalina dodávaná do systému v teplotě hluboce pod bodem varu. FBCE byl dodán na ISS v srpnu 2021 a testy proběhly na počátku roku 2022.

 

A co s tím mají vlastně společného elektromobily? Je to jejich nabíjení a konkrétně jde o nabíjecí kabely. Zatímco běžné rychlé nabíjení přenáší proudy do 150 A a nejrychlejší jsou dle NASA na 520 A (XPeng S4 má nicméně mít až 670 A), řešení od NASA by mělo umožnit dosahovat proudů až 2400 A, přičemž by ale kabely neměly být nesnesitelně těžké a problematické pro manipulaci díky tomu, že tento systém by umožnil velmi účinné a přitom kompaktní chlazení. Na projektu spolupracuje Purdue University a Issam Mudawarz této univerzity tvrdí, že se jim povedlo dosáhnout 4,6× vyšších proudů než u nejrychlejších dnešních nabíječek, což znamená 2400 A. Chladicí systém dokázal odebírat teplo odpovídající ztrátovému výkonu 24,22 kW. Kdyby to zvládaly baterie, tak by elektromobil mohl být nabit během několika málo minut (cca 3). Ostatně na 5minutové nabíjení by stačil proud "jen" 1400 A.

 

Výše uvedené ztráty mohou znít jako extrémní, na druhou stranu je potřeba si uvědomit, že půjde jen o velmi krátkou dobu a velmi vysoký nabíjecí výkon, proti kterému ten ztrátový (jakkoli se může zdát být hodně vysoký) může být překvapivě malý. Otázkou je napětí, při kterém to zkoušeli. 520A je parametr použitý např. u Superchargeru Tesly se 480 V (480V×520A = 250 kW), tak počítejme s ním, byť je docela dobře možné, že šlo o 800V napětí. Při proudu 2400 A by šlo o nabíjecí výkon 1152 kW, takže ztrátových 24,22 kW by bylo okolo 2,1 % ve ztrátách. Pokud nebereme do úvahy proměnlivý průběh rychlosti nabíjení, což by s tím ale mělo poněkud zamávat, pak by se při 3minutovém nabíjení (0,05 hodiny) ztratilo 1,2 kWh (24,22kW×0,05h) při poskytnutí cca 56 kWh (1128W×0,05h). Samozřejmě je pak otázkou, s jakou efektivitou by se pak nabila samotná baterie.

 

Zdroj: interestingengineering.com, nasa.gov