液冷电缆使EV充电电流容量增加四倍

据国外媒体报道，普渡大学的工程师正在研究一种可以在不到五分钟的时间为电动汽车充电的电缆，研究人员通过分析和实施先进的流体冷却，将电动汽车充电站电缆的电流容量增加了四倍。

· 电动汽车大电流充电电缆提出了一种新的冷却技术。

· 该系统依靠使用过冷流沸腾来去除电缆中的热量。

· 使用 HFE-7100 作为冷却剂，进行了实验以获取环中过冷沸腾的数据。

在缩短电动汽车 (EV) 的充电时间方面，许多挑战依然存在。其中包括充电站的可用电量、充电站的电力转换电子设备、将电力从充电站传输到车辆的电缆以及车辆本身内的充电子系统(图 1)。

图1. 直流电动汽车充电系统的关键组件。

这些障碍中的每一个都需要新的方法和解决方案，可能由不同的行业专家解决。当然，当涉及数百安培及以上的充电电流时，每种解决方案都需要进行彻底的分析、测试和审查，以确保其运行良好、运行可靠且运行安全。

显然，输送到 EV 的电流量是确定所需充电时间的重要因素。但是目前，即使是市场上最快的充电器也至少需要20分钟才能充满电。这是因为电流越高，需要从电缆中带走的热量就越多。如果没有可以消除足够热量的东西，“它会熔化电缆，所以这是一个严重的安全性问题”，普渡大学机械工程教授Issam Mudawar说。

普渡大学的一个团队专注于充电电缆，并分析、设计和测试了一种将载流能力从目前的最大值520A增加到2400A以上的方法。他们指出，520A 数字是迄今为止最高，因为许多充电器远低于该值(图 2)。

图2. 全球各种电动汽车充电器充电线的最大持续电流。

冷却优势使其可以在充电电缆内使用更小的线径并耗散更高的电流，同时去除略高于24 kW 的热量。

Mudawar说，可以把电缆当作一根软管，里面有承载电流的导体，“我们在软管内——电缆——通过液体冷却剂来提取热量，它是通过一个称为相变的过程实现点。相变意味着液体在一定程度上变成了蒸汽，并从内部形成微小的气泡。从导热的角度来看，这个过程非常有效，它能够散发大量热量，同时保持可接受的温度。”

流体冷却

为了实现这种显著的容量增加，该团队对电缆采用了基于流体的冷却，因为即使电缆及其连接器中不可避免的极小量电阻也会导致大量的I 2 R加热。该团队通过严格的流体和热建模、详细的方程以及对冷却动力学的额外洞察来实现这一点，