兩個(gè)具有里程碑意義的項(xiàng)目——一個(gè)由 NASA 和普渡大學(xué)，另一個(gè)由賓夕法尼亞州立大學(xué)和 EC Power 完成——將通過(guò)將充電時(shí)間縮短到幾分鐘來(lái)徹底改變電動(dòng)汽車技術(shù)。
更冷的組件加上更少耗電的電池等于兩項(xiàng)電動(dòng)汽車技術(shù)的突破，這兩項(xiàng)技術(shù)都將車輛充電時(shí)間從幾個(gè)小時(shí)縮短到了幾分鐘。
利用在未來(lái)太空任務(wù)中發(fā)揮作用的技術(shù)，美國(guó)宇航局將應(yīng)用程序重定向到一個(gè)地球關(guān)注的問(wèn)題：使電動(dòng)汽車充電時(shí)間更快。普渡大學(xué)與航天局合作設(shè)計(jì)了一種稱為“ubcooled flow boiling,過(guò)冷流動(dòng)沸騰”的技術(shù)，旨在冷卻傳輸高電荷的充電電纜。根據(jù)美國(guó)宇航局的說(shuō)法，通過(guò)消除組件過(guò)熱的風(fēng)險(xiǎn)，可以傳輸更大的電流，并縮短充電時(shí)間：五分鐘或更短。
一輛小型汽車接收電荷
圖片由Mike's Photography 從Pixabay 提供Purdue Prototype 創(chuàng)造電動(dòng)汽車時(shí)事
圖片由Mike's Photography 從Pixabay 提供Purdue Prototype 創(chuàng)造電動(dòng)汽車時(shí)事
使用最先進(jìn)的充電器只能提供高達(dá) 520 安培的電流，普渡的原型使電流超過(guò) 2,400 安培的數(shù)量相形見絀。這是 4.6 倍，這意味著在路站（約 20 分鐘）或在家里（幾個(gè)小時(shí)，最大額定電流為 150 安培）為電動(dòng)汽車充電將在不到五分鐘的時(shí)間內(nèi)完成。
自 2017 年以來(lái)，普渡與福特汽車公司合作，一直在尋求消除充電過(guò)程中的熱量。2021 年，該大學(xué)開發(fā)了“替代冷卻方法”，該方法演變?yōu)?NASA 支持的技術(shù)。美國(guó)宇航局表示，最近的創(chuàng)新消除了高達(dá) 24.22 千瓦的熱量，從而節(jié)省了電動(dòng)汽車充電組件。
賓夕法尼亞州立大學(xué)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)對(duì)電動(dòng)汽車電池挑戰(zhàn)
第二個(gè)成為頭條新聞的突破性項(xiàng)目涉及電動(dòng)汽車電池。Penn State 的機(jī)械工程教授 Chao-Yang Wang 博士與賓夕法尼亞州立大學(xué)的其他四名研究人員和賓夕法尼亞州立大學(xué)初創(chuàng)公司EC Power的三名研究人員共同撰寫了一項(xiàng)電池設(shè)計(jì)研究。
王說(shuō)，新車銷售不可避免地轉(zhuǎn)向電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車，這帶來(lái)了兩個(gè)基本挑戰(zhàn)：電池充電時(shí)間和電池尺寸。他聲稱他的技術(shù)催生了將電動(dòng)汽車電池從 150 千瓦時(shí)縮小到 50 千瓦時(shí)的機(jī)會(huì)，同時(shí)消除了駕駛員的“里程焦慮”。
該技術(shù)的核心是內(nèi)部熱調(diào)制，這是一種優(yōu)化電池性能的溫度控制方法。高效的電池運(yùn)行很熱，但不會(huì)過(guò)熱。獲得合適的電池溫度長(zhǎng)期以來(lái)一直困擾著工程師，他們的解決方案太慢并且浪費(fèi)了太多能量。
兩輛車在公共充電站充電。圖片由Pixabay上的Joenomias Menno de Long提供
內(nèi)部熱調(diào)制克服了這些過(guò)去的擔(dān)憂。超薄鎳箔與陽(yáng)極、陰極和電解質(zhì)一起添加到電池內(nèi)部。這種箔片從內(nèi)部刺激和調(diào)節(jié)溫度和反應(yīng)性，產(chǎn)生一些主要好處。實(shí)現(xiàn) 10 分鐘的 EV 充電時(shí)間，并減少關(guān)鍵原材料（鈷、石墨和鋰）的使用。這一切都導(dǎo)致了一種負(fù)擔(dān)得起的電動(dòng)汽車，生產(chǎn)成本更低，消費(fèi)者的銀行賬戶更容易。
項(xiàng)目將開啟開創(chuàng)性的電力之旅
NASA/Purdue 和 Penn State/EC Power 項(xiàng)目都有數(shù)英里未經(jīng)測(cè)試的道路可供行駛。Purdue 的 Issam Mudawar 博士經(jīng)營(yíng)著一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室將在未來(lái)兩年內(nèi)與電動(dòng)汽車和充電電纜生產(chǎn)商聯(lián)系，以測(cè)試該項(xiàng)目的原型。王說(shuō)，EC Power打算建造和銷售該聯(lián)合努力的快速充電電池。
時(shí)間最終會(huì)揭示這些企業(yè)的成敗。盡管如此，這種節(jié)省時(shí)間的創(chuàng)新，得益于消費(fèi)者友好的價(jià)格標(biāo)簽和遠(yuǎn)離家鄉(xiāng)的駕駛員的內(nèi)心平靜，將成為通往可持續(xù)汽車電氣化視野的路標(biāo)。
