- Naukowcy Forda i Uniwersytetu Purdue z powodzeniem zakończyli pierwszy etap wspólnych prac nad nową, zgłoszoną do patentu metodą usprawnienia ładowarek, zdolnych w przyszłości dostarczać znacznie więcej mocy w porównaniu z obecnie stosowanymi systemami
- Wykorzystanie cieczy jako aktywnego, przechodzącego w stan gazowy czynnika chłodzącego, w radykalny sposób może zmienić technologię ładowania pojazdów i umożliwić skrócenie średniego czasu ładowania pojazdów elektrycznych
- Firma Ford inwestuje, aby poprowadzić rewolucyjne zmiany w elektryfikacji transportu i pomóc światu w wymianie pojazdów spalinowych na elektryczne. Staje się to możliwe dzięki takim pojazdom jak SUV Mustang Mach-E, a wkrótce także pick-upowi F-150 Lightning™ i dostawczemu E-Transitowi
W ramach kooperacji badawczej, naukowcy z obu grup pracują nad projektem nowego, zgłoszonego do patentu przewodu dla stacji ładowania, który mógłby zostać wykorzystany w rozwijanej obecnie technologii ładowania pojazdów. Ułatwiłoby to użytkownikom wymianę pojazdów na znacznie szybsze w ładowaniu modele elektryczne.
„Współczesne ładowarki mają ograniczone możliwości szybkiego ładowania akumulatorów pojazdów elektrycznych ze względu na niebezpieczeństwo przegrzania. Szybsze ładowanie wymaga przepływu prądu większej mocy przez przewód ładujący – mówi Michael Degner, dyrektor techniczny w Ford Research and Advanced Engineering.1 „Im wyższa moc prądu ładowania, tym większa ilość ciepła musi być odprowadzana, aby przewód zachował sprawność.”
Naukowcy z Purdue koncentrują się na stworzeniu alternatywnej metody chłodzenia przewodu ładującego, zdolnego do przesyłania prądu o wyższej mocy. w konstrukcji przewodu jako aktywny czynnik chłodzący stosowana jest ciecz, dla której można jednak zwiększyć efektywność radiacyjną poprzez wykorzystanie procesu zmiany stanu skupienia z ciekłego w gazowy – to kluczowa różnica pomiędzy opracowywanym rozwiązaniem, a obecnie stosowaną na rynku metodą chłodzenia cieczą.
Innowacja ta może pewnego dnia doprowadzić do przepływu prądu o znacznie większej mocy, niż zdolne są zapewnić dzisiejsze najsprawniejsze systemy ładowania pojazdów elektrycznych, dzięki czemu możliwe będzie skrócenie czasu potrzebnego na uzupełnienie akumulatora, jeśli równolegle wprowadzane będą udoskonalenia procesów ładowania i innych technologii. z czasem mogłoby to doprowadzić do tego, że ładowanie pojazdów elektrycznych odbywałoby się tak szybko, jak tankowanie na konwencjonalnych stacjach benzynowych.
Koncepcja tego rozwiązania jest wynikiem analizowania przeszkód, związanych z osiągnięciem szybszej prędkości ładowania, prowadzonych przez zespół Forda, a także wiedzy naukowców z Purdue. Zespoły systematycznie współpracują, dokonując przeglądu najnowszych wyników i przekazując informacje zwrotne na temat obszarów, na których należy się skupić w miarę rozwoju tego rozwiązania.
„Czas ładowania pojazdu elektrycznego może się znacznie różnić – od 20 minut na stacji do godzin z domowej ładowarki. Często jest to źródłem obaw ludzi, którzy rozważają zakup pojazdu elektrycznego” – uważa Issam Mudawar, profesor Wydziału inżynierii mechanicznej im. Betty Ruth i Miltona B. Hollanderów w Purdue University. „Moje laboratorium znalazło sposób rozwiązania sytuacji, kiedy szybkość wzrastającej temperatury przekracza możliwości dzisiejszych rozwiązań technicznych.”
Mudawar dodaje, że jego laboratorium zamierza w ciągu najbliższych dwóch lat rozpocząć testy prototypowego przewodu ładującego, co pozwoli uściślić parametry prędkości ładowania dla niektórych modeli pojazdów elektrycznych.
„Ford dąży do ułatwienia zmian, idących w kierunku elektryfikacji” – powiedział Degner. „Cieszymy się, że możemy ściśle współpracować z zespołem naukowym Purdue, który może sprawić, że posiadanie samochodów elektrycznych i flot pojazdów użytkowych stanie się bardziej atrakcyjne i osiągalne”.
Młode talenty elektryfikują świat
Współpraca Forda i Purdue jest jednym z setek strategicznych sojuszy, jakie firma zawarła z profesorami wyższych uczelni na całym świecie. Studenci otrzymują możliwość pracy nad najważniejszymi wyzwaniami dla świata, co pomaga rozwijać ich umiejętności, a jednocześnie Ford ma szansę zaprezentować się przyszłym absolwentom, którzy mogą zdecydować się na rozpoczęcie kariery w firmie.
„Badania, które prowadzimy w ramach projektu, są rzeczywiście zaawansowane. Postrzegamy je jako korzyść dla nas, dla przyszłości systemów ładowania pojazdów elektrycznych oraz jako lokomotywę awansu młodych talentów – i mamy w tych działaniach sukcesy” – powiedział Ted Miller, kierownik ds. podsystemów elektryfikacji i badań nad zasilaniem w Fordzie. „Studenci pomagają nam rozwiązywać problemy, a jednocześnie angażują się, lubią to co robią i jest to trwała inwestycja w ich zespoły laboratoryjne”.
Przewód umożliwiający szybkie ładowanie trafi na rynek dopiero po zakończeniu prac badawczo-rozwojowych, jednak przez ostatnie 37 lat Mudawar doskonalił metody efektywnego chłodzenia elektroniki, wykorzystując lepsze właściwości radiacyjne cieczy po doprowadzeniu do punktu parowania.
„Ford angażuje się aktywnie w badania nad akumulatorami i pojazdami elektrycznymi od czasów Henry’ego Forda i Thomasa Edisona” – powiedział Miller. „Zarejestrowaliśmy ponad 2500 amerykańskich patentów, związanych z technologiami elektryfikacji napędów i dysponujemy ponad 4000 kolejnych wniosków patentowych, oczekujących na rozpatrzenie. Idealnie uzupełniamy się we współpracy z profesorem Mudawarem i jego studentami, którzy pomagają nam w poszukiwaniu przyszłych rozwiązań w zakresie ładowania” – dodał Miller.
Aby dowiedzieć się więcej o badaniach Purdue, skorzystaj z linku.
# # #
1 Szybkość (prąd) ładowania spada, gdy poziom naładowania akumulatora zbliża się do 100% Wyniki uzyskiwane przez użytkowników mogą różnić się od podanych wielkości, zależnie od czasu ładowania prądem szczytowym i poziomu naładowania akumulatora litowo-jonowego oraz jego kondycji.
