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Die NASA-Kühlmethode könnte ein superschnelles Aufladen von Elektrofahrzeugen ermöglichen

November 07, 2022

Das Aufladen von Elektroautos wird aufgrund neuer Technologien immer schneller, und dies könnte erst der Anfang sein.

Viele fortschrittliche Technologien, die von der NASA für Weltraummissionen entwickelt wurden, haben hier auf der Erde Anwendung gefunden. Die neueste davon könnte eine neue Temperatursteuerungstechnik sein, die es Elektrofahrzeugen ermöglichen könnte, schneller aufzuladen, indem größere Wärmeübertragungskapazitäten und damit höhere Ladeleistungsniveaus ermöglicht werden.
Oben: Laden eines Elektrofahrzeugs. Foto: Chuttersnap / UnsplashZahlreiche zukünftige NASA-Weltraummissionen werden komplexe Systeme umfassen, die bestimmte Temperaturen aufrechterhalten müssen, um zu funktionieren. Kernspaltungsenergiesysteme und Dampfkompressionswärmepumpen, die voraussichtlich zur Unterstützung von Missionen zum Mond und Mars eingesetzt werden, erfordern fortschrittliche Wärmeübertragungsfähigkeiten.
 
Ein von der NASA gesponsertes Forschungsteam entwickelt eine neue Technologie, die „nicht nur eine Verbesserung der Wärmeübertragung um Größenordnungen erreichen wird, damit diese Systeme die richtigen Temperaturen im Weltraum aufrechterhalten können, sondern auch eine erhebliche Verringerung der Größe und des Gewichts der Hardware ermöglichen wird .“
 
Das klingt sicherlich nach etwas, das für Hochleistungs-DC-Ladestationen praktisch sein könnte.Ein Team unter der Leitung von Professor Issam Mudawar von der Purdue University hat das Flow Boiling and Condensation Experiment (FBCE) entwickelt, um die Durchführung von Zweiphasen-Fluidströmungs- und Wärmeübertragungsexperimenten in der Mikrogravitationsumgebung auf der Internationalen Raumstation zu ermöglichen.Wie die NASA erklärt: „Das Flow Boiling Module des FBCE umfasst wärmeerzeugende Geräte, die entlang der Wände eines Strömungskanals montiert sind, in den Kühlmittel in flüssigem Zustand zugeführt wird. Wenn sich diese Vorrichtungen aufheizen, steigt die Temperatur der Flüssigkeit im Kanal und schließlich beginnt die an den Wänden angrenzende Flüssigkeit zu kochen. Die siedende Flüssigkeit bildet an den Wänden, die sich mit hoher Frequenz von den Wänden entfernen, kleine Blasen, die ständig Flüssigkeit aus dem inneren Bereich des Kanals zu den Kanalwänden ziehen. Dieser Prozess überträgt Wärme effizient, indem er sich sowohl die niedrigere Temperatur der Flüssigkeit als auch den daraus resultierenden Phasenwechsel von Flüssigkeit zu Dampf zunutze macht. Dieser Vorgang wird stark verbessert, wenn die dem Kanal zugeführte Flüssigkeit in einem unterkühlten Zustand ist (d. h. weit unter dem Siedepunkt).  Dieses neue unterkühltes Fließsieden Technik führt im Vergleich zu anderen Ansätzen zu einer stark verbesserten Wärmeübertragungseffektivität.“
 
FBCE wurde im August 2021 an die ISS geliefert und begann Anfang 2022 mit der Bereitstellung von Strömungssiededaten in Mikrogravitation.
Kürzlich wandte das Team von Mudawar die von FBCE gelernten Prinzipien auf den Ladevorgang von Elektrofahrzeugen an. Bei dieser neuen Technologie wird ein dielektrisches (nicht leitendes) flüssiges Kühlmittel durch das Ladekabel gepumpt, wo es die vom stromführenden Leiter erzeugte Wärme aufnimmt.  Unterkühltes Fließsieden ermöglichte es der Anlage, bis zu 24,22 kW Wärme abzuführen. Das Team sagt, dass sein Ladesystem einen Strom von bis zu 2.400 Ampere liefern kann.
 
Das ist eine Größenordnung mehr als die 350 oder 400 kW, die die derzeit leistungsstärksten CCS-Ladegeräte für Pkw aufbringen können. Wenn das FBCE-inspirierte Ladesystem im kommerziellen Maßstab demonstriert werden kann, wird es in der gleichen Klasse sein wie das Megawatt-Ladesystem, das der leistungsstärkste EV-Ladestandard ist, der bisher entwickelt wurde (uns bekannt). MCS ist für einen maximalen Strom von 3.000 Ampere bei bis zu 1.250 V ausgelegt – eine potenzielle Spitzenleistung von 3.750 kW (3,75 MW). Bei einer Vorführung im Juni brachte ein Prototyp eines MCS-Ladegeräts über ein MW an Leistung.Dieser Artikel erschien ursprünglich in Berechnet. Autor: Karl Morris. Quelle: NASA
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