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Método de resfriamento da NASA pode permitir carregamento super rápido de veículos elétricos

novembro 07, 2022

O carregamento de carros elétricos está ficando mais rápido devido às novas tecnologias e pode ser apenas o começo.

Muitas tecnologias avançadas desenvolvidas pela NASA para missões no espaço encontraram aplicações aqui na Terra. O mais recente deles pode ser uma nova técnica de controle de temperatura, que pode permitir que os EVs carreguem mais rapidamente, permitindo maiores recursos de transferência de calor e, portanto, níveis mais altos de energia de carregamento.
Acima: Um veículo elétrico carregando. Foto: Chuttersnap / AbrirNumerosas missões espaciais futuras da NASA envolverão sistemas complexos que devem manter temperaturas específicas para operar. Sistemas de energia de fissão nuclear e bombas de calor de compressão de vapor que devem ser usadas para apoiar missões à Lua e a Marte exigirão recursos avançados de transferência de calor.
 
Uma equipe de pesquisa patrocinada pela NASA está desenvolvendo uma nova tecnologia que “não apenas alcançará uma melhoria de ordem de magnitude na transferência de calor para permitir que esses sistemas mantenham temperaturas adequadas no espaço, mas também permitirá reduções significativas no tamanho e peso do hardware .”
 
Isso certamente soa como algo que pode ser útil para estações de carregamento DC de alta potência.Uma equipe liderada pelo professor da Universidade de Purdue, Issam Mudawar, desenvolveu o Flow Boiling and Condensation Experiment (FBCE) para permitir que experimentos de fluxo de fluido e transferência de calor em duas fases sejam conduzidos no ambiente de microgravidade na Estação Espacial Internacional.Como explica a NASA: “O Flow Boiling Module do FBCE inclui dispositivos geradores de calor montados ao longo das paredes de um canal de fluxo no qual o refrigerante é fornecido no estado líquido. À medida que esses dispositivos aquecem, a temperatura do líquido no canal aumenta e, eventualmente, o líquido adjacente às paredes começa a ferver. O líquido em ebulição forma pequenas bolhas nas paredes que se afastam das paredes em alta frequência, constantemente puxando líquido da região interna do canal em direção às paredes do canal. Este processo transfere calor de forma eficiente, aproveitando a temperatura mais baixa do líquido e a consequente mudança de fase de líquido para vapor. Este processo é muito melhorado quando o líquido fornecido ao canal está em um estado sub-resfriado (ou seja, bem abaixo do ponto de ebulição).  Esta nova ebulição de fluxo sub-resfriado técnica resulta em eficácia de transferência de calor muito melhor em comparação com outras abordagens.”
 
O FBCE foi entregue à ISS em agosto de 2021 e começou a fornecer dados de ebulição de fluxo de microgravidade no início de 2022.
Recentemente, a equipe de Mudawar aplicou os princípios aprendidos com o FBCE ao processo de carregamento de veículos elétricos. Usando esta nova tecnologia, o refrigerante líquido dielétrico (não condutor) é bombeado através do cabo de carregamento, onde captura o calor gerado pelo condutor de corrente.  A ebulição de fluxo sub-resfriado permitiu que o equipamento removesse até 24,22 kW de calor. A equipe diz que seu sistema de carregamento pode fornecer uma corrente de até 2.400 amperes.
 
Isso é uma ordem de magnitude mais potente do que os 350 ou 400 kW que os carregadores CCS mais poderosos de hoje para carros de passeio podem reunir. Se o sistema de carregamento inspirado no FBCE puder ser demonstrado em escala comercial, ele estará na mesma classe do Megawatt Charging System, que é o padrão de carregamento EV mais poderoso já desenvolvido (que conhecemos). O MCS foi projetado para uma corrente máxima de 3.000 amperes em até 1.250 V—um potencial de 3.750 kW (3,75 MW) de potência de pico. Em uma demonstração em junho, um protótipo de carregador MCS produziu mais de um MW.Este artigo apareceu originalmente em Carregada. Autor: Charles Morris. Fonte: NASA
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