В Китае создали зарядку из жидкого металла: как работает инновационное устройство

Недавнее исследование Китайского сельскохозяйственного университета представило новый подход к решению проблем быстрой зарядки постоянным током высокой мощности (DC-HPC) для электромобилей.

Исследователи сосредоточились на разработке стратегии синергетического охлаждения и зарядки с использованием гибкого зарядного разъема на основе галлия из жидкого металла (LMFCC). Этот подход был разработан с учетом растущего спроса на электрокары, где технология DC-HPC играет ключевую роль в сокращении времени зарядки, особенно для зарядных токов мегаваттного уровня (≥1000 А). Однако такая технология сталкивается с проблемой мгновенных тепловых ударов, для решения которой традиционные методы охлаждения не обеспечивают необходимую гибкость и эффективность.

Предложенная система LMFCC обладает несколькими преимуществами. Она эффективно рассеет сверхвысокий тепловой поток, одновременно пропуская сверхвысокий ток. Благодаря исключительной текучести и проводимости жидкого металла, LMFCC демонстрирует отличную гибкость и стабильность передачи энергии даже при значительных деформациях. Она превосходит цельнометаллические соединители, обладая радиусом изгиба всего 2 см и высокой стабильностью работы.

Исследователи также оптимизировали компактный метод индукционного электромагнита, регулируя распределение тока и магнитного потока. Это позволило увеличить скорость потока жидкого металла и улучшить активную охлаждающую способность системы LMFCC. Метод также помогает подавить концевые эффекты, что повышает эффективность всей системы. Для всесторонней оценки производительности LMFCC в различных условиях была создана трехмерная многофизическая численная модель и синергетическая платформа для испытаний охлаждения и передачи.

Экспериментальные результаты показали многообещающие результаты. LMFCC продемонстрировал отличную электрическую стабильность в условиях кручения и изгиба. При зарядном токе 1000 А разница температур между максимальной температурой и внешней средой оставалась на уровне 54,3 °C, что подтверждает отличные возможности системы по отводу и рассеиванию тепла. Эффективность охлаждения системы можно дополнительно повысить, регулируя параметры, такие как длина и диаметр зарядного кабеля, а также скорость потока жидкого металла.

Эта новая стратегия синергетического охлаждения и зарядки является значительным шагом вперед в управлении тепловым потоком сверхвысокой мощности. Она может способствовать разработке простых, надежных и легких систем зарядки с высокой мощностью, что откроет новые перспективы для будущего развития индустрии электромобилей и может ускорить их широкое внедрение. Несмотря на то, что эта технология находится на стадии исследований, она обещает революционные изменения в процессе зарядки электромобилей.

Источник: eurekalert.org