Ingenieros de la Universidad de Purdue han inventado un nuevo cable de carga que aún está pendiente de patente, según sus desarrolladores este dispositivo permitiría a ciertos vehículos eléctricos recargar completamente en menos de cinco minutos, que es casi la misma cantidad de tiempo que tarda llenar un tanque de gasolina.
Para ello, Ford Motor Company y la Universidad de Purdue financiaran el proyecto conformando también una alianza de investigación y desarrollo, con la esperanza de que se haga una transición más amplia hacía los autos eléctricos. De tener éxito, el proyecto entregaría significativamente más potencia que la tecnología actual, lo que podría acelerar el proceso si se usa con la tecnología de carga de vehículos eléctricos que están aún en desarrollo.
El tiempo de carga del vehículo eléctrico puede variar ampliamente hoy en día, desde 20 minutos en una estación de carga en la vía, hasta horas usando una en el hogar. Los tiempos de espera y la ubicación del cargador se cree son las principales fuentes de ansiedad para las personas a la hora de tomar la decisión de comprar un vehículo eléctrico.
“Ford se compromete a facilitar la transición a la electrificación. Nos complace apoyar la investigación de la universidad de Purdue, que tiene el potencial de hacer que la propiedad de vehículos eléctricos y flotas comerciales sea más atractiva y accesible”.Matt Stover, director de carga, servicios de energía y desarrollo de negocios de Ford Motor Co.
Es conocido por todos que hoy en día los cargadores están limitados en la rapidez con la que pueden cargar la batería de un auto eléctrico debido al peligro de sobrecalentamiento. Para cargar un eléctrico mucho más rápido, una corriente más alta debe viajar a través del cable de carga. Pero esto conlleva problemas, ya que cuanto mayor sea la corriente, mayor será la cantidad de calor que deberá disiparse para que el cable de carga se mantenga operativo.
Actualmente los cargadores usan sistemas de enfriamiento que solo eliminan una cantidad mínima de calor. Pero de acuerdo con los investigadores de la universidad de Purdue, utilizando un método de enfriamiento alternativo, ellos lograron diseñar un cable de carga que es capaz de entregar una corriente 4.6 veces mayor que la de los cargadores más rápidos disponibles en el mercado, al eliminar hasta 24.22 kW de calor.
“Mi laboratorio se especializa en encontrar soluciones para situaciones en las que las cantidades de calor que se producen están mucho más allá de las capacidades de las tecnologías actuales para eliminar”.Issam Mudawar, Profesor de Ingeniería Mecánica de la Familia Betty Ruth y Milton B. Hollander de Purdue.
Se utilizó un líquido como agente de enfriamiento activo, lo que ayuda a extraer más calor del cable cambiando la fase de líquido a vapor. Este sistema de enfriamiento de líquido a vapor al capturar el calor tanto en forma líquida como de vapor puede eliminar al menos 10 veces más calor que uno líquido puro. Estos beneficios se hacen posible también, al usar un cable de menor diámetro dentro del cable de carga mientras se disipa una corriente más alta.
Aunque el prototipo aún no se ha probado en autos, el Profesor de Ingeniería Mecánica Issam Mudawar y sus estudiantes lograron alcanzar en el laboratorio una corriente de más de 2,400 Amperios, mucho más de los 1,400 A que se necesitarían como mínimo para reducir los tiempos de carga. Por ejemplo, los cargadores actuales más avanzados de la industria solo entregan como máximo 520 A, y la mayoría de los cargadores disponibles solo admiten menos de 150 A.
El prototipo también imita una estación de carga del mundo real, incluyendo una bomba, un tubo con el mismo diámetro que un cable de carga real, mismos controles e instrumentación, con los mismos caudales y temperaturas. Según lo observado en las demostraciones experimentales, el enfriamiento de líquido a vapor es tan efectivo que los vehículos eléctricos podrían cargarse en mucho menos de 5 minutos si se usa esta tecnología.
En conclusión, para este proyecto de los tiempos de carga dependerán de las clasificaciones de potencia de salida de la fuente de alimentación y el cable de carga, y la clasificación de entrada de energía de la batería del vehículo. Para obtener una carga de menos de cinco minutos, los tres componentes deberán clasificarse a 2,500 A.
Los investigadores ya han presentado una solicitud de patente para su invención de a través de la Oficina de Comercialización de Tecnología de la Fundación de Investigación Purdue y buscan más socios de la industria para continuar el desarrollo de esta tecnología. También tiene la intención de trabajar con otros fabricantes de además de Ford para probar el prototipo en vehículos eléctricos en los próximos dos años. Las pruebas determinarán muchos más detalles sobre las velocidades de carga y para que modelos en específico.
A new charging cable design developed by Purdue professor Issam Mudawar (center) and his students could reduce an electric vehicle’s charging time to under five minutes. (Purdue University photo/Jared Pike)
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