طريقة التبريد الخاصة بوكالة ناسا يمكن أن تسمح بشحن المركبات الكهربائية بسرعة فائقة

لقد وجدت العديد من التقنيات المتقدمة التي طورتها وكالة ناسا للمهام الفضائية تطبيقات هنا على الأرض.وقد يكون أحدثها تقنية جديدة للتحكم في درجة الحرارة، والتي يمكن أن تمكن المركبات الكهربائية من الشحن بسرعة أكبر من خلال تمكين قدرات أكبر على نقل الحرارة، وبالتالي مستويات طاقة شحن أعلى.

أعلاه: شحن السيارة الكهربائية.صورة:تشوترسناب/ أونسبلاش

ستتضمن العديد من المهام الفضائية المستقبلية لوكالة ناسا أنظمة معقدة يجب أن تحافظ على درجات حرارة محددة للعمل.ستتطلب أنظمة طاقة الانشطار النووي ومضخات الحرارة لضغط البخار، والتي من المتوقع استخدامها لدعم البعثات إلى القمر والمريخ، قدرات متقدمة لنقل الحرارة.

يقوم فريق بحث ترعاه وكالة ناسا بتطوير تقنية جديدة "لن تحقق فقط تحسينات كبيرة في نقل الحرارة لتمكين هذه الأنظمة من الحفاظ على درجات حرارة مناسبة في الفضاء، ولكنها ستمكن أيضًا من تحقيق تخفيضات كبيرة في حجم ووزن الأجهزة" ".

يبدو هذا بالتأكيد وكأنه شيء يمكن أن يكون مفيدًا للتيار المستمر عالي الطاقةمحطات الشحن.

قام فريق بقيادة البروفيسور عصام مدور من جامعة بوردو بتطوير تجربة غليان التدفق والتكثيف (FBCE) لتمكين إجراء تجارب تدفق السوائل ونقل الحرارة على مرحلتين في بيئة الجاذبية الصغرى في محطة الفضاء الدولية.

كما توضح وكالة ناسا: "تتضمن وحدة غليان التدفق الخاصة بـ FBCE أجهزة توليد الحرارة المثبتة على طول جدران قناة التدفق التي يتم توفير سائل التبريد فيها في الحالة السائلة.ومع تسخين هذه الأجهزة، ترتفع درجة حرارة السائل الموجود في القناة، وفي النهاية يبدأ السائل المجاور للجدران بالغليان.ويشكل السائل المغلي فقاعات صغيرة عند الجدران تخرج عن الجدران بتردد عالٍ، مما يؤدي باستمرار إلى سحب السائل من المنطقة الداخلية للقناة نحو جدران القناة.تعمل هذه العملية على نقل الحرارة بكفاءة من خلال الاستفادة من درجة حرارة السائل المنخفضة وما يترتب على ذلك من تغيير في الطور من السائل إلى البخار.يتم تحسين هذه العملية بشكل كبير عندما يكون السائل الذي يتم إمداده بالقناة في حالة تبريد فرعي (أي أقل بكثير من نقطة الغليان).هذا الجديدغليان التدفق المبردتؤدي هذه التقنية إلى تحسين فعالية نقل الحرارة بشكل كبير مقارنة بالطرق الأخرى.

تم تسليم FBCE إلى محطة الفضاء الدولية في أغسطس 2021، وبدأ في توفير بيانات غليان تدفق الجاذبية الصغرى في أوائل عام 2022.

 

ومؤخرًا، قام فريق مدور بتطبيق المبادئ المستفادة من FBCE على عملية شحن المركبات الكهربائية.باستخدام هذه التقنية الجديدة، يتم ضخ سائل التبريد العازل (غير الموصل) عبر كابل الشحن، حيث يلتقط الحرارة الناتجة عن الموصل الحامل للتيار.مكّن الغليان بالتدفق المبرد الجهاز من إزالة ما يصل إلى 24.22 كيلو واط من الحرارة.ويقول الفريق إن نظام الشحن الخاص به يمكن أن يوفر تيارًا يصل إلى 2400 أمبير.

وهذا أقوى بكثير من 350 أو 400 كيلووات التي توفرها أقوى أنظمة CCS اليومشواحنلسيارات الركاب يمكن حشدها.إذا كان من الممكن عرض نظام الشحن المستوحى من FBCE على نطاق تجاري، فسيكون في نفس الفئة مع نظام شحن ميجاوات، وهو أقوى معيار لشحن السيارات الكهربائية تم تطويره حتى الآن (والذي نحن على علم به).تم تصميم MCS لتيار أقصى يبلغ 3000 أمبير عند ما يصل إلى 1250 فولت - وهو ما يصل إلى 3750 كيلووات (3.75 ميجاوات) من طاقة الذروة المحتملة.وفي عرض توضيحي تم إجراؤه في شهر يونيو، تم إنتاج نموذج أولي لشاحن MCS بقدرة تزيد عن ميجاوات واحدة.

ظهرت هذه المقالة في الأصل فيمتهم.مؤلف:تشارلز موريس.مصدر:ناسا