Sähköautot ovat jo osoittaneet elinkelpoisuutensa autoteollisuudessa, erityisesti kaupunkiolosuhteissa ja keskipitkillä matkoilla. Niiden yleistymistä edistää se, että niiden käyttämä energia on peräisin uusiutuvista lähteistä. Niiden käyttöönoton vauhti riippuu kuitenkin edelleen sähköautojen lataamiseen tarvittavasta infrastruktuurista.
Sisältö
Latausaika on edelleen yksi tärkeimmistä parametreistä. Toisin kuin perinteinen tankkaus, sähköauton latausprosessi riippuu monista teknisistä tekijöistä, kuten käytettävissä olevasta tehosta ja lämpötilan säätelystä. Tämän ongelman ratkaiseminen on ensisijaisen tärkeää sekä valmistajille että tutkimuskeskuksille.
Mitä uutta menetelmää NASA ehdottaa sähköautojen lataamisen nopeuttamiseksi?
NASA on kehittänyt avaruuskäyttöön järjestelmän, joka kestää huomattavasti maanpinnan lämpötiloja korkeampia lämpötiloja. Tämä läpimurto perustuu fysikaaliseen periaatteeseen, joka tunnetaan nimellä ”kiehuminen ylikuumentuneessa virtauksessa”, ja se on tarkoitettu toimimaan mikropainovoimassa.
Tämän lähestymistavan ansiosta, jota kuvataan tarkemmin NASA:n virallisessa julkaisussa, on mahdollista siirtää paljon suurempia sähkövirtoja ilman, että kaapelit saavuttavat kriittisiä lämpötiloja.
Testit ovat osoittaneet, että järjestelmä kestää vakaasti jopa 1400 ampeerin virran, mutta kontrolloiduissa olosuhteissa tämä luku on ylittänyt 2400 ampeeria. Tämä teknologinen läpimurto lyhentää merkittävästi sähköautojen lataamiseen tarvittavaa aikaa.
Tutkimustulokset on sovitettu siviilikäyttöön Purdue-yliopistossa, jossa on kehitetty prototyyppi, joka pystyy hajottamaan yli 24 kilowattia lämpöä. Tuloksena on kevyempi ja tehokkaampi kaapeli, joka kestää nykyiselle infrastruktuurille ennennäkemättömiä tehotasoja.
Vertailu polttomoottoreihin on väistämätöntä. Vuosikymmenien ajan tavallisten autojen menestys on perustunut erityisesti latausnopeuteen. Sähköauton lataus voi sen sijaan kestää muutamasta minuutista useisiin tunteihin, riippuen käytetystä järjestelmästä. Tämä ero on muokannut yleistä käsitystä sähköautoista.
Suurin rajoitus ei ole vain akku, vaan myös latausjärjestelmät. Tehon kasvaessa myös kaapeleiden lämmöntuotto kasvaa. Tämä ilmiö edellyttää paksumpien johtojen ja monimutkaisten jäähdytysjärjestelmien käyttöä.
Useimmat pikalatauslaitteet toimivat noin 350 ampeerin virralla, mikä on tekninen raja, jota on vaikea ylittää nykyisillä ratkaisuilla.
Mitä kiehuminen ylikuumentuneessa virtauksessa tarkoittaa ja miksi se on tärkeää tällaisen tuloksen saavuttamiseksi?
Konsepti voi tuntua monimutkaiselta, mutta sen toimintaperiaate on verrattavissa tavalliseen jokapäiväiseen prosessiin. Kun kylmä neste koskettaa erittäin kuumaa pintaa, pieniä kuplia alkaa muodostua jo ennen kuin neste saavuttaa kiehumispisteen. Nämä kuplat imevät lämpöä ja poistavat sen pinnalta.
Suljetussa liikkuvassa järjestelmässä, esimerkiksi jäähdytettävän kaapelin sisällä, tämä ilmiö mahdollistaa lämmön lähes välittömän haihtumisen. Sähköisen kuormituksen tapauksessa tämä estää ylikuumenemisen jopa erittäin suurilla virroilla.
Siten sähköautojen lataaminen ei ole enää rajoitettu kaapelin paksuuteen tai monimutkaisten ulkoisten jäähdytysjärjestelmien tarpeeseen.
Avaruuslennoista sähköautojen lataamiseen maassa: onko se mahdollista?
Tällä hetkellä tämä teknologia on tarkoitettu kriittisen tärkeisiin järjestelmiin tulevissa kuu- tai Mars-lennoissa, joissa lämpötilan hallinta on ratkaisevan tärkeää. Sen potentiaalinen käyttö maapallolla on kuitenkin tärkeä virstanpylväs sähköisen liikenteen kehityksessä.
Muut järjestelmän osat, kuten erittäin nopeat akut, latausasemat ja turvallisuusprotokollat, vaativat mukauttamista, ennen kuin se voidaan ottaa laajasti käyttöön.
Sähköautojen lataaminen tavanomaisen tankkauksen kanssa vertailukelpoisessa ajassa ei kuitenkaan ole enää kaukainen hypoteesi. Jos tämä skenaario toteutuu, ratkaisu löytyy todennäköisesti avaruustutkimusta varten kehitetyistä teknologioista.
