福特轿车公司正与美国印第安纳州普渡大学的科学家们协作，进行一项研讨方案，有望将电动轿车在充电站的充电时刻从估计25分钟缩短至5分钟。

“毫无疑问，这将是路程碑式的技能革新。”长时刻从事职业剖析的Autoline After Hours播客主持人约翰·麦克罗伊（John McElroy）说，“一旦电动轿车充电时刻变得更短，人们的承受度也会更高，将会呈现更大的潜在电动轿车市场。”

液冷电缆

Nerthuz/iStock ▼

领导项研讨的人是现年66岁的机械工程师伊萨姆·穆达瓦教授（Issam Mudawar），他来自黎巴嫩贝鲁特，结业于麻省理工学院。穆达瓦教授开发了用于巨型喷气机和宇宙飞船的顶级散热技能，数年来一向在为职业里最扎手的技能应战供给科学处理方案。

现在，他正在纯电动轿车范畴研讨怎么削减电池充电时刻，进步充电功率。这是一堂将所学常识应用于实际国际的物理课。

在2021年，整个项目还在初期阶段的时分，穆达瓦教授猜测，这项电动轿车充电技能将需求2年的时刻来完结。他的团队正废寝忘食地作业，以便在2023年完成这一方针。

但在最近面临《底特律自在报》的采访中，他告知记者，这项技能或许比预期时刻更早完成，现在现已在对特别充电电缆进行最终测验。

这是一条不太普通、具有奇特法力的电缆。

事实上，由于电池在充电过快时会过热，轿车制造商们一向在尽力找出办法来冷却这一进程，这也比从零开始从头规划电池更高效。

福特研讨和先进工程一部高档技能负责人迈克尔·德格纳（Michael Degner）在2021年11月的一份福特新闻稿中说：“今日，由于存在过热风险，为电动轿车电池充电的速度遭到必定约束。要充电速度更快，就需求加大电流，而电流越大，电缆运转时积累的热量就越多。”

中心技能的隐秘

萨姆·穆达瓦教授 ▼

穆达瓦教授在普渡大学花了近40年的时刻研讨更有用冷却电子产品的办法。

据穆达瓦介绍，普渡大学的试验室现已开发出了一个处理方案，能够处理这个令许多人头痛的问题，现在电子产品产生的热量太大，无法用现有技能处理。

在2021年11月的一份新闻稿中，普渡大学表明，穆达瓦教授和他的团队规划了一种电缆，运用液体冷却的办法，供给比现在市场上最快电动轿车充电器高4.6倍的电流，充电进程将发出24.22千瓦的热量，该项目由福特公司和普渡大学的研讨和开发联盟赞助。

这种新电缆用液体来进行冷却，然后将液体变成蒸汽。这种用于蒸腾液体的元件是革命性的，而用液体冷却，也使线缆坚持相对更轻更细。

要将电动轿车充电时刻削减到5分钟，需求最低1400安培的电流。而依据普渡大学的新闻稿显现，穆达瓦教授和他的学生现已在试验室里证明，他们的电缆能够饱尝超越2400安培的电流。作为参阅，业界最先进的充电器只能供给高达520安培的电流，而顾客能够运用的大多数充电器所支撑的电流都低于150安培。

消除“充电焦虑”

开电动轿车时，人们往往会对电池可行进间隔表明忧虑，这一般被称为“路程焦虑”，在电动轿车开展的初期，续航才能一向是人们最忧虑的问题之一。

而跟着电动轿车的遍及，充电时刻又开展成为新的焦虑，这便是人们常说的“充电焦虑”。假设咱们正在享用一段高兴的公路游览，却因开电动轿车而不得不半途停下来，花30分钟或更长时刻进行充电，那实在是太败兴了。

这项新技能正是为了处理这一问题。它的中心是充电电缆，现在正在试验室里进行测验。在未来几个月里，穆达瓦教授将研讨各种电动轿车的充电速度，并尽或许快地将产品推向市场。

尽管以特斯拉为首的轿车制造商——包含通用轿车、福特轿车和大众轿车，现在现已在市场上推出了多款纯电动轿车，但伴跟着美国对基建设备的投入，美国人独爱的皮卡电动版的推出，公共充电站估计将在美国激增。

福特轿车将在2022年春季将向客户交给全电动的F-150 Lightning，通用轿车也方案在2023年秋季交给其全电动的Silverado，这都将大大添加道路上纯电动轿车的数量。

与日子休戚相关

计算机工程师吉姆·布茨科夫斯基（Jim Buczkowski）是这个联合研制项目的高档研讨员，也是福特公司研讨团队的现任负责人，他在福特进行了40年的电子产品和软件的开发，包含F-150 Lightning的出生。

他说，在首席执行官吉姆·法利（Jim Farley）的领导下，现在福特正在度过一段特别的、激动人心的旅程。吉姆·法利现已揭露许诺要竭尽全力向电气化转型，在他就任的第一年就投入了数十亿美元。

而在谈及这项新技能研讨时，布茨科夫斯基也表明，快速充电的应战绝不是言过其实，它与咱们的日常日子休戚相关。

他说：“充电让人们在电动轿车行进进程中不得不暂停。试想一下：第一种状况是，你能在充电1分钟后接着行进200公里；第二种状况是，你的车有800公里的续航路程，却需求停下来花三四个小时乃至10个小时进行充电。你会怎么挑选？当咱们驾驭燃油车的时分，可是加油2-3分钟就能再行进近700公里的。因而，在路上时刻的花费至关重要。”

另一个问题是，即便像油量表相同在仪表盘屏幕上实时显现电量，充电需求也是不行猜测的，由于电池的电量耗费并不是线性的，它还会遭到速度、气候和地势的影响。

“人们在乎的，不是电池的容量有多大。他们只想能更快地补能，回到路上行进。咱们现在在做的便是尽力，是让电能更快地进入车辆。”布茨科夫斯基说，“让电网中的能量更快地进入电池是首要任务，而搬运能量就意味着产生热量。”

能量怎么作业

他持续解说了燃油车加油的原理。燃油里含有必定量的能量，当燃油被点着时，贮存的能量会被开释，开释出来的能量为车辆供给动力，给油箱加油便是给它注入能量。

“而电动轿车的电力是不同的。从电网中获取电能，将其贮存在动力电池中，再用于驱动为车辆供给动力的电机。”

燃油轿车是靠贮存在燃料液体中的能量运转，而纯电动轿车是靠搬运并贮存在电池中的能量来运转。

“当你把插头连接到车辆上时，你实际上是经过电缆把能量从电网搬运到车辆上。”布茨科夫斯基说。

“假如用液体燃料填充油箱，能量搬运到油箱时是没有任何丢失的。”他说，“而当你把能量从电网搬运到电池时，其间一些能量会转化成热量，并在这个进程中丢失。你向电池传输的能量越多、越快，在用来传输能量的电缆中产生的热量就越多。”

在这种状况下，轿车电气化就需求一种不同的思想方法。这也是为什么许多工程师花了大把时刻企图减轻车辆的分量，以此完成运用更少的能量。

电池冷却的必要性

“一般状况下，电动轿车在行进将近500公里后，人们就需求充电了。到了充电站，需求花至少20分钟以上的时刻来给轿车充电，这种状况十分令人懊丧。”穆达瓦教授说，“这便是为什么咱们的技能能够处理很大一部分问题。把时刻缩短，更便于办理。假如充电时刻只需求5分钟，就能够到达在加油站加油相同的功率。”

在全国际的公司都在尽力改善电池的时分，福特-普渡联盟反而更专心于电池冷却。

“咱们往常运用的电缆在供给电流时，包含家里的电线，像手机充电，电脑充电，它们发出出的热量是有限的，接触起来也感觉很温暖。而这些都是小电池。”穆达瓦教授解说说。

“假如是简易的产品应用，热量没什么问题。但假如是巨大的电流从电线到导体，那么问题就来了。周围的绝缘层或许被消融，假如不散去一些热量，就会产生火灾乃至更严峻的工作。”

穆达瓦教授在这一范畴享有盛名，他的特长是将许多的热量和能量从细小的空间搬运出来。他与NASA在空间技能方面有密切协作，例如，为其大型数据中心耗散巨大热量，以坚持体系不会过热，避免设备被焚毁。

推向市场

穆达瓦教授现在正在与多家公司洽谈，方针是树立由轿车制造商、投资者和政府赞助的大规模高科技设备，以测验电池、充电设备，加速将新技能推向市场的进程。

穆达瓦教授表明：“充电公司几周来一向在自动接洽。可是许多公司不喜欢发表他们正在研讨的东西，所以没有什么可用的信息。事实上，只要把技能诀窍与大学里的科学和物理学交融在一起时，才能够适当迅速地得出处理方案。”

紧接着，敲定法令、专利请求、答应和常识产权问题也需求花费时刻。

在福特公司的新闻稿中，福特公司电气化子体系和电源研讨部司理泰德·米勒（Ted Miller）说，福特公司在电气化技能方面具有2500多项美国专利，还有4000多项专利正在请求中。

应战的旅程

福特公司研讨和先进工程部动力、推进和可持续开展主任汤姆·麦卡锡（Tom McCarthy）以为，轿车职业在电气化的开展道路上正在推进功能极限，热办理也变得更具应战性。

他说：“假如咱们能克服传热问题，就能取得更快的充电速度。这是一种职业的自我应战：有哪些技能打破能够让咱们到达更高的水平？一起这也是一个活跃的、令人兴奋的旅程，去发现各种或许性，寻觅答案，做从未有人做到过的工作。”