Anche la NASA potrebbe contribuire allo sviluppo dell’auto elettrica (BEV). Nonostante possa sembrare strano, l’agenzia spaziale potrebbe svolgere un ruolo essenziale nella creazione di nuove tecnologie adattabili anche ai veicoli su strada. Nel corso delle prossime missioni, la NASA si troverà ad affrontare complessi sistemi che richiedono un controllo preciso delle temperature per funzionare senza problemi o compromissioni.
Tra le soluzioni proposte, si sta valutando l’utilizzo di un sistema energetico a fissione nucleare, destinato a essere impiegato nelle missioni lunari, marziane e oltre. Inoltre, la NASA sta definendo standard senza precedenti per pompe di calore a compressione di vapore, sistemi di controllo termico e supporto vitale a bordo delle navicelle.
All’interno della Divisione di Scienze Fisiche e Biologiche della NASA, c’è un progetto in corso che mira a fornire risposte concrete alla necessità di raffreddare tali sistemi. Questo progetto non solo garantisce temperature ottimali nello spazio, ma promette anche un notevole miglioramento nel trasferimento di calore, con riduzioni significative di peso e dimensioni.
Gli obiettivi della NASA potrebbero risultare familiari, poiché richiamano le sfide affrontate dai produttori di auto elettriche. Mentre diverse aziende del settore valutano nuovi percorsi, la NASA sembra indicare una via del tutto nuova. Vediamo insieme in cosa consiste la tecnica proposta dai suoi collaboratori, esaminando attentamente i dettagli e le prospettive future.
La corsa verso ricariche ultrarapide: tecnologia purdue per una rivoluzione nell’auto elettrica
Il team di ingegneria meccanica della Purdue University sembra aver compreso un metodo per portare la mobilità a un livello superiore. Il loro progetto, il Flow Condensation and Boiling Experiment (FBCE), consente esperimenti bifase sul flusso dei fluidi e sul trasferimento di calore in condizioni di microgravità a lungo raggio sulla Stazione Spaziale Internazionale. Tuttavia, oltre a questo notevole potenziale, c’è un’applicazione che potrebbe dare un forte impulso alle BEV: si prevede che grazie alla tecnologia, le auto elettriche potrebbero ricaricarsi in 5 minuti o meno.
Ridurre i tempi di ricarica a cinque minuti è un obiettivo da tempo cercato dai protagonisti del settore. Attualmente, c’è ancora un’enorme differenza nella velocità di rifornimento tra i modelli a combustione interna e quelli completamente elettrici. Perfino Tesla, nota per le auto a zero emissioni, non ha ancora raggiunto l’ambizioso traguardo.
Per mitigare l’attesa, le stazioni di ricarica Supercharger offrono comfort aggiuntivi, ma ciò rappresenta solo un modo temporaneo per rendere più piacevole l’attesa. Anche Porsche ha adottato una strategia simile con moderne lounge. Nonostante gli sforzi apprezzabili, i proprietari di un’auto elettrica desiderano una soluzione definitiva. Il costo elevato della ricarica e la limitata disponibilità di stazioni, prevalentemente nelle città principali, contribuiscono a scoraggiare l’adozione più ampia delle BEV. La lentezza della ricarica è un grosso punto di freno. Molti operatori stanno affrontando la sfida, ma gli ostacoli tecnici rimangono una sfida significativa da superare.
La sfida degli ampere: ottimizzare la ricarica delle auto elettriche in 5 minuti
Il problema principale riguarda gli Ampere. Per ottenere una ricarica delle auto elettriche in soli 5 minuti, è necessario generare una corrente di 1.400 A. Tuttavia, attualmente, i caricabatterie avanzati raggiungono al massimo i 520 A, mentre la maggior parte dei prodotti disponibili per i consumatori offre meno di 150 A.
Le complicazioni derivano dal fatto che i sistemi di ricarica in grado di fornire 1.400 A generano notevole calore rispetto ai sistemi attuali, richiedendo un processo di controllo della temperatura migliorato. È il punto chiave per lo sviluppo di soluzioni idonee.
Significa sviluppare e implementare metodi avanzati di controllo della temperatura per evitare il surriscaldamento dei sistemi, garantendo che il processo avvenga secondo gli standard più rigorosi di sicurezza ed efficienza. Fino a quando non verranno introdotti tali miglioramenti, i progetti in fase di valutazione rischiano di presentare notevoli complicazioni. Le innovazioni tecniche potrebbero offrire soluzioni per gestire le sfide legate al calore prodotto durante la ricarica ad alta potenza.
Riduzione dei tempi di ricarica delle auto elettriche: la promettente tecnologia di raffreddamento NASA-Purdue
Nella nuova tecnologia sviluppata in collaborazione tra la NASA e la Purdue University, il liquido refrigerante dielettrico viene fatto fluire attraverso il cavo di ricarica, dove assorbe il calore generato dal conduttore di corrente. Il modulo di ebollizione a flusso comprende dispositivi riscaldanti posizionati lungo le pareti di un canale di flusso in cui il refrigerante viene fornito in forma liquida. Con l’incremento graduale della temperatura dei dispositivi, il liquido nel canale si riscalda e quello adiacente inizia a bollire, formando piccole bolle sulle pareti. Che si staccano frequentemente dalle pareti, attraendo costantemente il liquido dalla parte centrale del canale verso le pareti.
Il processo trasferisce il calore in modo efficiente, sfruttando sia la temperatura inferiore del liquido sia il suo cambiamento di stato da liquido a vapore. La tecnica permette un notevole miglioramento nel flusso del liquido nel canale e nella sua condizione, mantenendo una temperatura significativamente inferiore al punto di ebollizione. Quindi, questa metodologia introduce un trasferimento di calore più efficiente rispetto agli approcci tradizionali.
Nell’agosto del 2021, l’FBCE è stato testato e installato con successo sulla Stazione Spaziale Internazionale; all’inizio del 2022, ha iniziato a trasmettere dati sull’ebollizione del flusso in microgravità. I risultati analitici permetteranno applicazioni in vari settori. Oltre agli utilizzi nello spazio, la tecnologia potrebbe contribuire ad aumentare l’attrattiva dell’auto elettrica. Le BEV hanno un cavo di ricarica collegato a una spina inserita nell’apposita presa del veicolo. Il cavo trasferisce l’energia per la ricarica alla batteria interna che alimenta il motore.
Di solito, il conduttore è costituito da un fascio di fili e, a causa delle restrizioni di temperatura, richiede cavi di dimensioni considerevoli, rendendoli pesanti e poco maneggevoli. Tuttavia, il team guidato da Issam Mudawar, Betty Ruth e Milton B. Hollander ha superato questo limite con successo. I test condotti sull’ebollizione del flusso sottoraffreddato hanno dimostrato la capacità di fornire fino a 4,6 volte la corrente dei caricabatterie attualmente disponibili sul mercato per le auto elettriche più veloci, rimuovendo fino a 24,22 kW di calore.
Il cavo sviluppato presso la Purdue University è in grado di erogare 2.400 Ampere, superando notevolmente i 1.400 A necessari per ridurre il tempo di ricarica di una BEV a soli cinque minuti. Tuttavia, prima di considerare l’attuazione su larga scala, è necessario valutare la sostenibilità logistica ed economica di questo piano, aspetti che l’industria automobilistica dovrà ponderare attentamente prima di adottare questa tecnologia.
