Nabíjecí stanice s výkonem 350 kW nejsou sci-fi. Jsou realita. A stejně tak je realita, že bez aktivního chlazení kabelu bychom pravděpodobně vídali požáry nabíječek. Přes kabely u takového výkonu tečou stovky ampér. Ne desítky – stovky. A s tím přichází teplo. Hodně tepla.
Rychlonabíjecí stanice elektromobilů mají aktivně chlazené kabely
Články na téma nabíjení elektromobilů:
- Cena nabíjení elektromobilu: Který se komu vyplatí?
- Jak se nabíjí elektromobil
- Nabíjení elektromobilu generátorem - vyzkoušeli jsme to a fakt se to nevyplatí
- Nabíjení elektromobilů - doma i z dobíjecí stanice
- Jak funguje wallbox
- Jak dlouho se nabíjí elektromobil
- Nabíjení elektromobilu v zahraničí – rady a tipy pro začátečníky
- Nabíjení elektroaut zlevňuje
- Kde vezmeme energii pro všechny ty elektromobily?
- Realita nabíjení elektromobilů
- Nabíjení elektromobilu – jak dlouho to zabere na dlouhé cestě?
- Bezdrátové nabíjení elektromobilů
- Nabíjecí stanice – Tesla vás nechá hlasovat, kde bude další
- Nabíjení elektromobilu: Jaký výkon je dostatečný?
- Zvládne elektrická síť všechny ty elektromobily?
- Nabíjení elektroauta je ztrátové. Jak moc?
- Nabíjení elektromobilu doma z klasické zásuvky má svá nemalá rizika
- Rychlonabíjení a aktivní chlazení kabelů nabíječek - právě čtete
- Nabíjení baterie elektromobilu: Co se děje uvnitř?
- Rychlé nabíjení elektromobilu: Jak moc opotřebovává baterii?
- Nabíjení elektromobilu ze zásuvky a na cestách
- Nabíjení elektromobilu v praxi
- Domácí nabíjení elektromobilu: Jak to bude na sídlištích?
- Cena nabíjení elektromobilu: Jak si stojí oproti spalováku?
- Jaké problémy nás čekají s rozšířením elektromobilů?
- Preconditioning baterie: Proč auto na cestě k rychlonabíječce zahřívá baterii?
- Smart load balancing nám zachrání síť, až budou ulice plné elektromobilů
- V2G (Vehicle-to-Grid): Auto jako součást energetické sítě
Rychlonabíjecí stanice a teplo
Každý vodič má odpor. A odpor dělá neplechu, když přes něj tlačíme vysoký proud. Fyzika je jednoduchá:
P = I2⋅R
Proud na druhou krát odpor. To je množství tepla, které kabel generuje. Když máme odpor třeba jen 5 miliohmů a teče tam 500 ampérů, dostaneme:
P = 5002 × 0,005 = 1250 W
To je asi jako byl metrový kabel s přímotopem. Něco takového nechcete držet v ruce a nechcete, aby to bylo poblíž vašeho drahého auta.
Samotný odpor vodiče je pak daný:
R = ρ × (A/l)
Takže chceme-li menší odpor, potřebujeme buď kratší kabel (což ne vždy jde), nebo silnější. Jenže pokud ho uděláme dost tlustý, aby zvládal 500 ampérů bez chlazení, budeme s ním v reálu sotva manipulovat. Bylo by to něco jako hasičská hadice, akorát o dost těžší a absolutně nepoddajná.
Řešení? Aktivně chladit
Do kabelu se tedy přidá chladicí médium. Většinou směs vody a glykolu. Proudí buď samostatným kanálkem kolem vodiče, nebo dokonce v dutém vodiči samotném. Nabíječka má malé čerpadlo, které ženě kapalinu tam a zpátky – od stanice ke konektoru a zpět. Není to žádná raketová věda, ale musí to být důkladně utěsněné, spolehlivé a hlídané.
Tady nejde o pár stupňů navíc – tady jde o to, jestli kabel přežije, nebo se upeče. Na obou koncích kabelu jsou teplotní čidla. Pokud teplota přeleze hranici, systém přitlačí – rychlejší oběh, víc ventilátorů ve výměníku. Někdy se výkon dokonce sníží, pokud chlazení nestíhá. A když selže čerpadlo nebo dojde kapalina? Systém nabíjení okamžitě utne.
- Přečtěte si také: Nabíjení elektroauta je ztrátové. Jak moc?
Proč se s tím někdo trápí
Bez chlazení by musely mít kabely při těchto výkonech průřez klidně 120 mm². To je brutální váha. Nejde jen o měď – jde i o izolaci, mechanickou ochranu a ohybnost. Prakticky by to nikdo neudržel déle než pár sekund, a rozhodně by to nešlo namotávat nebo připojovat jednou rukou. Nehledě na fakt, že by docházelo k extrémnímu namáhání konektoru vozidla. Díky chlazení stačí klidně 35 nebo 50 mm², protože teplo se aktivně odvádí. Kabel je lehčí, poddajnější, a přitom bezpečně zvládne ty samé proudy.
Není to bonus, je to nutnost
Už dnes se standardně používá chlazení u HPC (High Power Charging) stanic s výkony nad 250 kW. A bude hůř – nebo lépe, podle úhlu pohledu. Chystané megawattové systémy (např. MCS pro náklaďáky) vyžadují ještě sofistikovanější chlazení. Nejen kabelu, ale i samotného konektoru.
Zdroj médií: Jakub Mokříš.