Термопластичните композитни батерии се превръщат в ключова технология в сектора на автомобилите с нова енергия. Такива тави включват много от предимствата на термопластичните материали, включително леко тегло, превъзходна здравина, устойчивост на корозия, гъвкавост на дизайна и отлични механични свойства. Тези свойства са от решаващо значение за осигуряване на издръжливостта и надеждността на батериите. В допълнение, охладителната система в термопластичната батерия играе жизненоважна роля за поддържане на производителността на батерията, удължаване на нейния живот и осигуряване на безопасна работа. Ефективна система за управление на топлината гарантира, че батерията се поддържа в рамките на желания температурен диапазон при всички работни условия, като по този начин повишава ефективността и безопасността на батерията.
Като позволяваща технология за бързо зареждане, Kautex демонстрира прилагането на двуфазно охлаждане с потапяне, където тяговата клетка се използва като изпарител в процеса на охлаждане. Двуфазното охлаждане чрез потапяне постига изключително висока скорост на топлообмен от 3400 W/m^2*K, като същевременно максимизира равномерността на температурата в батерията при оптимална работна температура на батерията. В резултат на това системата за термично управление на батерията може безопасно и постоянно да управлява термичните натоварвания при скорости на зареждане над 6C. Охлаждащата производителност на двуфазното охлаждане с потапяне може също така успешно да попречи на разпространението на топлина в термопластичния композитен корпус на батерията, докато въведеното двуфазно охлаждане с потапяне разсейва топлината в околната среда до 30°C. Термичният цикъл е обратим, което позволява ефективно нагряване на батерията при студени условия на околната среда. Внедряването на топлопренос на кипящ поток гарантира постоянен висок топлопренос без свиване на парни мехурчета и последващо увреждане от кавитация.
В концепцията на Kautex за директно двуфазно охлаждане с потапяне, течността е в пряк контакт с клетките на батерията вътре в корпуса на батерията, което е еквивалентно на изпарител в цикъл на хладилен агент. Потапянето на клетките максимизира използването на площта на клетъчната повърхност за пренос на топлина, докато постоянното изпаряване на течността, т.е. фазовата промяна, осигурява максимална равномерност на температурата. Схемата е показана на фигура 2.
Фиг. 2 Принцип на работа на двуфазно потопяемо охлаждане
Идеята за интегриране на всички необходими компоненти за разпределение на течности директно в термопластична, непроводима обвивка на батерията обещава да бъде устойчив подход. Когато обвивката на батерията и тавата на батерията са направени от един и същи материал, те могат да бъдат заварени заедно за структурна стабилност, като същевременно елиминират необходимостта от материали за капсулиране и опростяват процеса на рециклиране.
Проучванията показват, че двуфазен метод за охлаждане с потапяне, използващ охлаждаща течност SF33, демонстрира превъзходни възможности за разсейване на топлината при пренос на топлина от батерията. Тази система поддържа температурата на батерията в диапазона 34-35°C при всички тестови условия, демонстрирайки отлична температурна равномерност. охлаждащите течности като SF33 са съвместими с повечето метали, пластмаси и еластомери и няма да повредят термопластичните материали на корпуса на батерията.
Фиг. 3 Експеримент за измерване на топлообмен на батерия [1]
В допълнение, експерименталното проучване сравнява различни стратегии за охлаждане като естествена конвекция, принудителна конвекция и течно охлаждане с охлаждаща течност SF33 и резултатите показват, че двуфазната система за охлаждане с потапяне е много ефективна за поддържане на температурата на батерията.
Като цяло, двуфазната система за охлаждане с потапяне осигурява ефективно и равномерно решение за охлаждане на батерията за електрически превозни средства и други приложения, изискващи съхранение на енергия, което спомага за подобряване на издръжливостта и безопасността на батерията.
Време на публикуване: 14 октомври 2024 г