Les safates de bateries de compost termoplàstic s'estan convertint en una tecnologia clau en el sector dels vehicles de nova energia. Aquestes safates incorporen molts dels avantatges dels materials termoplàstics, com ara pes lleuger, resistència superior, resistència a la corrosió, flexibilitat de disseny i excel·lents propietats mecàniques. Aquestes propietats són fonamentals per garantir la durabilitat i la fiabilitat de les safates de la bateria. A més, el sistema de refrigeració d'un paquet de bateries termoplàstiques té un paper vital per mantenir el rendiment de la bateria, allargar-ne la vida útil i garantir un funcionament segur. Un sistema de gestió tèrmica eficaç garanteix que la bateria es mantingui dins del rang de temperatura desitjat en totes les condicions de funcionament, augmentant així l'eficiència i la seguretat de la bateria.
Com a tecnologia habilitadora per a la càrrega ràpida, Kautex demostra la implementació de la refrigeració per immersió bifàsica, on la cèl·lula de tracció s'utilitza com a evaporador en el procés de refrigeració. La refrigeració per immersió bifàsica aconsegueix una velocitat de transferència de calor extremadament alta de 3400 W/m^2*K alhora que maximitza la uniformitat de la temperatura dins de la bateria a la temperatura de funcionament òptima de la bateria. Com a resultat, el sistema de gestió tèrmica de la bateria pot gestionar de manera segura i permanent les càrregues tèrmiques a taxes de càrrega superiors als 6ºC. El rendiment de refrigeració de la refrigeració per immersió bifàsica també pot inhibir amb èxit la propagació de la calor dins de la carcassa de la bateria composta termoplàstica, mentre que la refrigeració per immersió bifàsica introduïda dissipa la calor a l'entorn fins a 30 ° C. El cicle tèrmic és reversible, permetent un escalfament eficient de la bateria en condicions ambientals fredes. La implementació de la transferència de calor en ebullició del flux garanteix una transferència de calor elevada constant sense col·lapse de la bombolla de vapor i danys posteriors per cavitació.
En el concepte de refrigeració directa per immersió bifàsica de Kautex, el fluid està en contacte directe amb les cèl·lules de la bateria dins de la carcassa de la bateria, que és equivalent a un evaporador en un cicle de refrigerant. La immersió cel·lular maximitza l'ús de la superfície cel·lular per a la transferència de calor, mentre que l'evaporació constant del fluid, és a dir, el canvi de fase, garanteix la màxima uniformitat de temperatura. L'esquema es mostra a la figura 2.
Fig. 2 Principi de funcionament de la refrigeració per immersió bifàsica
La idea d'integrar tots els components necessaris per a la distribució de fluids directament en una carcassa de bateria termoplàstica i no conductora promet ser un enfocament sostenible. Quan la carcassa de la bateria i la safata de la bateria estan fetes del mateix material, es poden soldar per a una estabilitat estructural alhora que s'eliminen la necessitat de materials d'encapsulació i es simplifica el procés de reciclatge.
Els estudis han demostrat que un mètode de refrigeració per immersió bifàsica que utilitza refrigerant SF33 demostra capacitats superiors de dissipació de calor en la transferència de calor de la bateria. Aquest sistema va mantenir les temperatures de la bateria en el rang de 34-35 °C en totes les condicions de prova, demostrant una excel·lent uniformitat de temperatura. Els refrigerants com SF33 són compatibles amb la majoria de metalls, plàstics i elastòmers i no danyaran els materials termoplàstics de la caixa de la bateria.
Fig. 3 Experiment de mesura de transferència de calor de la bateria [1]
A més, l'estudi experimental va comparar diferents estratègies de refrigeració, com ara la convecció natural, la convecció forçada i la refrigeració líquida amb refrigerant SF33, i els resultats van mostrar que el sistema de refrigeració d'immersió bifàsica era molt eficaç per mantenir la temperatura de la cel·la de la bateria.
En general, el sistema de refrigeració d'immersió bifàsica proporciona una solució de refrigeració de la bateria eficient i uniforme per a vehicles elèctrics i altres aplicacions que requereixen emmagatzematge d'energia, cosa que ajuda a millorar la durabilitat i la seguretat de la bateria.
Hora de publicació: 14-octubre-2024