【Technologická kooperativní】 dvoufázová chladicí systém pro ponoření pro termoplastické zásobníky baterií

Termoplastické zásobníky kompozitních baterií se stávají klíčovou technologií v novém sektoru energetických vozidel. Takové podnosy zahrnují mnoho výhod termoplastických materiálů, včetně nízké hmotnosti, vynikající síly, odolnosti proti korozi, flexibility návrhu a vynikajících mechanických vlastností. Tyto vlastnosti jsou rozhodující pro zajištění trvanlivosti a spolehlivosti zásobníků baterií. Chladicí systém v termoplastické baterii navíc hraje zásadní roli při udržování výkonu baterie, prodloužení její životnosti a zajištění bezpečného provozu. Efektivní systém správy tepelného řízení zajišťuje, že baterie je udržována v požadovaném teplotním rozsahu za všech provozních podmínek, čímž se zvyšuje účinnost a bezpečnost baterie.

Jako umožňující technologie pro rychlé nabíjení ukazuje Kautex implementaci dvoufázového chlazení ponoření, kde se trakční buňka používá jako výparník v procesu chlazení. Dvoufázové chlazení ponoření dosahuje extrémně vysoké rychlosti přenosu tepla 3400 W/M^2*K, zatímco maximalizuje teplotní uniformitu v baterii při optimální provozní teplotě baterie. Výsledkem je, že systém tepelné správy baterie může bezpečně a trvale řídit tepelná zatížení při nabíjení nad 6C. Chladicí výkon dvoufázového chlazení ponoření může také úspěšně inhibovat šíření tepla uvnitř skořepiny termoplastické kompozitní baterie, zatímco zavedená dvoufázová ponoření chlazení rozptyluje teplo do prostředí až do 30 ° C. Tepelný cyklus je reverzibilní, což umožňuje efektivní vytápění baterie v podmínkách studeného okolního okolí. Implementace přenosu vroucího tepla toku zajišťuje konstantní vysoký přenos tepla bez kolapsu bublin par a následného poškození kavitace.

V přímém konceptu dvoufázového ponoření Kautex je tekutina v přímém kontaktu s bateriovými buňkami uvnitř krytu baterie, což je ekvivalentní výparníku v cyklu chladiva. Ponoření buněk maximalizuje použití plochy povrchu buněčného povrchu pro přenos tepla, zatímco konstantní odpařování tekutiny, tj. Změna fáze, zajišťuje maximální teplotní uniformitu. Schéma je znázorněno na obrázku 2.

Obr. 2 Princip provozu dvoufázového chlazení ponoření

Myšlenka integrace všech potřebných součástí pro distribuci tekutin přímo do termoplastického, nevodivého skořepiny baterií slibuje, že bude udržitelným přístupem. Když jsou skořepiny baterie a zásobník baterie vyrobeny ze stejného materiálu, mohou být svařeny dohromady pro strukturální stabilitu a zároveň eliminovat potřebu zapouzdření materiálů a zjednodušení procesu recyklace.

Studie ukázaly, že dvoufázová metoda chlazení ponoření pomocí chladicí kapaliny SF33 prokazuje vynikající schopnosti rozptylu tepla při přenosu tepla baterie. Tento systém udržoval teploty baterie v rozmezí 34-35 ° C za všech podmínek testu, což prokazuje vynikající teplotní uniformitu. Chladiva, jako je SF33, jsou kompatibilní s většinou kovů, plastů a elastomerů a nepoškodí materiály s baterií termoplastických baterií.

Obr. 3 Experiment měření bateriového přenosu baterie [1]

Experimentální studie navíc porovnávala různé strategie chlazení, jako je přirozená konvekce, nucená konvekce a chlazení kapaliny s chladicí kapalinou SF33, a výsledky ukázaly, že dvoufázový systém ponoření chlazení byl velmi účinný při udržování teploty baterií.
Celkově poskytuje dvoufázový systém chlazení ponoření efektivní a jednotný roztok chlazení baterie pro elektrická vozidla a další aplikace vyžadující skladování energie, což pomáhá zlepšit trvanlivost a bezpečnost baterie.