Οι θερμοπλαστικοί σύνθετοι δίσκοι μπαταριών γίνονται βασική τεχνολογία στον τομέα των νέων ενεργειακών οχημάτων. Τέτοιοι δίσκοι ενσωματώνουν πολλά από τα πλεονεκτήματα των θερμοπλαστικών υλικών, συμπεριλαμβανομένου του μικρού βάρους, της ανώτερης αντοχής, της αντοχής στη διάβρωση, της ευελιξίας του σχεδιασμού και των εξαιρετικών μηχανικών ιδιοτήτων. Αυτές οι ιδιότητες είναι κρίσιμες για τη διασφάλιση της ανθεκτικότητας και της αξιοπιστίας των δίσκων μπαταρίας. Επιπλέον, το σύστημα ψύξης σε μια θερμοπλαστική μπαταρία παίζει ζωτικό ρόλο στη διατήρηση της απόδοσης της μπαταρίας, στην παράταση της διάρκειας ζωής της και στη διασφάλιση της ασφαλούς λειτουργίας. Ένα αποτελεσματικό σύστημα θερμικής διαχείρισης διασφαλίζει ότι η μπαταρία διατηρείται εντός του επιθυμητού εύρους θερμοκρασίας κάτω από όλες τις συνθήκες λειτουργίας, αυξάνοντας έτσι την απόδοση και την ασφάλεια της μπαταρίας.
Ως τεχνολογία ενεργοποίησης για γρήγορη φόρτιση, η Kautex επιδεικνύει την εφαρμογή ψύξης με εμβάπτιση δύο φάσεων, όπου η κυψέλη έλξης χρησιμοποιείται ως εξατμιστής στη διαδικασία ψύξης. Η ψύξη με εμβάπτιση δύο φάσεων επιτυγχάνει εξαιρετικά υψηλό ρυθμό μεταφοράς θερμότητας 3400 W/m^2*K ενώ μεγιστοποιεί την ομοιομορφία θερμοκρασίας εντός της μπαταρίας στη βέλτιστη θερμοκρασία λειτουργίας της μπαταρίας. Ως αποτέλεσμα, το σύστημα θερμικής διαχείρισης μπαταρίας μπορεί να διαχειρίζεται με ασφάλεια και μόνιμα θερμικά φορτία σε ρυθμούς φόρτισης άνω των 6C. Η απόδοση ψύξης της ψύξης με εμβάπτιση δύο φάσεων μπορεί επίσης να αναστείλει με επιτυχία τη διάδοση θερμότητας μέσα στο θερμοπλαστικό σύνθετο κέλυφος της μπαταρίας, ενώ η εισαγόμενη ψύξη εμβάπτισης δύο φάσεων διαχέει τη θερμότητα στο περιβάλλον έως και 30°C. Ο θερμικός κύκλος είναι αναστρέψιμος, επιτρέποντας την αποτελεσματική θέρμανση της μπαταρίας σε ψυχρές συνθήκες περιβάλλοντος. Η εφαρμογή της μεταφοράς θερμότητας με βρασμό ροής εξασφαλίζει σταθερή υψηλή μεταφορά θερμότητας χωρίς κατάρρευση φυσαλίδων ατμού και επακόλουθη ζημιά λόγω σπηλαίωσης.
Στην ιδέα της άμεσης ψύξης με εμβάπτιση δύο φάσεων της Kautex, το υγρό βρίσκεται σε άμεση επαφή με τις κυψέλες της μπαταρίας μέσα στο περίβλημα της μπαταρίας, κάτι που ισοδυναμεί με έναν εξατμιστή σε έναν κύκλο ψυκτικού. Η εμβάπτιση κυψέλης μεγιστοποιεί τη χρήση της επιφάνειας της κυψέλης για μεταφορά θερμότητας, ενώ η συνεχής εξάτμιση του ρευστού, δηλαδή η αλλαγή φάσης, εξασφαλίζει τη μέγιστη ομοιομορφία της θερμοκρασίας. Το σχηματικό φαίνεται στο Σχήμα 2.
Εικ. 2 Αρχή λειτουργίας διφασικής ψύξης εμβάπτισης
Η ιδέα της ενσωμάτωσης όλων των απαραίτητων εξαρτημάτων για τη διανομή υγρών απευθείας σε ένα θερμοπλαστικό, μη αγώγιμο κέλυφος μπαταρίας υπόσχεται να είναι μια βιώσιμη προσέγγιση. Όταν το κέλυφος της μπαταρίας και ο δίσκος της μπαταρίας είναι κατασκευασμένοι από το ίδιο υλικό, μπορούν να συγκολληθούν μεταξύ τους για δομική σταθερότητα, ενώ εξαλείφεται η ανάγκη για υλικά ενθυλάκωσης και απλοποιώντας τη διαδικασία ανακύκλωσης.
Μελέτες έχουν δείξει ότι μια μέθοδος ψύξης με εμβάπτιση δύο φάσεων που χρησιμοποιεί ψυκτικό SF33 επιδεικνύει ανώτερες δυνατότητες απαγωγής θερμότητας στη μεταφορά θερμότητας μπαταρίας. Αυτό το σύστημα διατήρησε τις θερμοκρασίες της μπαταρίας στην περιοχή 34-35°C κάτω από όλες τις συνθήκες δοκιμής, επιδεικνύοντας εξαιρετική ομοιομορφία θερμοκρασίας. Τα ψυκτικά όπως το SF33 είναι συμβατά με τα περισσότερα μέταλλα, πλαστικά και ελαστομερή και δεν καταστρέφουν τα θερμοπλαστικά υλικά της θήκης της μπαταρίας.
Εικ. 3 Πείραμα μέτρησης μεταφοράς θερμότητας πακέτου μπαταριών [1]
Επιπλέον, η πειραματική μελέτη συνέκρινε διαφορετικές στρατηγικές ψύξης όπως φυσική μεταφορά, εξαναγκασμένη μεταφορά και ψύξη υγρού με ψυκτικό SF33 και τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το σύστημα ψύξης με εμβάπτιση δύο φάσεων ήταν πολύ αποτελεσματικό στη διατήρηση της θερμοκρασίας της μπαταρίας.
Συνολικά, το διφασικό σύστημα ψύξης εμβάπτισης παρέχει μια αποτελεσματική και ομοιόμορφη λύση ψύξης μπαταρίας για ηλεκτρικά οχήματα και άλλες εφαρμογές που απαιτούν αποθήκευση ενέργειας, η οποία συμβάλλει στη βελτίωση της αντοχής και της ασφάλειας της μπαταρίας.
Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-14-2024