【Τεχνολογία-Συνεργατικό】 Σύστημα ψύξης δύο φάσεων βύθισης για δίσκους θερμοπλαστικής μπαταρίας

Οι θερμοπλαστικοί δίσκοι σύνθετων μπαταριών γίνονται βασική τεχνολογία στον νέο τομέα των οχημάτων ενέργειας. Αυτοί οι δίσκοι ενσωματώνουν πολλά από τα πλεονεκτήματα των θερμοπλαστικών υλικών, όπως το ελαφρύ βάρος, η ανώτερη αντοχή, η αντοχή στη διάβρωση, η ευελιξία του σχεδιασμού και οι εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες. Αυτές οι ιδιότητες είναι κρίσιμες για την εξασφάλιση της ανθεκτικότητας και της αξιοπιστίας των δίσκων της μπαταρίας. Επιπλέον, το σύστημα ψύξης σε ένα θερμοπλαστικό πακέτο μπαταρίας διαδραματίζει ζωτικό ρόλο στη διατήρηση της απόδοσης της μπαταρίας, στην επέκταση της ζωής του και στην εξασφάλιση 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 καταδεικνύει την εφαρμογή ψύξης δύο φάσεων εμβάπτισης, όπου το κύτταρο έλξης χρησιμοποιείται ως εξατμιστής στη διαδικασία ψύξης. Η ψύξη δύο φάσεων εμβάπτισης 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 της μπαταρίας μπορεί να διαχειρίζεται με ασφάλεια και μόνιμα τα θερμικά φορτία σε ποσοστά φόρτισης άνω των 6C. Η απόδοση ψύξης της ψύξης δύο φάσεων εμβάπτισης μπορεί επίσης να αναστέλλει επιτυχώς τη διάδοση της θερμότητας εντός του θερμοπλαστικού σύνθετου κελύφους της μπαταρίας, ενώ η εισαγόμενη ψύξη εμβάπτισης δύο φάσεων διαχέει τη θερμότητα στο περιβάλλον μέχρι τους 30 ° C. Ο θερμικός κύκλος είναι αναστρέψιμος, επιτρέποντας την αποτελεσματική θέρμανση της μπαταρίας σε κρύες συνθήκες περιβάλλοντος. Η εφαρμογή της μεταφοράς θερμότητας βρασμού ροής εξασφαλίζει σταθερή υψηλή μεταφορά θερμότητας χωρίς κατάρρευση φυσαλίδων ατμών και επακόλουθη βλάβη σπηλαίωσης.

Στην άμεση έννοια ψύξης δύο φάσεων της Kautex, το υγρό βρίσκεται σε άμεση επαφή με τα κύτταρα της μπαταρίας μέσα στο περίβλημα της μπαταρίας, το οποίο ισοδυναμεί με έναν εξατμιστή σε κύκλο ψυκτικού μέσου. Η εμβάπτιση των κυττάρων μεγιστοποιεί τη χρήση της επιφάνειας της κυτταρικής επιφάνειας για μεταφορά θερμότητας, ενώ η σταθερή εξάτμιση του υγρού, δηλαδή η αλλαγή φάσης, εξασφαλίζει τη μέγιστη ομοιομορφία θερμοκρασίας. Το σχηματικό σχήμα παρουσιάζεται στο σχήμα 2.

Εικ. 2 Αρχή λειτουργίας ψύξης δύο φάσεων εμβάπτισης

Η ιδέα της ενσωμάτωσης όλων των απαραίτητων εξαρτημάτων για κατανομή 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 κατασκευασμένα από το ίδιο υλικό, μπορούν να συγκολληθούν μαζί για δομική σταθερότητα, ενώ εξαλείφουν την ανάγκη για υλικά ενθυλάκωσης και απλοποιώντας τη διαδικασία ανακύκλωσης.

Μελέτες έχουν δείξει ότι μια μέθοδος ψύξης δύο φάσεων εμβάπτισης χρησιμοποιώντας ψυκτικό ψυκτικό SF33 επιδεικνύει ανώτερες δυνατότητες απόσπασης θερμότητας στη μεταφορά θερμότητας της μπαταρίας. Αυτό το σύστημα διατήρησε τις θερμοκρασίες της μπαταρίας στην περιοχή 34-35 ° C υπό όλες τις συνθήκες δοκιμής, αποδεικνύοντας εξαιρετική ομοιομορφία θερμοκρασίας. Τα ψυκτικά, όπως το SF33 είναι συμβατά με τα περισσότερα μέταλλα, τα πλαστικά και τα ελαστομερή και δεν θα βλάψουν τα θερμοπλαστικά υλικά θήκης μπαταρίας.

Εικ. 3 Πείραμα μέτρησης μεταφοράς θερμότητας μπαταρίας [1]

Επιπλέον, η πειραματική μελέτη συνέκρινε διαφορετικές στρατηγικές ψύξης, όπως η φυσική μεταφορά, η αναγκαστική μεταφορά και η υγρή ψύξη με ψυκτικό ψυκτικό SF33 και τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το σύστημα ψύξης δύο φάσεων εμβάπτισης ήταν πολύ αποτελεσματικό στη διατήρηση της θερμοκρασίας των κυττάρων της μπαταρίας.
Συνολικά, το σύστημα ψύξης δύο φάσεων 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 ανθεκτικότητας και της ασφάλειας των μπαταριών.