Las bandejas de baterías compuestas termoplásticas se están convirtiendo en una tecnología clave en el nuevo sector de vehículos de energía. Dichas bandejas incorporan muchas de las ventajas de los materiales termoplásticos, que incluyen peso ligero, resistencia superior, resistencia a la corrosión, flexibilidad de diseño y excelentes propiedades mecánicas. Estas propiedades son críticas para garantizar la durabilidad y la confiabilidad de las bandejas de baterías. Además, el sistema de enfriamiento en un paquete de baterías termoplásticas juega un papel vital en el mantenimiento del rendimiento de la batería, extendiendo su vida y garantizar un funcionamiento seguro. Un sistema de gestión térmica efectivo asegura que la batería se mantenga dentro del rango de temperatura deseado en todas las condiciones de funcionamiento, aumentando así la eficiencia y la seguridad de la batería.
Como tecnología habilitadora para la carga rápida, Kautex demuestra la implementación del enfriamiento de inmersión en dos fases, donde la celda de tracción se usa como evaporador en el proceso de enfriamiento. El enfriamiento de inmersión en dos fases logra una velocidad de transferencia de calor extremadamente alta de 3400 w/m^2*K mientras maximiza la uniformidad de temperatura dentro de la batería a la temperatura óptima de funcionamiento de la batería. Como resultado, el sistema de gestión térmica de la batería puede administrar de manera segura y permanente las cargas térmicas a tasas de carga superiores a 6c. El rendimiento de enfriamiento del enfriamiento de inmersión en dos fases también puede inhibir con éxito la propagación del calor dentro de la cubierta de la batería compuesta termoplástica, mientras que el enfriamiento de inmersión de dos fases introdujo disipa el calor en el medio ambiente hasta 30 ° C. El ciclo térmico es reversible, lo que permite un calentamiento eficiente de la batería en condiciones ambientales frías. La implementación de la transferencia de calor de ebullición de flujo garantiza una transferencia de calor alta constante sin colapso de burbujas de vapor y daños posteriores a la cavitación.
En el concepto directo de enfriamiento de inmersión en dos fases de Kautex, el fluido está en contacto directo con las celdas de la batería dentro de la carcasa de la batería, que es equivalente a un evaporador en un ciclo de refrigerante. La inmersión celular maximiza el uso del área de la superficie celular para la transferencia de calor, mientras que la evaporación constante del fluido, es decir, el cambio de fase, asegura la uniformidad de temperatura máxima. El esquema se muestra en la Figura 2.
Fig. 2 Principio de operación de enfriamiento de inmersión en dos fases
La idea de integrar todos los componentes necesarios para la distribución de líquidos directamente en una cubierta de batería termoplástica y no conductora promete ser un enfoque sostenible. Cuando la cubierta de la batería y la bandeja de la batería están hechas del mismo material, se pueden soldar para la estabilidad estructural al tiempo que elimina la necesidad de materiales de encapsulación y simplifican el proceso de reciclaje.
Los estudios han demostrado que un método de enfriamiento de inmersión en dos fases utilizando el refrigerante SF33 demuestra capacidades superiores de disipación de calor en la transferencia de calor de la batería. Este sistema mantuvo las temperaturas de la batería en el rango de 34-35 ° C en todas las condiciones de prueba, lo que demuestra una excelente uniformidad de temperatura. Los refrigerantes como SF33 son compatibles con la mayoría de los metales, plásticos y elastómeros, y no dañarán los materiales de la caja de la batería termoplástica.
Fig. 3 Experimento de medición de transferencia de calor de la batería [1]
Además, el estudio experimental comparó diferentes estrategias de enfriamiento, como convección natural, convección forzada y enfriamiento líquido con refrigerante SF33, y los resultados mostraron que el sistema de enfriamiento de inmersión en dos fases fue muy efectivo para mantener la temperatura de la celda de la batería.
En general, el sistema de enfriamiento de inmersión en dos fases proporciona una solución de enfriamiento de batería eficiente y uniforme para vehículos eléctricos y otras aplicaciones que requieren almacenamiento de energía, lo que ayuda a mejorar la durabilidad y la seguridad de la batería.
Tiempo de publicación: octubre-14-2024