Termoplastist komposiitakualused on muutumas võtmetehnoloogiaks uute energiasõidukite sektoris. Sellistel alustel on palju termoplastiliste materjalide eeliseid, sealhulgas kerge kaal, ülim tugevus, korrosioonikindlus, disaini paindlikkus ja suurepärased mehaanilised omadused. Need omadused on kriitilise tähtsusega akusalvede vastupidavuse ja töökindluse tagamiseks. Lisaks mängib termoplastikust akukomplektis olev jahutussüsteem üliolulist rolli aku töövõime säilitamisel, eluea pikendamisel ja ohutu töö tagamisel. Tõhus soojusjuhtimissüsteem tagab, et aku püsib soovitud temperatuurivahemikus kõikides töötingimustes, suurendades seeläbi aku tõhusust ja ohutust.
Kiirlaadimist võimaldava tehnoloogiana demonstreerib Kautex kahefaasilise sukeljahutuse rakendamist, kus veoelementi kasutatakse jahutusprotsessis aurustina. Kahefaasiline sukeljahutus saavutab ülikõrge soojusülekande kiiruse 3400 W/m^2*K, maksimeerides samal ajal temperatuuri ühtlust akuplokis optimaalse aku töötemperatuuri juures. Selle tulemusel suudab aku soojusjuhtimissüsteem ohutult ja püsivalt juhtida soojuskoormust laadimiskiirusel üle 6C. Kahefaasilise sukeljahutuse jahutusvõime võib edukalt pärssida ka soojuse levikut termoplastsest komposiitpatarei kestas, samas kui kasutusele võetud kahefaasiline sukeljahutus hajutab soojust keskkonda kuni 30 °C. Termotsükkel on pöörduv, võimaldades akut tõhusalt soojendada külmades keskkonnatingimustes. Voolu keeva soojusülekande rakendamine tagab pideva kõrge soojusülekande ilma aurumullide kokkuvarisemise ja sellele järgneva kavitatsioonikahjustuseta.
Kautexi otseses kahefaasilises sukeljahutuse kontseptsioonis on vedelik otsekontaktis akukorpuses olevate akuelementidega, mis võrdub aurustiga külmutusagensi tsüklis. Rakkude immersioon võimaldab maksimaalselt ära kasutada raku pindala soojusülekandeks, samas kui vedeliku pidev aurustumine ehk faasimuutus tagab maksimaalse temperatuuri ühtluse. Skeem on näidatud joonisel 2.
Joonis 2 Kahefaasilise sukeljahutuse tööpõhimõte
Idee integreerida kõik vedeliku jaotamiseks vajalikud komponendid otse termoplastilisse, mittejuhtivasse akukestesse tõotab olla jätkusuutlik lähenemisviis. Kui aku kest ja akualus on valmistatud samast materjalist, saab need konstruktsiooni stabiilsuse tagamiseks kokku keevitada, välistades samal ajal kapseldamismaterjalide vajaduse ja lihtsustades taaskasutusprotsessi.
Uuringud on näidanud, et kahefaasiline sukeljahutusmeetod, milles kasutatakse SF33 jahutusvedelikku, demonstreerib aku soojuse ülekandmisel paremat soojuse hajumise võimet. See süsteem hoidis aku temperatuuri vahemikus 34–35 °C kõigis katsetingimustes, näidates suurepärast temperatuuri ühtlust. jahutusvedelikud nagu SF33 ühilduvad enamiku metallide, plastide ja elastomeeridega ning ei kahjusta termoplasti aku korpuse materjale.
Joonis 3 Aku soojusülekande mõõtmise katse [1]
Lisaks võrreldi eksperimentaalses uuringus erinevaid jahutusstrateegiaid nagu loomulik konvektsioon, sundkonvektsioon ja vedelikjahutus SF33 jahutusvedelikuga ning tulemused näitasid, et kahefaasiline sukeljahutussüsteem oli väga tõhus akuelemendi temperatuuri hoidmisel.
Kokkuvõttes pakub kahefaasiline sukeljahutussüsteem tõhusa ja ühtlase akujahutuslahenduse elektrisõidukitele ja muudele energiasalvestust nõudvatele rakendustele, mis aitab parandada aku vastupidavust ja ohutust.
Postitusaeg: 14.10.2024