【فن آوری-همبستگی】 سیستم خنک کننده غوطه وری دو فاز برای سینی های باتری ترموپلاستیک

سینی های باتری کامپوزیت ترموپلاستیک در حال تبدیل شدن به یک فناوری اصلی در بخش جدید وسیله نقلیه انرژی هستند. چنین سینی ها بسیاری از مزایای مواد ترموپلاستیک ، از جمله وزن سبک ، استحکام برتر ، مقاومت در برابر خوردگی ، انعطاف پذیری طراحی و خصوصیات مکانیکی عالی را در بر می گیرد. این خصوصیات برای اطمینان از دوام و قابلیت اطمینان سینی های باتری بسیار مهم است. علاوه بر این ، سیستم خنک کننده در یک باتری ترموپلاستیک نقش مهمی در حفظ عملکرد باتری ، گسترش عمر آن و اطمینان از عملکرد ایمن دارد. یک سیستم مدیریت حرارتی مؤثر تضمین می کند که باتری در محدوده دمای مورد نظر تحت تمام شرایط عملیاتی نگهداری می شود ، در نتیجه باعث افزایش راندمان و ایمنی باتری می شود.

Kautex به عنوان یک فناوری فعال برای شارژ سریع ، اجرای خنک کننده غوطه وری دو فاز را نشان می دهد ، جایی که از سلول کشش به عنوان یک تبخیر کننده در فرآیند خنک کننده استفاده می شود. خنک کننده غوطه وری دو فاز به سرعت انتقال حرارت بسیار زیاد 3400 W/m^2*K در حالی که به حداکثر رساندن یکنواختی دما در بسته باتری در دمای بهینه باتری است ، می رسد. در نتیجه ، سیستم مدیریت حرارتی باتری می تواند با اطمینان و دائمی بارهای حرارتی را با نرخ شارژ بالاتر از 6C مدیریت کند. عملکرد خنک کننده خنک کننده غوطه وری دو فاز همچنین می تواند با موفقیت انتشار گرما را در پوسته باتری کامپوزیت ترموپلاستیک مهار کند ، در حالی که خنک کننده غوطه وری دو فاز معرفی شده گرما را تا 30 درجه سانتیگراد از بین می برد. چرخه حرارتی قابل برگشت است و امکان گرمایش کارآمد باتری در شرایط محیط سرد را فراهم می کند. اجرای انتقال حرارت جوش جریان ، انتقال حرارت زیاد را بدون فروپاشی حباب بخار و آسیب کاویتاسیون متعاقب آن تضمین می کند.

در مفهوم خنک کننده دو فاز مستقیم Kautex ، مایع در تماس مستقیم با سلولهای باتری در داخل باتری قرار دارد که معادل یک تبخیر کننده در چرخه مبرد است. غوطه وری سلول استفاده از سطح سلول برای انتقال حرارت را به حداکثر می رساند ، در حالی که تبخیر ثابت مایعات ، یعنی تغییر فاز ، حداکثر یکنواختی دما را تضمین می کند. شماتیک در شکل 2 نشان داده شده است.

شکل 2 اصل عملکرد خنک کننده غوطه وری دو فاز

ایده ادغام تمام مؤلفه های لازم برای توزیع سیال به طور مستقیم در یک پوسته باتری ترموپلاستیک و غیر رسانا قول می دهد یک رویکرد پایدار باشد. هنگامی که پوسته باتری و سینی باتری از همان مواد ساخته شده اند ، می توانند ضمن از بین بردن نیاز به مواد محصور سازی و ساده سازی روند بازیافت ، برای ثبات ساختاری جوش داده شوند.

مطالعات نشان داده اند که یک روش خنک کننده غوطه وری دو فاز با استفاده از مایع خنک کننده SF33 قابلیت اتلاف گرمای برتر در انتقال گرمای باتری را نشان می دهد. این سیستم دمای باتری را در محدوده 34-35 درجه سانتیگراد در تمام شرایط آزمایش حفظ کرده و یکنواختی درجه حرارت عالی را نشان می دهد. خنک کننده هایی مانند SF33 با بیشتر فلزات ، پلاستیک ها و الاستومرها سازگار هستند و به مواد مورد باتری ترموپلاستیک آسیب نمی رسانند.

شکل 3 آزمایش اندازه گیری انتقال حرارت باتری [1]

علاوه بر این ، مطالعه تجربی استراتژی های مختلف خنک کننده مانند همرفت طبیعی ، همرفت اجباری و خنک کننده مایع را با خنک کننده SF33 مقایسه کرد و نتایج نشان داد که سیستم خنک کننده غوطه وری دو فاز در حفظ دمای سلول باتری بسیار مؤثر است.
به طور کلی ، سیستم خنک کننده غوطه وری دو فاز یک محلول خنک کننده باتری کارآمد و یکنواخت را برای وسایل نقلیه برقی و سایر برنامه های کاربردی که نیاز به ذخیره انرژی دارند فراهم می کند ، که به بهبود دوام و ایمنی باتری کمک می کند.