【Tecnoloxía-Cooperativa】 Sistema de refrixeración de inmersión en dúas fases para bandexas de batería termoplástica

As bandexas de batería termoplásticas compostas están a converterse nunha tecnoloxía clave no novo sector de vehículos enerxéticos. Estas bandexas incorporan moitas das vantaxes dos materiais termoplásticos, incluído o peso lixeiro, a forza superior, a resistencia á corrosión, a flexibilidade do deseño e as excelentes propiedades mecánicas. Estas propiedades son críticas para garantir a durabilidade e a fiabilidade das bandexas da batería. Ademais, o sistema de refrixeración nunha batería termoplástica xoga un papel fundamental no mantemento do rendemento da batería, na prolongación da súa vida e garantindo un funcionamento seguro. Un sistema eficaz de xestión térmica asegura que a batería se manteña dentro do rango de temperatura desexado en todas as condicións de funcionamento, aumentando así a eficiencia e a seguridade da batería.

Como tecnoloxía habilitante para a carga rápida, Kautex demostra a implementación dun refrixeración de inmersión en dúas fases, onde a célula de tracción se usa como evaporador no proceso de refrixeración. O refrixeración por inmersión en dúas fases consegue unha taxa de transferencia de calor extremadamente alta de 3400 W/M^2*K ao tempo que maximiza a uniformidade da temperatura dentro do paquete de baterías á temperatura óptima de funcionamento da batería. Como resultado, o sistema de xestión térmica da batería pode xestionar de forma segura e permanente as cargas térmicas a taxas de carga por encima dos 6C. O rendemento de refrixeración do arrefriamento de inmersión en dúas fases tamén pode inhibir con éxito a propagación de calor dentro da cuncha de batería composta termoplástica, mentres que o refrixeración de inmersión en dúas fases introducido disipa a calor no ambiente de ata 30 ° C. O ciclo térmico é reversible, permitindo un quecemento eficiente da batería en condicións ambientais frías. A implementación de transferencia de calor de ebulición de fluxo asegura unha transferencia de calor alta constante sen colapso da burbulla de vapor e os posteriores danos na cavitación.

No concepto de refrixeración de inmersión en dúas fases de Kautex, o fluído está en contacto directo coas células da batería dentro da carcasa da batería, o que equivale a un evaporador nun ciclo de refrixerantes. A inmersión celular maximiza o uso da superficie celular para a transferencia de calor, mentres que a evaporación constante do fluído, é dicir, o cambio de fase, asegura a máxima uniformidade da temperatura. O esquema móstrase na figura 2.

Fig. 2 Principio de funcionamento do refrixeración de inmersión en dúas fases

A idea de integrar todos os compoñentes necesarios para a distribución de fluídos directamente nunha cuncha de batería termoplástica e non condutora promete ser un enfoque sostible. Cando a cuncha da batería e a bandexa da batería están feitas do mesmo material, pódense soldar xuntas para a estabilidade estrutural ao tempo que eliminan a necesidade de materiais de encapsulación e simplifican o proceso de reciclaxe.

Os estudos demostraron que un método de refrixeración de inmersión en dúas fases mediante o refrixerante SF33 demostra capacidades de disipación de calor superiores na transferencia da calor da batería. Este sistema mantivo as temperaturas da batería no rango de 34-35 ° C en todas as condicións de proba, demostrando unha excelente uniformidade de temperatura. Os refrixerantes como SF33 son compatibles coa maioría dos metais, plásticos e elastómeros e non danarán os materiais termoplásticos da batería.

Fig. 3 Experimento de medición de transferencia de calor do paquete de baterías [1]

Ademais, o estudo experimental comparou diferentes estratexias de refrixeración como a convección natural, a convección forzada e o arrefriamento líquido con refrixerante SF33, e os resultados demostraron que o sistema de refrixeración de inmersión en dúas fases era moi eficaz para manter a temperatura da célula da batería.
En xeral, o sistema de refrixeración de inmersión en dúas fases proporciona unha solución de refrixeración de batería eficiente e uniforme para vehículos eléctricos e outras aplicacións que requiren almacenamento de enerxía, o que axuda a mellorar a durabilidade e a seguridade da batería.