【Teknologi-Koperasi】 Sistem pendingin perendaman dua fase untuk baki baterai termoplastik

Baki baterai komposit termoplastik menjadi teknologi utama di sektor kendaraan energi baru. Baki tersebut menggabungkan banyak keunggulan bahan termoplastik, termasuk ringan, kekuatan unggul, ketahanan terhadap korosi, fleksibilitas desain, dan sifat mekanik yang sangat baik. Properti ini sangat penting untuk memastikan ketahanan dan keandalan baki baterai. Selain itu, sistem pendingin dalam paket baterai termoplastik memainkan peran penting dalam menjaga kinerja baterai, memperpanjang masa pakainya, dan memastikan pengoperasian yang aman. Sistem manajemen termal yang efektif memastikan baterai tetap berada dalam kisaran suhu yang diinginkan dalam semua kondisi pengoperasian, sehingga meningkatkan efisiensi dan keamanan baterai.

Sebagai teknologi yang memungkinkan pengisian cepat, Kautex mendemonstrasikan penerapan pendinginan imersi dua fase, di mana sel traksi digunakan sebagai evaporator dalam proses pendinginan. Pendinginan perendaman dua fase mencapai laju perpindahan panas yang sangat tinggi sebesar 3400 W/m^2*K sekaligus memaksimalkan keseragaman suhu dalam paket baterai pada suhu pengoperasian baterai yang optimal. Hasilnya, sistem manajemen termal baterai dapat mengelola beban termal dengan aman dan permanen pada tingkat pengisian di atas 6C. Kinerja pendinginan dari pendinginan perendaman dua fase juga berhasil menghambat perambatan panas di dalam cangkang baterai komposit termoplastik, sedangkan pendinginan perendaman dua fase yang diperkenalkan mampu menghilangkan panas ke lingkungan hingga 30°C. Siklus termal bersifat reversibel, memungkinkan pemanasan baterai secara efisien dalam kondisi ruangan dingin. Penerapan perpindahan panas aliran mendidih memastikan perpindahan panas tinggi yang konstan tanpa runtuhnya gelembung uap dan kerusakan kavitasi selanjutnya.

Dalam konsep pendinginan perendaman dua fase langsung Kautex, cairan bersentuhan langsung dengan sel baterai di dalam wadah baterai, yang setara dengan evaporator dalam siklus pendingin. Perendaman sel memaksimalkan penggunaan luas permukaan sel untuk perpindahan panas, sementara penguapan cairan yang konstan, yaitu perubahan fasa, memastikan keseragaman suhu maksimum. Skemanya ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2 Prinsip pengoperasian pendinginan perendaman dua fase

Gagasan untuk mengintegrasikan semua komponen yang diperlukan untuk distribusi cairan langsung ke dalam cangkang baterai non-konduktif termoplastik menjanjikan pendekatan yang berkelanjutan. Jika cangkang baterai dan tempat baterai terbuat dari bahan yang sama, keduanya dapat dilas bersama untuk stabilitas struktural sekaligus menghilangkan kebutuhan bahan enkapsulasi dan menyederhanakan proses daur ulang.

Penelitian telah menunjukkan bahwa metode pendinginan perendaman dua fase menggunakan cairan pendingin SF33 menunjukkan kemampuan pembuangan panas yang unggul dalam mentransfer panas baterai. Sistem ini mempertahankan suhu baterai pada kisaran 34-35°C dalam semua kondisi pengujian, sehingga menunjukkan keseragaman suhu yang sangat baik. pendingin seperti SF33 kompatibel dengan sebagian besar logam, plastik, dan elastomer, dan tidak akan merusak bahan wadah baterai termoplastik.

Gambar 3 Eksperimen pengukuran perpindahan panas paket baterai [1]

Selain itu, studi eksperimental membandingkan berbagai strategi pendinginan seperti konveksi alami, konveksi paksa, dan pendinginan cair dengan cairan pendingin SF33, dan hasilnya menunjukkan bahwa sistem pendingin perendaman dua fase sangat efektif dalam menjaga suhu sel baterai.
Secara keseluruhan, sistem pendingin perendaman dua fase memberikan solusi pendinginan baterai yang efisien dan seragam untuk kendaraan listrik dan aplikasi lain yang memerlukan penyimpanan energi, sehingga membantu meningkatkan daya tahan dan keamanan baterai.