【Teknologi-Kooperatif】 Sistem Pendinginan Perendaman Dua Fase untuk Baki Baterai Termoplastik

Baki baterai komposit termoplastik menjadi teknologi utama di sektor kendaraan energi baru. Baki seperti itu menggabungkan banyak keunggulan bahan termoplastik, termasuk bobot ringan, kekuatan superior, ketahanan korosi, fleksibilitas desain, dan sifat mekanik yang sangat baik. Properti ini sangat penting untuk memastikan daya tahan dan keandalan baki baterai. Selain itu, sistem pendingin dalam paket baterai termoplastik memainkan peran penting dalam mempertahankan kinerja baterai, memperpanjang umurnya, dan memastikan operasi yang aman. Sistem manajemen termal yang efektif memastikan bahwa baterai dipertahankan dalam kisaran suhu yang diinginkan di bawah semua kondisi operasi, sehingga meningkatkan efisiensi dan keamanan baterai.

Sebagai teknologi yang memungkinkan untuk pengisian cepat, Kautex menunjukkan implementasi pendinginan perendaman 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 sambil memaksimalkan keseragaman suhu dalam paket baterai pada suhu pengoperasian baterai yang optimal. Akibatnya, sistem manajemen termal baterai dapat mengelola beban termal dengan aman dan permanen pada tingkat pengisian di atas 6C. Kinerja pendinginan pendinginan perendaman dua fase juga dapat berhasil menghambat perambatan panas dalam cangkang baterai komposit termoplastik, sedangkan pendinginan perendaman dua fase yang diperkenalkan menghilangkan panas ke lingkungan hingga 30 ° C. Siklus termal reversibel, memungkinkan pemanasan baterai yang efisien dalam kondisi ambien dingin. Implementasi aliran perpindahan panas mendidih memastikan perpindahan panas tinggi konstan tanpa keruntuhan gelembung uap dan kerusakan kavitasi berikutnya.

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

Gbr. 2 Prinsip pengoperasian pendinginan perendaman dua fase

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

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

Gbr. 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 pendingin SF33, dan hasilnya menunjukkan bahwa sistem pendingin perendaman dua fase sangat efektif dalam mempertahankan suhu sel baterai.
Secara keseluruhan, sistem pendingin perendaman dua fase menyediakan solusi pendingin baterai yang efisien dan seragam untuk kendaraan listrik dan aplikasi lain yang membutuhkan penyimpanan energi, yang membantu meningkatkan daya tahan baterai dan keamanan.