מגשי סוללות תרמופלסטיים הופכים לטכנולוגיית מפתח בתחום רכבי האנרגיה החדשים. מגשים כאלה משלבים רבים מהיתרונות של חומרים תרמופלסטיים, לרבות משקל קל, חוזק מעולה, עמידות בפני קורוזיה, גמישות עיצובית ותכונות מכניות מצוינות. תכונות אלו הן קריטיות להבטחת העמידות והאמינות של מגשי הסוללה. בנוסף, מערכת הקירור בחבילת סוללות תרמופלסטית ממלאת תפקיד חיוני בשמירה על ביצועי הסוללה, הארכת חייה והבטחת פעולה בטוחה. מערכת ניהול תרמית יעילה מבטיחה שהסוללה נשמרת בטווח הטמפרטורות הרצוי בכל תנאי ההפעלה, ובכך מגדילה את יעילות ובטיחות הסוללה.
כטכנולוגיה מאפשרת לטעינה מהירה, קאוטקס מדגים יישום של קירור טבילה דו-פאזי, שבו תא המתיחה משמש כמאייד בתהליך הקירור. קירור טבילה דו-פאזי משיג קצב העברת חום גבוה במיוחד של 3400 W/m^2*K תוך מיקסום אחידות הטמפרטורה בתוך ערכת הסוללות בטמפרטורת הפעולה האופטימלית של הסוללה. כתוצאה מכך, מערכת הניהול התרמי של הסוללה יכולה לנהל בצורה בטוחה וקבועה עומסים תרמיים בקצבי טעינה מעל 6C. ביצועי הקירור של קירור טבילה דו-פאזי יכולים גם לעכב בהצלחה את התפשטות החום בתוך מעטפת הסוללה התרמופלסטית, בעוד שקירור הטבילה הדו-פאזי המוכנס מפזר חום לסביבה עד 30°C. המחזור התרמי הפיך, המאפשר חימום יעיל של הסוללה בתנאי סביבה קרים. היישום של העברת חום רותח זרימה מבטיח העברת חום גבוהה קבועה ללא קריסת בועות אדים ונזקי קוויטציה לאחר מכן.
בקונספט קירור הטבילה הדו-פאזי הישיר של Kautex, הנוזל נמצא במגע ישיר עם תאי הסוללה בתוך בית הסוללה, דבר המקביל למאייד במחזור קירור. טבילת תאים ממקסמת את השימוש בשטח פני התא להעברת חום, בעוד אידוי מתמיד של הנוזל, כלומר שינוי פאזה, מבטיח אחידות טמפרטורה מקסימלית. הסכימה מוצגת באיור 2.
איור 2 עקרון הפעולה של קירור טבילה דו-פאזי
הרעיון של שילוב כל הרכיבים הדרושים להפצת נוזלים ישירות לתוך מעטפת סוללה תרמופלסטית לא מוליכה מבטיח להיות גישה בת קיימא. כאשר מעטפת הסוללה ומגש הסוללה עשויים מאותו חומר, ניתן לרתך אותם יחד ליציבות מבנית תוך ביטול הצורך בחומרי עטיפה ופישוט תהליך המיחזור.
מחקרים הראו כי שיטת קירור טבילה דו-פאזי באמצעות נוזל קירור SF33 מדגימה יכולות פיזור חום מעולות בהעברת חום הסוללה. מערכת זו שמרה על טמפרטורות הסוללה בטווח של 34-35 מעלות צלזיוס בכל תנאי הבדיקה, והדגימה אחידות טמפרטורה מעולה. נוזלי קירור כגון SF33 תואמים לרוב המתכות, הפלסטיק והאלסטומרים, ולא יפגעו בחומרי מארז הסוללה התרמופלסטיים.
איור 3 ניסוי מדידת העברת חום של ערכת סוללה [1]
בנוסף, המחקר הניסוי השווה אסטרטגיות קירור שונות כמו הסעה טבעית, הסעה מאולצת וקירור נוזלי עם נוזל קירור SF33, והתוצאות הראו שמערכת הקירור הדו-פאזי של הטבילה יעילה מאוד בשמירה על טמפרטורת תא הסוללה.
בסך הכל, מערכת קירור הטבילה הדו-פאזי מספקת פתרון קירור סוללה יעיל ואחיד לרכבים חשמליים ויישומים אחרים הדורשים אגירת אנרגיה, מה שעוזר לשפר את עמידות ובטיחות הסוללה.
זמן פרסום: 14 באוקטובר 2024