熱可塑性コンポジットバッテリートレイは、新しいエネルギー車両セクターの重要な技術になりつつあります。このようなトレイには、軽量、優れた強度、腐食抵抗、設計の柔軟性、優れた機械的特性など、熱可塑性材料の利点の多くが組み込まれています。これらのプロパティは、バッテリートレイの耐久性と信頼性を確保するために重要です。さらに、熱可塑性バッテリーパックの冷却システムは、バッテリーの性能を維持し、寿命を延ばし、安全な動作を確保する上で重要な役割を果たします。効果的な熱管理システムにより、バッテリーがすべての動作条件下で目的の温度範囲内で維持され、バッテリーの効率と安全性が向上します。
Kautexは、高速充電の可能性のある技術として、2相浸漬冷却の実装を実証します。ここで、トラクションセルは冷却プロセスで蒸発器として使用されます。 2相浸漬冷却は、最適なバッテリー動作温度でバッテリーパック内の温度均一性を最大化しながら、3400 w/m^2*kの非常に高い熱伝達率を達成します。その結果、バッテリーの熱管理システムは、6cを超える充電速度で熱負荷を安全かつ永続的に管理できます。 2相浸漬冷却の冷却性能は、熱可塑性コンポジットバッテリーシェル内の熱伝播をうまく阻害する可能性がありますが、導入された2相浸漬冷却により、環境への熱は最大30°Cまで放散されます。熱サイクルは可逆的であり、寒い周囲条件でバッテリーの効率的な加熱を可能にします。流量沸騰熱伝達の実装により、蒸気の泡の崩壊とその後のキャビテーション損傷なしの一定の高熱伝達が保証されます。
Kautexの直接の2相浸漬冷却概念では、流体は、冷媒サイクルの蒸発器に相当するバッテリーハウジング内のバッテリーセル内のバッテリーセルと直接接触しています。細胞浸漬は、熱伝達のために細胞表面積の使用を最大化しますが、流体、つまり相変化の一定の蒸発により、最高温度の均一性が保証されます。概略図を図2に示します。
図2二相浸漬冷却の動作の原理
流体分布に必要なすべてのコンポーネントを熱可塑性のない非導電性バッテリーシェルに直接統合するというアイデアは、持続可能なアプローチであることを約束します。バッテリーシェルとバッテリートレイが同じ材料で作られている場合、カプセル化材料の必要性を排除し、リサイクルプロセスを簡素化しながら、構造の安定性のために一緒に溶接することができます。
研究により、SF33クーラントを使用した2相浸漬冷却法は、バッテリー熱の伝達において優れた熱散逸能力を示していることが示されています。このシステムは、すべてのテスト条件下で34〜35°Cの範囲でバッテリー温度を維持し、優れた温度の均一性を示しました。 SF33などのクーラントは、ほとんどの金属、プラスチック、エラストマーと互換性があり、熱可塑性バッテリーケース材料を損傷しません。
図3バッテリーパック熱伝達測定実験[1]
さらに、実験的研究では、自然対流、強制対流、SF33クーラントによる液体冷却などのさまざまな冷却戦略を比較し、結果は2相浸漬冷却システムがバッテリー細胞温度の維持に非常に効果的であることを示しました。
全体として、2相浸漬冷却システムは、電気自動車やエネルギー貯蔵を必要とするその他のアプリケーションに効率的で均一なバッテリー冷却ソリューションを提供します。
投稿時間：Oct-14-2024