【Tehnoloģiju kooperatīvs】 Divfāžu iegremdēšanas dzesēšanas sistēma termoplastiskām bateriju paliktņiem

Termoplastiskā kompozītmateriāla akumulatoru paliktņi kļūst par galveno tehnoloģiju jauno enerģijas transportlīdzekļu sektorā. Šādās paplātēs ir iekļautas daudzas termoplastisko materiālu priekšrocības, tostarp viegls svars, izcila izturība, izturība pret koroziju, dizaina elastība un lieliskas mehāniskās īpašības. Šīs īpašības ir ļoti svarīgas, lai nodrošinātu akumulatoru paliktņu izturību un uzticamību. Turklāt dzesēšanas sistēmai termoplastiskā akumulatoru komplektā ir būtiska loma akumulatora veiktspējas uzturēšanā, tā kalpošanas laika pagarināšanā un drošas darbības nodrošināšanā. Efektīva siltuma vadības sistēma nodrošina, ka akumulators tiek uzturēts vēlamajā temperatūras diapazonā visos darbības apstākļos, tādējādi palielinot akumulatora efektivitāti un drošību.

Kā ātrās uzlādes veicinoša tehnoloģija Kautex demonstrē divfāžu iegremdēšanas dzesēšanas ieviešanu, kur vilces elementu izmanto kā iztvaicētāju dzesēšanas procesā. Divfāžu iegremdēšanas dzesēšana nodrošina ārkārtīgi augstu siltuma pārneses ātrumu 3400 W/m^2*K, vienlaikus maksimāli nodrošinot temperatūras vienmērīgumu akumulatora komplektā pie optimālās akumulatora darbības temperatūras. Rezultātā akumulatora siltuma vadības sistēma var droši un pastāvīgi pārvaldīt termiskās slodzes, ja uzlādes ātrums pārsniedz 6C. Divfāzu iegremdēšanas dzesēšanas dzesēšanas veiktspēja var arī veiksmīgi kavēt siltuma izplatīšanos termoplastiskā kompozītmateriāla akumulatora korpusā, savukārt ieviestā divfāzu iegremdētā dzesēšana izkliedē siltumu vidē līdz 30 °C. Termiskais cikls ir atgriezenisks, kas ļauj efektīvi uzsildīt akumulatoru aukstos apkārtējās vides apstākļos. Plūsmas viršanas siltuma pārneses ieviešana nodrošina nemainīgu augstu siltuma pārnesi bez tvaika burbuļu sabrukšanas un sekojošiem kavitācijas bojājumiem.

Kautex tiešās divfāžu iegremdēšanas dzesēšanas koncepcijā šķidrums ir tiešā saskarē ar akumulatora elementiem akumulatora korpusa iekšpusē, kas ir līdzvērtīgs iztvaicētājam aukstumaģenta ciklā. Šūnu iegremdēšana maksimāli izmanto šūnas virsmas laukumu siltuma pārnesei, savukārt pastāvīga šķidruma iztvaikošana, ti, fāzes maiņa, nodrošina maksimālu temperatūras vienmērīgumu. Shēma ir parādīta 2. attēlā.

2. att. Divfāžu iegremdējamās dzesēšanas darbības princips

Ideja integrēt visas šķidruma sadalei nepieciešamās sastāvdaļas tieši termoplastiskā, nevadošā akumulatora korpusā solās būt ilgtspējīga pieeja. Ja akumulatora korpuss un akumulatora paliktnis ir izgatavoti no viena materiāla, tos var sametināt kopā, lai nodrošinātu struktūras stabilitāti, vienlaikus novēršot vajadzību pēc iekapsulēšanas materiāliem un vienkāršojot pārstrādes procesu.

Pētījumi ir parādījuši, ka divfāžu iegremdēšanas dzesēšanas metode, kurā izmanto dzesēšanas šķidrumu SF33, demonstrē izcilas siltuma izkliedes spējas akumulatora siltuma pārnesē. Šī sistēma visos testa apstākļos uzturēja akumulatora temperatūru 34-35°C diapazonā, demonstrējot izcilu temperatūras vienmērīgumu. dzesēšanas šķidrumi, piemēram, SF33, ir saderīgi ar lielāko daļu metālu, plastmasu un elastomēru, un nebojā termoplastiskos akumulatora korpusa materiālus.

3. att. Akumulatora bloka siltuma pārneses mērījumu eksperiments [1]

Turklāt eksperimentālajā pētījumā tika salīdzinātas dažādas dzesēšanas stratēģijas, piemēram, dabiskā konvekcija, piespiedu konvekcija un šķidruma dzesēšana ar SF33 dzesēšanas šķidrumu, un rezultāti parādīja, ka divfāžu iegremdēšanas dzesēšanas sistēma bija ļoti efektīva akumulatora elementa temperatūras uzturēšanā.
Kopumā divfāžu iegremdēšanas dzesēšanas sistēma nodrošina efektīvu un vienotu akumulatora dzesēšanas risinājumu elektriskajiem transportlīdzekļiem un citiem lietojumiem, kuriem nepieciešama enerģijas uzkrāšana, kas palīdz uzlabot akumulatora izturību un drošību.