Batterijbakken van thermoplastisch composiet worden een sleuteltechnologie in de sector van nieuwe energievoertuigen. Dergelijke bakken omvatten veel van de voordelen van thermoplastische materialen, waaronder een laag gewicht, superieure sterkte, corrosieweerstand, ontwerpflexibiliteit en uitstekende mechanische eigenschappen. Deze eigenschappen zijn van cruciaal belang voor het garanderen van de duurzaamheid en betrouwbaarheid van batterijladen. Bovendien speelt het koelsysteem in een thermoplastisch batterijpakket een cruciale rol bij het behouden van de prestaties van de batterij, het verlengen van de levensduur en het garanderen van een veilige werking. Een effectief thermisch beheersysteem zorgt ervoor dat de batterij onder alle bedrijfsomstandigheden binnen het gewenste temperatuurbereik blijft, waardoor de efficiëntie en veiligheid van de batterij worden vergroot.
Als technologie voor snelladen demonstreert Kautex de implementatie van tweefasige immersiekoeling, waarbij de tractiecel wordt gebruikt als verdamper in het koelproces. Tweefasige immersiekoeling bereikt een extreem hoge warmteoverdrachtsnelheid van 3400 W/m^2*K, terwijl de temperatuuruniformiteit binnen het accupakket wordt gemaximaliseerd bij de optimale bedrijfstemperatuur van de accu. Als gevolg hiervan kan het thermische managementsysteem van de batterij de thermische belasting veilig en permanent beheren bij laadsnelheden boven 6 graden Celsius. De koelprestaties van tweefasige immersiekoeling kunnen ook met succes de warmtevoortplanting binnen de batterijomhulling van thermoplastisch composiet tegenhouden, terwijl de geïntroduceerde tweefasige immersiekoeling warmte tot 30°C in de omgeving afvoert. De thermische cyclus is omkeerbaar, waardoor de batterij efficiënt kan worden verwarmd in koude omgevingsomstandigheden. De implementatie van stroomkokende warmteoverdracht zorgt voor een constante hoge warmteoverdracht zonder dat dampbellen instorten en daaropvolgende cavitatieschade ontstaat.
In het directe tweefasige dompelkoelingconcept van Kautex staat de vloeistof in direct contact met de batterijcellen in de batterijbehuizing, wat overeenkomt met een verdamper in een koelmiddelcyclus. Celonderdompeling maximaliseert het gebruik van het celoppervlak voor warmteoverdracht, terwijl constante verdamping van de vloeistof, dwz faseverandering, zorgt voor maximale temperatuuruniformiteit. Het schema wordt getoond in Figuur 2.
Afb. 2 Werkingsprincipe van tweefasige dompelkoeling
Het idee om alle noodzakelijke componenten voor vloeistofdistributie rechtstreeks in een thermoplastische, niet-geleidende batterijomhulling te integreren, belooft een duurzame aanpak te zijn. Wanneer de batterijbehuizing en de batterijbak van hetzelfde materiaal zijn gemaakt, kunnen ze aan elkaar worden gelast voor structurele stabiliteit, terwijl de noodzaak voor inkapselingsmaterialen wordt geëlimineerd en het recyclingproces wordt vereenvoudigd.
Studies hebben aangetoond dat een tweefasige dompelkoelingmethode met behulp van SF33-koelvloeistof superieure warmteafvoercapaciteiten vertoont bij het overbrengen van batterijwarmte. Dit systeem handhaafde de accutemperatuur onder alle testomstandigheden binnen het bereik van 34-35°C, wat een uitstekende temperatuuruniformiteit aantoonde. koelvloeistoffen zoals SF33 zijn compatibel met de meeste metalen, kunststoffen en elastomeren en beschadigen de thermoplastische materialen van de batterijbehuizing niet.
Afb. 3 Experiment voor het meten van de warmteoverdracht van het batterijpakket [1]
Bovendien vergeleek het experimentele onderzoek verschillende koelstrategieën, zoals natuurlijke convectie, geforceerde convectie en vloeistofkoeling met SF33-koelvloeistof, en de resultaten toonden aan dat het tweefasige dompelkoelsysteem zeer effectief was in het handhaven van de temperatuur van de batterijcel.
Over het geheel genomen biedt het tweefasige dompelkoelsysteem een efficiënte en uniforme oplossing voor batterijkoeling voor elektrische voertuigen en andere toepassingen die energieopslag vereisen, wat de duurzaamheid en veiligheid van de batterij helpt verbeteren.
Posttijd: 14 oktober 2024