Termoplastiske komposittbatterier er i ferd med å bli en nøkkelteknologi i den nye energibilsektoren. Slike brett inneholder mange av fordelene med termoplastiske materialer, inkludert lav vekt, overlegen styrke, korrosjonsbestandighet, designfleksibilitet og utmerkede mekaniske egenskaper. Disse egenskapene er avgjørende for å sikre holdbarheten og påliteligheten til batteribrett. I tillegg spiller kjølesystemet i en termoplastisk batteripakke en viktig rolle for å opprettholde ytelsen til batteriet, forlenge levetiden og sikre sikker drift. Et effektivt termisk styringssystem sikrer at batteriet holdes innenfor ønsket temperaturområde under alle driftsforhold, og øker dermed batteriets effektivitet og sikkerhet.
Som en muliggjørende teknologi for hurtiglading demonstrerer Kautex implementeringen av tofaset nedsenkingskjøling, hvor trekkcellen brukes som fordamper i kjøleprosessen. Tofaset nedsenkingskjøling oppnår en ekstremt høy varmeoverføringshastighet på 3400 W/m^2*K, samtidig som den maksimerer jevn temperatur i batteripakken ved optimal batteridriftstemperatur. Som et resultat kan batteriets termiske styringssystem trygt og permanent håndtere termiske belastninger ved ladehastigheter over 6C. Kjøleytelsen til tofaset nedsenkingskjøling kan også vellykket hemme varmeutbredelsen i det termoplastiske komposittbatteriskallet, mens den introduserte tofasede nedsenkingskjølingen sprer varme ut i miljøet opp til 30 °C. Den termiske syklusen er reversibel, noe som tillater effektiv oppvarming av batteriet i kalde omgivelser. Implementeringen av strømningskokende varmeoverføring sikrer konstant høy varmeoverføring uten dampboblekollaps og påfølgende kavitasjonsskade.
I Kautex sitt direkte to-fase senkekjølingskonsept er væsken i direkte kontakt med battericellene inne i batterihuset, noe som tilsvarer en fordamper i en kjølemiddelsyklus. Celledypning maksimerer bruken av celleoverflaten for varmeoverføring, mens konstant fordampning av væsken, dvs. faseendring, sikrer maksimal temperaturuniformitet. Skjemaet er vist i figur 2.
Fig. 2 Driftsprinsipp for tofaset nedsenkingskjøling
Ideen om å integrere alle nødvendige komponenter for væskedistribusjon direkte i et termoplastisk, ikke-ledende batteriskall lover å være en bærekraftig tilnærming. Når batteriskallet og batteribrettet er laget av samme materiale, kan de sveises sammen for strukturell stabilitet samtidig som man eliminerer behovet for innkapslingsmaterialer og forenkler resirkuleringsprosessen.
Studier har vist at en tofase nedsenkingskjølemetode ved bruk av SF33-kjølevæske viser overlegne varmeavledningsevner ved overføring av batterivarme. Dette systemet opprettholdt batteritemperaturer i området 34-35°C under alle testforhold, og demonstrerte utmerket temperaturuniformitet. kjølevæsker som SF33 er kompatible med de fleste metaller, plast og elastomerer, og vil ikke skade termoplastiske batterihusmaterialer.
Fig. 3 Måleeksperiment for batteripakke varmeoverføring [1]
I tillegg sammenlignet den eksperimentelle studien ulike kjølestrategier som naturlig konveksjon, tvungen konveksjon og væskekjøling med SF33 kjølevæske, og resultatene viste at det tofasede nedsenkingskjølesystemet var svært effektivt for å opprettholde battericelletemperaturen.
Totalt sett gir det tofasede nedsenkingskjølesystemet en effektiv og enhetlig batterikjøleløsning for elektriske kjøretøy og andre applikasjoner som krever energilagring, noe som bidrar til å forbedre batteriets holdbarhet og sikkerhet.
Innleggstid: 14. oktober 2024