As bandejas de bateria compostas termoplásticas estão se tornando uma tecnologia chave no setor de veículos de novas energias. Essas bandejas incorporam muitas das vantagens dos materiais termoplásticos, incluindo peso leve, resistência superior, resistência à corrosão, flexibilidade de design e excelentes propriedades mecânicas. Essas propriedades são essenciais para garantir a durabilidade e a confiabilidade das bandejas de baterias. Além disso, o sistema de refrigeração numa bateria termoplástica desempenha um papel vital na manutenção do desempenho da bateria, prolongando a sua vida útil e garantindo um funcionamento seguro. Um sistema de gerenciamento térmico eficaz garante que a bateria seja mantida dentro da faixa de temperatura desejada em todas as condições operacionais, aumentando assim a eficiência e a segurança da bateria.
Como tecnologia facilitadora de carregamento rápido, a Kautex demonstra a implementação do resfriamento por imersão bifásico, onde a célula de tração é utilizada como evaporador no processo de resfriamento. O resfriamento por imersão bifásico atinge uma taxa de transferência de calor extremamente alta de 3.400 W/m^2*K enquanto maximiza a uniformidade da temperatura dentro da bateria na temperatura ideal de operação da bateria. Como resultado, o sistema de gerenciamento térmico da bateria pode gerenciar cargas térmicas de forma segura e permanente em taxas de carregamento acima de 6°C. O desempenho de resfriamento do resfriamento por imersão bifásico também pode inibir com sucesso a propagação de calor dentro do invólucro composto termoplástico da bateria, enquanto o resfriamento por imersão bifásico introduzido dissipa o calor no ambiente até 30°C. O ciclo térmico é reversível, permitindo o aquecimento eficiente da bateria em condições ambientais frias. A implementação da transferência de calor por ebulição por fluxo garante alta transferência de calor constante sem colapso das bolhas de vapor e subsequentes danos por cavitação.
No conceito de resfriamento direto por imersão bifásica da Kautex, o fluido está em contato direto com as células da bateria dentro do compartimento da bateria, o que equivale a um evaporador em um ciclo de refrigerante. A imersão celular maximiza o uso da área de superfície celular para transferência de calor, enquanto a evaporação constante do fluido, ou seja, mudança de fase, garante máxima uniformidade de temperatura. O esquema é mostrado na Figura 2.
Fig. 2 Princípio de operação do resfriamento por imersão bifásico
A ideia de integrar todos os componentes necessários para a distribuição de fluidos diretamente em uma bateria termoplástica e não condutora promete ser uma abordagem sustentável. Quando o invólucro da bateria e a bandeja da bateria são feitos do mesmo material, eles podem ser soldados entre si para estabilidade estrutural, eliminando a necessidade de materiais de encapsulamento e simplificando o processo de reciclagem.
Estudos demonstraram que um método de resfriamento por imersão em duas fases usando refrigerante SF33 demonstra capacidades superiores de dissipação de calor na transferência de calor da bateria. Este sistema manteve as temperaturas da bateria na faixa de 34-35°C em todas as condições de teste, demonstrando excelente uniformidade de temperatura. refrigerantes como o SF33 são compatíveis com a maioria dos metais, plásticos e elastômeros e não danificam os materiais termoplásticos da caixa da bateria.
Fig. 3 Experimento de medição de transferência de calor de bateria [1]
Além disso, o estudo experimental comparou diferentes estratégias de resfriamento, como convecção natural, convecção forçada e resfriamento líquido com refrigerante SF33, e os resultados mostraram que o sistema de resfriamento por imersão bifásico foi muito eficaz na manutenção da temperatura da célula da bateria.
No geral, o sistema de refrigeração por imersão bifásico fornece uma solução de refrigeração de bateria eficiente e uniforme para veículos elétricos e outras aplicações que requerem armazenamento de energia, o que ajuda a melhorar a durabilidade e a segurança da bateria.
Horário da postagem: 14 de outubro de 2024