【Tehnologie-cooperativă】 Sistem de răcire cu imersiune în două faze pentru tăvi cu baterii termoplastice

Tăvile cu baterii compozite termoplastice devin o tehnologie cheie în noul sector de vehicule energetice. Astfel de tăvi încorporează multe dintre avantajele materialelor termoplastice, incluzând greutate ușoară, rezistență superioară, rezistență la coroziune, flexibilitate de proiectare și proprietăți mecanice excelente. Aceste proprietăți sunt esențiale pentru asigurarea durabilității și fiabilității tăvilor cu baterii. În plus, sistemul de răcire dintr -un pachet de baterii termoplastice joacă un rol vital în menținerea performanței bateriei, prelungirea duratei sale de viață și asigurarea funcționării în siguranță. Un sistem eficient de gestionare termică asigură că bateria este menținută în intervalul de temperatură dorit în toate condițiile de funcționare, crescând astfel eficiența și siguranța bateriei.

Ca o tehnologie de activare pentru încărcarea rapidă, Kautex demonstrează implementarea răcirii cu imersiune în două faze, unde celula de tracțiune este utilizată ca evaporator în procesul de răcire. Răcirea cu imersiune în două faze atinge o rată de transfer de căldură extrem de mare de 3400 W/m^2*K, în timp ce maximizează uniformitatea temperaturii în cadrul pachetului de baterii la temperatura optimă de funcționare a bateriei. Drept urmare, sistemul de gestionare termică a bateriei poate gestiona în siguranță și permanent sarcinile termice la rate de încărcare peste 6C. Performanța de răcire a răcirii cu imersiune în două faze poate, de asemenea, să inhibe cu succes propagarea căldurii în cadrul cochiliei de baterii compozite termoplastice, în timp ce răcirea de imersiune în două faze introdusă disipează căldura în mediu până la 30 ° C. Ciclul termic este reversibil, permițând încălzirea eficientă a bateriei în condiții de ambianță la rece. Implementarea transferului de căldură de fierbere a fluxului asigură un transfer constant de căldură ridicat, fără prăbușirea cu bule de vapori și deteriorarea ulterioară a cavitației.

În conceptul direct de răcire cu imersiune în două faze a lui Kautex, fluidul este în contact direct cu celulele bateriei din interiorul carcasei bateriei, ceea ce este echivalent cu un evaporator într-un ciclu de refrigerare. Imersiunea celulară maximizează utilizarea suprafeței celulare pentru transferul de căldură, în timp ce evaporarea constantă a fluidului, adică schimbarea fazei, asigură uniformitatea maximă a temperaturii. Schema este prezentată în figura 2.

Fig. 2 Principiul funcționării de răcire cu imersiune în două faze

Ideea integrării tuturor componentelor necesare pentru distribuția fluidelor direct într-o coajă de baterii termoplastică, non-conductivă, promite să fie o abordare durabilă. Când coaja bateriei și tava bateriei sunt confecționate din același material, acestea pot fi sudate împreună pentru stabilitate structurală, eliminând în același timp nevoia de materiale de încapsulare și simplificarea procesului de reciclare.

Studiile au arătat că o metodă de răcire cu imersiune în două faze folosind lichid de răcire SF33 demonstrează capacități superioare de disipare a căldurii în transferul căldurii bateriei. Acest sistem a menținut temperaturile bateriei în intervalul 34-35 ° C în toate condițiile de testare, demonstrând o uniformitate excelentă a temperaturii. JOCULUI, cum ar fi SF33, sunt compatibile cu majoritatea metalelor, materialelor plastice și elastomerilor și nu vor deteriora materialele cu baterii termoplastice.

Fig. 3 Experiment de măsurare a transferului de căldură a pachetului de baterii [1]

În plus, studiul experimental a comparat diferite strategii de răcire, cum ar fi convecția naturală, convecția forțată și răcirea lichidului cu lichidul de răcire SF33, iar rezultatele au arătat că sistemul de răcire cu imersiune în două faze a fost foarte eficient în menținerea temperaturii celulelor bateriei.
În general, sistemul de răcire cu imersiune în două faze oferă o soluție eficientă și uniformă de răcire a bateriei pentru vehiculele electrice și alte aplicații care necesită stocare de energie, ceea ce ajută la îmbunătățirea durabilității și siguranței bateriei.