Termoplastični kompozitni akumulatorji postajajo ključna tehnologija v sektorju novih energetskih vozil. Takšni pladnji vključujejo številne prednosti termoplastičnih materialov, vključno z majhno težo, vrhunsko trdnostjo, odpornostjo proti koroziji, fleksibilnostjo oblikovanja in odličnimi mehanskimi lastnostmi. Te lastnosti so ključnega pomena za zagotavljanje vzdržljivosti in zanesljivosti baterijskih pladnjev. Poleg tega ima hladilni sistem v termoplastičnem baterijskem paketu ključno vlogo pri ohranjanju zmogljivosti baterije, podaljšanju njene življenjske dobe in zagotavljanju varnega delovanja. Učinkovit sistem upravljanja toplote zagotavlja, da se baterija vzdržuje v želenem temperaturnem območju v vseh pogojih delovanja, s čimer se poveča učinkovitost in varnost baterije.
Kautex kot tehnologijo, ki omogoča hitro polnjenje, prikazuje izvedbo dvofaznega potopnega hlajenja, kjer se vlečna celica uporablja kot uparjalnik v procesu hlajenja. Dvofazno potopno hlajenje doseže izredno visoko stopnjo prenosa toplote 3400 W/m^2*K, hkrati pa poveča enakomernost temperature v paketu baterij pri optimalni delovni temperaturi baterije. Posledično lahko sistem za upravljanje toplote akumulatorja varno in trajno upravlja toplotne obremenitve pri stopnjah polnjenja nad 6C. Hladilna zmogljivost dvofaznega potopnega hlajenja lahko tudi uspešno zavira širjenje toplote znotraj termoplastičnega kompozitnega ohišja baterije, medtem ko uvedeno dvofazno potopno hlajenje odvaja toploto v okolje do 30 °C. Toplotni cikel je reverzibilen, kar omogoča učinkovito ogrevanje baterije v hladnih okoljskih pogojih. Izvedba prenosa toplote s pretočnim vreliščem zagotavlja konstanten visok prenos toplote brez sesedanja parnih mehurčkov in posledične poškodbe zaradi kavitacije.
Pri Kautexovem konceptu neposrednega dvofaznega potopnega hlajenja je tekočina v neposrednem stiku z baterijskimi celicami znotraj ohišja baterije, kar je enakovredno uparjalniku v krogu hladilnega sredstva. Potopitev celic maksimira uporabo celične površine za prenos toplote, medtem ko konstantno izhlapevanje tekočine, tj. fazna sprememba, zagotavlja maksimalno enakomernost temperature. Shema je prikazana na sliki 2.
Slika 2 Načelo delovanja dvofaznega potopnega hlajenja
Zamisel o integraciji vseh potrebnih komponent za distribucijo tekočine neposredno v termoplastično, neprevodno ovojnico baterije obljublja trajnostni pristop. Ko sta ohišje baterije in pladenj za baterijo izdelana iz istega materiala, ju je mogoče zvariti skupaj za strukturno stabilnost, hkrati pa odpraviti potrebo po materialih za inkapsulacijo in poenostaviti postopek recikliranja.
Študije so pokazale, da metoda dvofaznega potopnega hlajenja z uporabo hladilne tekočine SF33 izkazuje vrhunske zmogljivosti odvajanja toplote pri prenosu toplote baterije. Ta sistem je vzdrževal temperaturo baterije v območju 34–35 °C v vseh preskusnih pogojih, kar je pokazalo odlično enakomernost temperature. hladilna sredstva, kot je SF33, so združljiva z večino kovin, plastike in elastomerov ter ne bodo poškodovala termoplastičnih materialov ohišja baterije.
Slika 3 Poskus merjenja prenosa toplote akumulatorskega paketa [1]
Poleg tega je eksperimentalna študija primerjala različne strategije hlajenja, kot so naravna konvekcija, prisilna konvekcija in tekočinsko hlajenje s hladilno tekočino SF33, rezultati pa so pokazali, da je bil dvofazni potopni hladilni sistem zelo učinkovit pri vzdrževanju temperature baterijskih celic.
Na splošno dvofazni potopni hladilni sistem zagotavlja učinkovito in enotno rešitev za hlajenje baterije za električna vozila in druge aplikacije, ki zahtevajo shranjevanje energije, kar pomaga izboljšati vzdržljivost in varnost baterije.
Čas objave: 14. oktober 2024