【Технолошко-задруга】 Двофазни систем за хлађење потапањем за термопластичне носаче батерија

Термопластични композитни носачи батерија постају кључна технологија у сектору нових енергетских возила. Такве посуде укључују многе предности термопластичних материјала, укључујући малу тежину, супериорну чврстоћу, отпорност на корозију, флексибилност дизајна и одличне механичке особине. Ова својства су критична за обезбеђивање издржљивости и поузданости лежишта за батерије. Поред тога, систем хлађења у термопластичном пакету батерија игра виталну улогу у одржавању перформанси батерије, продужењу њеног века и обезбеђивању безбедног рада. Ефикасан систем управљања топлотом осигурава да се батерија одржава унутар жељеног температурног опсега у свим радним условима, чиме се повећава ефикасност и сигурност батерије.

Као технологију која омогућава брзо пуњење, Каутек демонстрира имплементацију двофазног имерсионог хлађења, где се вучна ћелија користи као испаривач у процесу хлађења. Двофазно хлађење потапањем постиже изузетно високу брзину преноса топлоте од 3400 В/м^2*К уз максималну уједначеност температуре унутар пакета батерија на оптималној радној температури батерије. Као резултат, систем за управљање топлотом батерије може безбедно и трајно управљати термичким оптерећењем при брзинама пуњења изнад 6Ц. Перформансе хлађења двофазног урањајућег хлађења такође могу успешно да инхибирају ширење топлоте унутар термопластичне композитне батерије, док уведено двофазно урањајуће хлађење распршује топлоту у околину до 30°Ц. Термални циклус је реверзибилан, што омогућава ефикасно загревање батерије у хладним условима околине. Имплементација преноса топлоте проточног кључања обезбеђује константан висок пренос топлоте без колапса мехурића паре и накнадног оштећења кавитације.

У Каутек-овом концепту директног двофазног хлађења потапањем, течност је у директном контакту са ћелијама батерије унутар кућишта батерије, што је еквивалентно испаривачу у циклусу расхладног средства. Потапањем ћелије максимизира се коришћење површине ћелије за пренос топлоте, док константно испаравање течности, односно промена фазе, обезбеђује максималну уједначеност температуре. Шема је приказана на слици 2.

Слика 2 Принцип рада двофазног потапајућег хлађења

Идеја о интегрисању свих потребних компоненти за дистрибуцију течности директно у термопластични, непроводни омотач батерије обећава да ће бити одржив приступ. Када су кућиште батерије и лежиште батерије направљени од истог материјала, они се могу заварити заједно ради стабилности структуре док елиминишу потребу за материјалима за инкапсулацију и поједностављују процес рециклаже.

Студије су показале да двофазни метод хлађења потапањем који користи СФ33 расхладну течност показује супериорне могућности дисипације топлоте у преношењу топлоте батерије. Овај систем је одржавао температуру батерије у опсегу 34-35°Ц у свим условима испитивања, показујући одличну уједначеност температуре. расхладне течности као што је СФ33 су компатибилне са већином метала, пластике и еластомера и неће оштетити термопластичне материјале кућишта батерије.

Слика 3 Експеримент мерења преноса топлоте са батеријским пакетом [1]

Поред тога, експериментална студија је упоређивала различите стратегије хлађења као што су природна конвекција, присилна конвекција и течно хлађење са СФ33 расхладном течношћу, а резултати су показали да је двофазни систем за хлађење уроњањем био веома ефикасан у одржавању температуре ћелије батерије.
Све у свему, двофазни систем за хлађење потапањем пружа ефикасно и уједначено решење за хлађење батерија за електрична возила и друге апликације које захтевају складиштење енергије, што помаже да се побољша издржљивост и безбедност батерије.