Termoplastiska kompositbatterier håller på att bli en nyckelteknologi inom sektorn för nya energifordon. Sådana brickor innehåller många av fördelarna med termoplastiska material, inklusive låg vikt, överlägsen hållfasthet, korrosionsbeständighet, designflexibilitet och utmärkta mekaniska egenskaper. Dessa egenskaper är avgörande för att säkerställa hållbarheten och tillförlitligheten hos batterifack. Dessutom spelar kylsystemet i ett termoplastiskt batteripaket en viktig roll för att upprätthålla batteriets prestanda, förlänga dess livslängd och säkerställa säker drift. Ett effektivt värmeledningssystem säkerställer att batteriet hålls inom det önskade temperaturområdet under alla driftsförhållanden, vilket ökar batteriets effektivitet och säkerhet.
Som en möjliggörande teknik för snabbladdning demonstrerar Kautex implementeringen av tvåfas nedsänkningskylning, där traktionscellen används som förångare i kylprocessen. Tvåfas nedsänkningskylning uppnår en extremt hög värmeöverföringshastighet på 3400 W/m^2*K samtidigt som den maximerar temperaturlikformigheten i batteripaketet vid optimal batteridriftstemperatur. Som ett resultat kan batteriets termiska hanteringssystem säkert och permanent hantera termiska belastningar vid laddningshastigheter över 6C. Kylningsprestandan för tvåfas nedsänkningskylning kan också framgångsrikt hämma värmeutbredning i det termoplastiska kompositbatteriskalet, medan den införda tvåfas nedsänkningskylningen leder bort värme i miljön upp till 30°C. Den termiska cykeln är reversibel, vilket möjliggör effektiv uppvärmning av batteriet i kalla omgivningsförhållanden. Implementeringen av flödeskokande värmeöverföring säkerställer konstant hög värmeöverföring utan att ångbubblan kollapsar och efterföljande kavitationsskada.
I Kautex direkta tvåfas-doppningskylningskoncept är vätskan i direkt kontakt med battericellerna inuti batterihuset, vilket motsvarar en förångare i en köldmediecykel. Cellnedsänkning maximerar användningen av cellytan för värmeöverföring, medan konstant avdunstning av vätskan, dvs fasförändring, säkerställer maximal temperaturlikformighet. Schemat visas i figur 2.
Fig. 2 Funktionsprincip för tvåfas nedsänkningskylning
Tanken på att integrera alla nödvändiga komponenter för vätskedistribution direkt i ett termoplastiskt, icke-ledande batteriskal lovar att vara ett hållbart tillvägagångssätt. När batteriskalet och batterifacket är gjorda av samma material kan de svetsas samman för strukturell stabilitet samtidigt som man eliminerar behovet av inkapslingsmaterial och förenklar återvinningsprocessen.
Studier har visat att en tvåfas nedsänkningsmetod som använder SF33-kylvätska visar överlägsen värmeavledningsförmåga vid överföring av batterivärme. Detta system bibehöll batteritemperaturerna i intervallet 34-35°C under alla testförhållanden, vilket visade utmärkt temperaturlikformighet. kylvätskor som SF33 är kompatibla med de flesta metaller, plaster och elastomerer och kommer inte att skada termoplastiskt batterihölje.
Fig. 3 Experiment för mätning av batteripaketets värmeöverföring [1]
Dessutom jämförde den experimentella studien olika kylningsstrategier som naturlig konvektion, forcerad konvektion och vätskekylning med SF33-kylvätska, och resultaten visade att det tvåfasiga nedsänkningskylsystemet var mycket effektivt för att upprätthålla battericellens temperatur.
Sammantaget ger det tvåfasiga nedsänkningssystemet en effektiv och enhetlig batterikylningslösning för elfordon och andra applikationer som kräver energilagring, vilket hjälper till att förbättra batteriets hållbarhet och säkerhet.
Posttid: 14-10-2024