【Technology-Cooperative】 Two-phase immersion cooling system para sa mga thermoplastic na tray ng baterya

Ang mga thermoplastic composite na tray ng baterya ay nagiging isang pangunahing teknolohiya sa bagong sektor ng sasakyan ng enerhiya. Isinasama ng mga naturang tray ang marami sa mga pakinabang ng mga thermoplastic na materyales, kabilang ang magaan na timbang, superyor na lakas, paglaban sa kaagnasan, flexibility ng disenyo, at mahusay na mga katangian ng mekanikal. Ang mga katangiang ito ay mahalaga sa pagtiyak ng tibay at pagiging maaasahan ng mga tray ng baterya. Bilang karagdagan, ang sistema ng paglamig sa isang thermoplastic na baterya pack ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagpapanatili ng pagganap ng baterya, pagpapahaba ng buhay nito, at pagtiyak ng ligtas na operasyon. Ang isang epektibong sistema ng pamamahala ng thermal ay nagsisiguro na ang baterya ay pinananatili sa loob ng nais na hanay ng temperatura sa ilalim ng lahat ng mga kondisyon ng operating, sa gayon ay tumataas ang kahusayan at kaligtasan ng baterya.

Bilang isang nagbibigay-daan na teknolohiya para sa mabilis na pagsingil, ipinapakita ng Kautex ang pagpapatupad ng two-phase immersion cooling, kung saan ang traction cell ay ginagamit bilang isang evaporator sa proseso ng paglamig. Ang two-phase immersion cooling ay nakakamit ng napakataas na heat transfer rate na 3400 W/m^2*K habang pinapalaki ang pagkakapareho ng temperatura sa loob ng battery pack sa pinakamainam na temperatura ng pagpapatakbo ng baterya. Bilang resulta, ligtas at permanenteng mapapamahalaan ng sistema ng pamamahala ng thermal ng baterya ang mga thermal load sa mga rate ng pagsingil sa itaas 6C. Ang cooling performance ng two-phase immersion cooling ay maaari ding matagumpay na pigilan ang pagpapalaganap ng init sa loob ng thermoplastic composite na shell ng baterya, samantalang ang ipinakilala na two-phase immersion cooling ay nag-aalis ng init sa kapaligiran hanggang sa 30°C. Ang thermal cycle ay nababaligtad, na nagbibigay-daan sa mahusay na pag-init ng baterya sa malamig na mga kondisyon sa kapaligiran. Ang pagpapatupad ng daloy na kumukulo na paglipat ng init ay nagsisiguro ng patuloy na mataas na paglipat ng init nang walang pagbagsak ng bula ng singaw at kasunod na pagkasira ng cavitation.

Sa direktang two-phase immersion cooling concept ng Kautex, ang fluid ay direktang nakikipag-ugnayan sa mga cell ng baterya sa loob ng housing ng baterya, na katumbas ng isang evaporator sa isang refrigerant cycle. Pinapakinabangan ng cell immersion ang paggamit ng lugar sa ibabaw ng cell para sa paglipat ng init, habang ang patuloy na pagsingaw ng likido, ibig sabihin, pagbabago ng bahagi, ay nagsisiguro ng pinakamataas na pagkakapareho ng temperatura. Ang eskematiko ay ipinapakita sa Figure 2.

Fig. 2 Prinsipyo ng pagpapatakbo ng two-phase immersion cooling

Ang ideya ng pagsasama-sama ng lahat ng kinakailangang bahagi para sa pamamahagi ng likido nang direkta sa isang thermoplastic, non-conductive na shell ng baterya ay nangangako na maging isang napapanatiling diskarte. Kapag ang shell ng baterya at ang tray ng baterya ay gawa sa parehong materyal, maaari silang i-welded nang magkasama para sa katatagan ng istruktura habang inaalis ang pangangailangan para sa mga materyales sa encapsulation at pinapasimple ang proseso ng pag-recycle.

Ipinakita ng mga pag-aaral na ang isang two-phase immersion cooling method gamit ang SF33 coolant ay nagpapakita ng higit na mahusay na mga kakayahan sa pag-alis ng init sa paglilipat ng init ng baterya. Ang sistemang ito ay nagpapanatili ng mga temperatura ng baterya sa 34-35°C na hanay sa ilalim ng lahat ng kundisyon ng pagsubok, na nagpapakita ng mahusay na pagkakapareho ng temperatura. Ang mga coolant gaya ng SF33 ay tugma sa karamihan ng mga metal, plastik, at elastomer, at hindi makakasira ng mga thermoplastic na materyales sa case ng baterya.

Fig. 3 Eksperimento sa pagsukat ng heat transfer ng baterya pack [1]

Bilang karagdagan, ang pang-eksperimentong pag-aaral ay inihambing ang iba't ibang mga diskarte sa paglamig tulad ng natural na kombeksyon, sapilitang kombeksyon, at likidong paglamig na may SF33 coolant, at ang mga resulta ay nagpakita na ang dalawang-phase na sistema ng pagpapalamig ng immersion ay napaka-epektibo sa pagpapanatili ng temperatura ng cell ng baterya.
Sa pangkalahatan, ang two-phase immersion cooling system ay nagbibigay ng mahusay at pare-parehong solusyon sa paglamig ng baterya para sa mga de-koryenteng sasakyan at iba pang mga application na nangangailangan ng pag-iimbak ng enerhiya, na tumutulong upang mapabuti ang tibay at kaligtasan ng baterya.