Термопластичні композитні батареї стають ключовою технологією в секторі транспортних засобів з новою енергією. Такі лотки поєднують у собі багато переваг термопластичних матеріалів, включаючи малу вагу, чудову міцність, стійкість до корозії, гнучкість конструкції та чудові механічні властивості. Ці властивості мають вирішальне значення для забезпечення довговічності та надійності батарейних блоків. Крім того, система охолодження в термопластичній батареї відіграє важливу роль у підтримці продуктивності батареї, подовженні терміну її служби та забезпеченні безпечної роботи. Ефективна система управління температурою гарантує, що батарея підтримується в бажаному діапазоні температур за будь-яких умов експлуатації, тим самим підвищуючи ефективність і безпеку батареї.
Як передову технологію для швидкого заряджання Kautex демонструє реалізацію двофазного занурювального охолодження, де тяговий елемент використовується як випарник у процесі охолодження. Двофазне занурювальне охолодження забезпечує надзвичайно високу швидкість теплопередачі 3400 Вт/м^2*K, одночасно максимізуючи однорідність температури всередині акумуляторної батареї за оптимальної робочої температури батареї. У результаті система керування температурою батареї може безпечно та постійно керувати тепловими навантаженнями при швидкості зарядки вище 6C. Ефективність двофазного занурювального охолодження також може успішно перешкоджати розповсюдженню тепла всередині термопластичного композитного корпусу батареї, тоді як представлене двофазне занурювальне охолодження розсіює тепло в навколишнє середовище до 30°C. Термічний цикл оборотний, що дозволяє ефективно нагрівати батарею в холодних умовах навколишнього середовища. Реалізація теплообміну кипіння потоку забезпечує постійну високу тепловіддачу без колапсу бульбашки пари та подальшого кавітаційного пошкодження.
У концепції прямого двофазного занурювального охолодження Kautex рідина безпосередньо контактує з елементами батареї всередині корпусу батареї, що еквівалентно випарнику в циклі холодоагенту. Занурення клітини максимізує використання площі поверхні клітини для передачі тепла, тоді як постійне випаровування рідини, тобто зміна фази, забезпечує максимальну рівномірність температури. Схема показана на малюнку 2.
Рис. 2 Принцип роботи двофазного занурювального охолодження
Ідея інтеграції всіх необхідних компонентів для розподілу рідини безпосередньо в термопластичну, непровідну оболонку батареї обіцяє бути стійким підходом. Якщо корпус батареї та піддон для батареї виготовлені з одного матеріалу, їх можна зварити разом для забезпечення структурної стабільності, усуваючи потребу в матеріалах для герметизації та спрощуючи процес переробки.
Дослідження показали, що двофазний метод охолодження зануренням із використанням теплоносія SF33 демонструє чудові можливості розсіювання тепла при передачі тепла акумулятора. Ця система підтримувала температуру батареї в діапазоні 34-35°C за всіх умов тестування, демонструючи відмінну однорідність температури. охолоджуючі рідини, такі як SF33, сумісні з більшістю металів, пластмас і еластомерів і не пошкоджують термопластичні матеріали корпусу батареї.
Рис. 3 Експеримент вимірювання теплопередачі акумуляторної батареї [1]
Крім того, в експериментальному дослідженні порівнювалися різні стратегії охолодження, такі як природна конвекція, примусова конвекція та рідинне охолодження за допомогою охолоджувача SF33, і результати показали, що двофазна занурена система охолодження була дуже ефективною для підтримки температури елементів акумулятора.
Загалом, двофазна занурена система охолодження забезпечує ефективне та рівномірне рішення для охолодження батареї для електромобілів та інших застосувань, які вимагають накопичення енергії, що допомагає підвищити довговічність і безпеку батареї.
Час публікації: 14 жовтня 2024 р