Termoplastične kompozitne posude za baterije postaju ključna tehnologija u sektoru vozila s novim izvorima energije. Takve posude uključuju mnoge prednosti termoplastičnih materijala, uključujući malu težinu, vrhunsku čvrstoću, otpornost na koroziju, fleksibilnost dizajna i odlična mehanička svojstva. Ova svojstva su ključna za osiguranje trajnosti i pouzdanosti posuda za baterije. Osim toga, sistem hlađenja u termoplastičnom baterijskom paketu igra vitalnu ulogu u održavanju performansi baterije, produženju njenog vijeka trajanja i osiguravanju sigurnog rada. Efikasan sistem upravljanja temperaturom osigurava da se baterija održava unutar željenog temperaturnog raspona u svim radnim uslovima, čime se povećava efikasnost i sigurnost baterije.
Kao tehnologiju koja omogućava brzo punjenje, Kautex demonstrira implementaciju dvofaznog hlađenja uranjanjem, gdje se vučna ćelija koristi kao isparivač u procesu hlađenja. Dvofazno hlađenje uranjanjem postiže izuzetno visoku stopu prijenosa topline od 3400 W/m^2*K, uz maksimiziranje ujednačenosti temperature unutar baterijskog paketa pri optimalnoj radnoj temperaturi baterije. Kao rezultat toga, sistem za termičko upravljanje baterijom može sigurno i trajno upravljati termalnim opterećenjima pri brzinama punjenja iznad 6°C. Performanse hlađenja dvofaznog hlađenja uranjanjem također mogu uspješno spriječiti širenje topline unutar termoplastičnog kompozitnog omotača baterije, dok uvedeno dvofazno hlađenje uranjanjem raspršuje toplinu u okolinu do 30°C. Termički ciklus je reverzibilan, što omogućava efikasno zagrijavanje baterije u hladnim ambijentalnim uslovima. Implementacija prijenosa topline ključanjem protokom osigurava konstantan visok prijenos topline bez kolapsa mjehurića pare i naknadnog oštećenja kavitacijom.
U Kautexovom konceptu direktnog dvofaznog hlađenja uranjanjem, fluid je u direktnom kontaktu sa baterijskim ćelijama unutar kućišta baterije, što je ekvivalentno isparivaču u ciklusu rashladnog sredstva. Uranjanje ćelija maksimizira korištenje površine ćelije za prijenos topline, dok konstantno isparavanje fluida, tj. promjena faze, osigurava maksimalnu ujednačenost temperature. Shema je prikazana na slici 2.
Sl. 2 Princip rada dvofaznog hlađenja uranjanjem
Ideja integriranja svih potrebnih komponenti za distribuciju tekućine direktno u termoplastičnu, neprovodljivu školjku baterije obećava održiv pristup. Kada su školjka baterije i nosač baterije napravljeni od istog materijala, mogu se zavariti radi strukturne stabilnosti, a istovremeno se eliminira potreba za materijalima za enkapsulaciju i pojednostavljuje proces recikliranja.
Studije su pokazale da dvofazna metoda hlađenja uranjanjem korištenjem rashladne tekućine SF33 pokazuje superiorne mogućnosti odvođenja topline pri prijenosu topline baterije. Ovaj sistem je održavao temperaturu baterije u rasponu od 34-35°C pod svim uvjetima ispitivanja, pokazujući odličnu ujednačenost temperature. Rashladne tekućine poput SF33 kompatibilne su s većinom metala, plastike i elastomera te neće oštetiti termoplastične materijale kućišta baterije.
Sl. 3 Eksperiment mjerenja prijenosa topline baterijskog paketa [1]
Pored toga, eksperimentalna studija je uporedila različite strategije hlađenja kao što su prirodna konvekcija, prisilna konvekcija i tečno hlađenje sa rashladnom tečnošću SF33, a rezultati su pokazali da je dvofazni sistem hlađenja uranjanjem bio veoma efikasan u održavanju temperature baterijskih ćelija.
Sveukupno, dvofazni sistem hlađenja uranjanjem pruža efikasno i ujednačeno rješenje za hlađenje baterije za električna vozila i druge primjene koje zahtijevaju skladištenje energije, što pomaže u poboljšanju trajnosti i sigurnosti baterije.
Vrijeme objave: 14. okt. 2024.