Termoplastkomposiitmaterjalist akualused on muutumas uue energiaga sõidukite sektori võtmetehnoloogiaks. Sellised alused sisaldavad paljusid termoplastmaterjalide eeliseid, sealhulgas kerget kaalu, suurepärast tugevust, korrosioonikindlust, disaini paindlikkust ja suurepäraseid mehaanilisi omadusi. Need omadused on akualuste vastupidavuse ja töökindluse tagamiseks kriitilise tähtsusega. Lisaks mängib termoplastilise akupaki jahutussüsteem olulist rolli aku jõudluse säilitamisel, selle eluea pikendamisel ja ohutu töö tagamisel. Tõhus soojushaldussüsteem tagab aku soovitud temperatuurivahemiku kõigis töötingimustes, suurendades seeläbi aku efektiivsust ja ohutust.
Kiire laadimise võimaldava tehnoloogiana demonstreerib Kautex kahefaasilise immersioonijahutuse rakendamist, kus jahutusprotsessis kasutatakse aurustit. Kahefaasiline immersioonijahutus saavutab äärmiselt kõrge soojusülekande kiiruse 3400 W/m^2*K, maksimeerides samal ajal akupaki temperatuuri ühtlust optimaalsel aku töötemperatuuril. Selle tulemusena suudab aku termiline haldussüsteem ohutult ja püsivalt hallata termilisi koormusi laadimiskiirusel üle 6 °C. Kahefaasilise immersioonijahutuse jahutusvõime suudab edukalt takistada ka soojuse levikut termoplastilisest komposiitmaterjalist aku kestas, samas kui kasutusele võetud kahefaasiline immersioonijahutus hajutab soojust keskkonda kuni 30 °C-ni. Termotsükkel on pöörduv, võimaldades aku tõhusat kuumutamist külmades ümbritsevates tingimustes. Voolu keeva soojusülekande rakendamine tagab pidevalt kõrge soojusülekande ilma aurumullide kokkuvarisemise ja järgneva kavitatsioonikahjustuseta.
Kautexi otsese kahefaasilise immersioonijahutuse kontseptsioonis on vedelik otseses kontaktis aku korpuse sees olevate akuelementidega, mis on samaväärne külmaaine tsükli aurustiga. Elementide immersioon maksimeerib elementide pinna kasutamise soojusülekandeks, samas kui vedeliku pidev aurustumine ehk faasimuutus tagab maksimaalse temperatuuri ühtluse. Skeem on näidatud joonisel 2.
Joonis 2 Kahefaasilise sukeldusjahutuse tööpõhimõte
Idee integreerida kõik vajalikud vedeliku jaotamise komponendid otse termoplastilisse, mittejuhtivasse akukestasse tõotab olla jätkusuutlik lähenemisviis. Kui akukest ja akualus on valmistatud samast materjalist, saab need konstruktsiooni stabiilsuse tagamiseks kokku keevitada, välistades samal ajal vajaduse kapseldusmaterjalide järele ja lihtsustades ringlussevõtuprotsessi.
Uuringud on näidanud, et kahefaasiline immersioonijahutusmeetod, mis kasutab SF33 jahutusvedelikku, näitab aku soojuse ülekandmisel paremaid soojuse hajutamise võimeid. See süsteem hoidis aku temperatuuri kõigis katsetingimustes vahemikus 34–35 °C, näidates üles suurepärast temperatuuri ühtlust. Jahutusvedelikud, näiteks SF33, sobivad enamiku metallide, plastide ja elastomeeridega ning ei kahjusta aku termoplastseid korpuse materjale.
Joonis 3. Akupaki soojusülekande mõõtmise katse [1]
Lisaks võrreldi eksperimentaalses uuringus erinevaid jahutusstrateegiaid, nagu loomulik konvektsioon, sundkonvektsioon ja vedelikjahutus SF33 jahutusvedelikuga, ning tulemused näitasid, et kahefaasiline immersioonijahutussüsteem oli aku elementide temperatuuri hoidmisel väga tõhus.
Üldiselt pakub kahefaasiline immersioonijahutussüsteem tõhusat ja ühtlast akujahutuslahendust elektriautodele ja muudele energia salvestamist vajavatele rakendustele, mis aitab parandada aku vastupidavust ja ohutust.
Postituse aeg: 14. okt 2024