【Teknologi-Koperasi】 Sistem pendingin imersi dua fase untuk baki baterai termoplastik

Baki baterai komposit termoplastik menjadi teknologi utama di sektor kendaraan energi baru. Baki semacam itu menggabungkan banyak keunggulan bahan termoplastik, termasuk bobot yang ringan, kekuatan yang unggul, ketahanan terhadap korosi, fleksibilitas desain, dan sifat mekanis yang sangat baik. Sifat-sifat ini sangat penting untuk memastikan daya tahan dan keandalan baki baterai. Selain itu, sistem pendingin dalam kemasan baterai termoplastik memainkan peran penting dalam menjaga kinerja baterai, memperpanjang masa pakainya, dan memastikan pengoperasian yang aman. Sistem manajemen termal yang efektif memastikan bahwa baterai dipertahankan dalam kisaran suhu yang diinginkan dalam semua kondisi pengoperasian, sehingga meningkatkan efisiensi dan keamanan baterai.

Sebagai teknologi yang memungkinkan pengisian cepat, Kautex menunjukkan penerapan pendinginan imersi dua fase, di mana sel traksi digunakan sebagai evaporator dalam proses pendinginan. Pendinginan imersi dua fase mencapai laju perpindahan panas yang sangat tinggi sebesar 3400 W/m^2*K sekaligus memaksimalkan keseragaman suhu dalam kemasan baterai pada suhu pengoperasian baterai yang optimal. Hasilnya, sistem manajemen termal baterai dapat mengelola beban termal secara aman dan permanen pada laju pengisian di atas 6C. Kinerja pendinginan pendinginan imersi dua fase juga dapat berhasil menghambat perambatan panas dalam cangkang baterai komposit termoplastik, sedangkan pendinginan imersi dua fase yang diperkenalkan menghilangkan panas ke lingkungan hingga 30°C. Siklus termal bersifat reversibel, memungkinkan pemanasan baterai yang efisien dalam kondisi lingkungan yang dingin. Penerapan perpindahan panas aliran didih memastikan perpindahan panas tinggi yang konstan tanpa keruntuhan gelembung uap dan kerusakan kavitasi berikutnya.

Dalam konsep pendinginan imersi dua fase langsung dari Kautex, cairan bersentuhan langsung dengan sel baterai di dalam casing baterai, yang setara dengan evaporator dalam siklus refrigeran. Imersi sel memaksimalkan penggunaan luas permukaan sel untuk perpindahan panas, sementara penguapan cairan yang konstan, yaitu perubahan fase, memastikan keseragaman suhu maksimum. Skema ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2 Prinsip kerja pendinginan imersi dua fase

Gagasan untuk mengintegrasikan semua komponen yang diperlukan untuk distribusi cairan secara langsung ke dalam cangkang baterai termoplastik nonkonduktif menjanjikan pendekatan yang berkelanjutan. Jika cangkang baterai dan baki baterai terbuat dari bahan yang sama, keduanya dapat dilas bersama-sama untuk stabilitas struktural sekaligus menghilangkan kebutuhan akan bahan enkapsulasi dan menyederhanakan proses daur ulang.

Penelitian telah menunjukkan bahwa metode pendinginan imersi dua fase menggunakan pendingin SF33 menunjukkan kemampuan pembuangan panas yang unggul dalam memindahkan panas baterai. Sistem ini mempertahankan suhu baterai dalam kisaran 34-35°C dalam semua kondisi pengujian, menunjukkan keseragaman suhu yang sangat baik. Pendingin seperti SF33 kompatibel dengan sebagian besar logam, plastik, dan elastomer, dan tidak akan merusak bahan casing baterai termoplastik.

Gambar 3 Percobaan pengukuran perpindahan panas pada kemasan baterai [1]

Selain itu, studi eksperimental membandingkan berbagai strategi pendinginan seperti konveksi alami, konveksi paksa, dan pendinginan cair dengan pendingin SF33, dan hasilnya menunjukkan bahwa sistem pendinginan imersi dua fase sangat efektif dalam menjaga suhu sel baterai.
Secara keseluruhan, sistem pendinginan imersi dua fase memberikan solusi pendinginan baterai yang efisien dan seragam untuk kendaraan listrik dan aplikasi lain yang memerlukan penyimpanan energi, yang membantu meningkatkan daya tahan dan keamanan baterai.