【ტექნოლოგიური კოოპერატივი】 თერმოპლასტიკური ბატარეის უჯრების ორფაზიანი ჩაძირვითი გაგრილების სისტემა

თერმოპლასტიკური კომპოზიტური აკუმულატორების უჯრები ახალი ენერგიის სატრანსპორტო საშუალებების სექტორში ძირითად ტექნოლოგიად იქცევა. ასეთი უჯრები თერმოპლასტიკური მასალების მრავალ უპირატესობას მოიცავს, მათ შორის მსუბუქ წონას, მაღალ სიმტკიცეს, კოროზიისადმი მდგრადობას, დიზაინის მოქნილობას და შესანიშნავ მექანიკურ თვისებებს. ეს თვისებები კრიტიკულად მნიშვნელოვანია აკუმულატორის უჯრების გამძლეობისა და საიმედოობის უზრუნველსაყოფად. გარდა ამისა, თერმოპლასტიკური აკუმულატორის ბლოკში გაგრილების სისტემა სასიცოცხლო როლს ასრულებს აკუმულატორის მუშაობის შენარჩუნებაში, მისი სიცოცხლის გახანგრძლივებასა და უსაფრთხო მუშაობის უზრუნველყოფაში. ეფექტური თერმული მართვის სისტემა უზრუნველყოფს, რომ აკუმულატორი შენარჩუნდეს სასურველ ტემპერატურულ დიაპაზონში ყველა სამუშაო პირობებში, რითაც იზრდება აკუმულატორის ეფექტურობა და უსაფრთხოება.

სწრაფი დატენვის ხელშემწყობი ტექნოლოგიის სახით, Kautex ახდენს ორფაზიანი ჩაძირვითი გაგრილების დანერგვის დემონსტრირებას, სადაც წევის უჯრედი გამოიყენება როგორც აორთქლება გაგრილების პროცესში. ორფაზიანი ჩაძირვითი გაგრილება აღწევს უკიდურესად მაღალ სითბოს გადაცემის სიჩქარეს 3400 W/m^2*K, ამავდროულად მაქსიმალურად ზრდის ტემპერატურის ერთგვაროვნებას ბატარეის ბლოკში ბატარეის ოპტიმალურ სამუშაო ტემპერატურაზე. შედეგად, ბატარეის თერმული მართვის სისტემას შეუძლია უსაფრთხოდ და მუდმივად მართოს თერმული დატვირთვები 6°C-ზე მეტი დატენვის სიჩქარით. ორფაზიანი ჩაძირვითი გაგრილების გაგრილების ეფექტურობას ასევე შეუძლია წარმატებით შეაფერხოს სითბოს გავრცელება თერმოპლასტიკური კომპოზიტური ბატარეის გარსში, ხოლო დანერგილი ორფაზიანი ჩაძირვითი გაგრილება სითბოს გაფანტავს გარემოში 30°C-მდე. თერმული ციკლი შექცევადია, რაც საშუალებას იძლევა ბატარეის ეფექტურად გაცხელდეს ცივ გარემო პირობებში. ნაკადის დუღილის სითბოს გადაცემის დანერგვა უზრუნველყოფს მუდმივ მაღალ სითბოს გადაცემას ორთქლის ბუშტების კოლაფსის და შემდგომი კავიტაციის დაზიანების გარეშე.

Kautex-ის პირდაპირი ორფაზიანი ჩაძირვითი გაგრილების კონცეფციაში, სითხე პირდაპირ კონტაქტშია აკუმულატორის უჯრედებთან აკუმულატორის კორპუსის შიგნით, რაც ეკვივალენტურია მაცივრის ციკლში აორთქლებისა. უჯრედის ჩაძირვა მაქსიმალურად ზრდის უჯრედის ზედაპირის ფართობის გამოყენებას სითბოს გადაცემისთვის, ხოლო სითხის მუდმივი აორთქლება, ანუ ფაზის ცვლილება, უზრუნველყოფს ტემპერატურის მაქსიმალურ ერთგვაროვნებას. სქემა ნაჩვენებია ნახაზ 2-ში.

ნახ. 2 ორფაზიანი ჩაძირვითი გაგრილების მუშაობის პრინციპი

სითხის განაწილებისთვის ყველა საჭირო კომპონენტის თერმოპლასტიკურ, არაგამტარ აკუმულატორის გარსში პირდაპირ ინტეგრირების იდეა მდგრადი მიდგომა იქნება. როდესაც აკუმულატორის გარსი და უჯრა ერთი და იგივე მასალისგან არის დამზადებული, მათი შედუღება შესაძლებელია სტრუქტურული სტაბილურობისთვის, ამავდროულად აღმოიფხვრება კაფსულის მასალების საჭიროება და გამარტივდება გადამუშავების პროცესი.

კვლევებმა აჩვენა, რომ SF33 გამაგრილებლის გამოყენებით ორფაზიანი ჩაძირვითი გაგრილების მეთოდი აჩვენებს სითბოს გაფრქვევის უმაღლეს შესაძლებლობებს აკუმულატორის სითბოს გადაცემისას. ამ სისტემამ შეინარჩუნა აკუმულატორის ტემპერატურა 34-35°C დიაპაზონში ყველა ტესტირების პირობებში, რაც აჩვენებს შესანიშნავ ტემპერატურის ერთგვაროვნებას. SF33-ის მსგავსი გამაგრილებლები თავსებადია მეტალების, პლასტმასის და ელასტომერების უმეტესობასთან და არ აზიანებს თერმოპლასტიკური აკუმულატორის კორპუსის მასალებს.

სურ. 3. აკუმულატორის ბლოკის სითბოს გადაცემის გაზომვის ექსპერიმენტი [1]

გარდა ამისა, ექსპერიმენტულ კვლევაში შედარებული იყო სხვადასხვა გაგრილების სტრატეგია, როგორიცაა ბუნებრივი კონვექცია, იძულებითი კონვექცია და თხევადი გაგრილება SF33 გამაგრილებლით, და შედეგებმა აჩვენა, რომ ორფაზიანი ჩაღრმავებითი გაგრილების სისტემა ძალიან ეფექტური იყო აკუმულატორის უჯრედის ტემპერატურის შესანარჩუნებლად.
საერთო ჯამში, ორფაზიანი ჩაღრმავებით გაგრილების სისტემა უზრუნველყოფს აკუმულატორის ეფექტურ და ერთგვაროვან გაგრილების გადაწყვეტას ელექტრომობილებისა და სხვა დანიშნულებით გამოყენებისთვის, რომლებიც ენერგიის დაგროვებას საჭიროებენ, რაც ხელს უწყობს აკუმულატორის გამძლეობისა და უსაფრთხოების გაუმჯობესებას.