【Технолошка соработка】 Двофазен систем за ладење со потопување за термопластични батериски држачи

Термопластичните композитни влошки за батерии стануваат клучна технологија во секторот за нови енергетски возила. Ваквите влошки вклучуваат многу од предностите на термопластичните материјали, вклучувајќи мала тежина, супериорна цврстина, отпорност на корозија, флексибилност во дизајнот и одлични механички својства. Овие својства се клучни за обезбедување на издржливост и сигурност на влошките за батерии. Покрај тоа, системот за ладење во термопластичниот пакет батерии игра витална улога во одржувањето на перформансите на батеријата, продолжувањето на нејзиниот век на траење и обезбедувањето безбедно работење. Ефективниот систем за управување со топлината гарантира дека батеријата се одржува во посакуваниот температурен опсег под сите работни услови, со што се зголемува ефикасноста и безбедноста на батеријата.

Како технологија што овозможува брзо полнење, Kautex демонстрира имплементација на двофазно потопно ладење, каде што тракционата ќелија се користи како испарувач во процесот на ладење. Двофазното потопно ладење постигнува екстремно висока стапка на пренос на топлина од 3400 W/m^2*K, додека максимизира униформност на температурата во рамките на батерискиот пакет при оптимална работна температура на батеријата. Како резултат на тоа, системот за термичко управување на батеријата може безбедно и трајно да управува со термичките оптоварувања при стапки на полнење над 6C. Перформансите на ладење на двофазното потопно ладење исто така можат успешно да го инхибираат ширењето на топлината во рамките на термопластичната композитна обвивка на батеријата, додека воведеното двофазно потопно ладење ја распрснува топлината во околината до 30°C. Термичкиот циклус е реверзибилен, овозможувајќи ефикасно загревање на батеријата во ладни амбиентални услови. Имплементацијата на пренос на топлина со вриење на проток обезбедува постојан висок пренос на топлина без колапс на меурчиња од пареа и последователно оштетување од кавитација.

Во концептот на директно двофазно потопување на ладење на Kautex, течноста е во директен контакт со ќелиите на батеријата во куќиштето на батеријата, што е еквивалентно на испарувач во циклус на фреон. Потопувањето на ќелиите ја максимизира употребата на површината на ќелијата за пренос на топлина, додека постојаното испарување на течноста, т.е. фазната промена, обезбедува максимална униформност на температурата. Шемата е прикажана на Слика 2.

Сл. 2 Принцип на работа на двофазно потопно ладење

Идејата за интегрирање на сите потребни компоненти за дистрибуција на течности директно во термопластична, непроводлива обвивка на батерија ветува дека ќе биде одржлив пристап. Кога обвивката на батеријата и фиоката за батеријата се направени од ист материјал, тие можат да се заварат заедно за структурна стабилност, а воедно се елиминира потребата од материјали за капсулирање и се поедноставува процесот на рециклирање.

Студиите покажаа дека двофазниот метод на ладење со потопување со употреба на течност за ладење SF33 покажува супериорни способности за дисипација на топлина при пренесување на топлината на батеријата. Овој систем одржува температури на батеријата во опсег од 34-35°C под сите услови на тестирање, демонстрирајќи одлична униформност на температурата. Течностите за ладење како што е SF33 се компатибилни со повеќето метали, пластики и еластомери и нема да ги оштетат термопластичните материјали на куќиштето на батеријата.

Сл. 3 Експеримент за мерење на пренос на топлина со батериски пакет [1]

Покрај тоа, експерименталната студија спореди различни стратегии за ладење како што се природна конвекција, присилна конвекција и течно ладење со течност за ладење SF33, а резултатите покажаа дека двофазниот систем за ладење со потопување е многу ефикасен во одржувањето на температурата на ќелиите на батеријата.
Генерално, двофазниот систем за ладење со потопување обезбедува ефикасно и рамномерно решение за ладење на батериите за електрични возила и други апликации на кои им е потребно складирање на енергија, што помага да се подобри издржливоста и безбедноста на батериите.