Termoplastični kompozitni akumulatorski pladnji postajajo ključna tehnologija v sektorju vozil z novimi viri energije. Takšni pladnji vključujejo številne prednosti termoplastičnih materialov, vključno z lahko težo, vrhunsko trdnostjo, odpornostjo proti koroziji, prilagodljivostjo zasnove in odličnimi mehanskimi lastnostmi. Te lastnosti so ključne za zagotavljanje trajnosti in zanesljivosti akumulatorskih pladnjev. Poleg tega ima hladilni sistem v termoplastičnem akumulatorskem paketu ključno vlogo pri ohranjanju delovanja akumulatorja, podaljševanju njegove življenjske dobe in zagotavljanju varnega delovanja. Učinkovit sistem za upravljanje temperature zagotavlja, da se akumulator v vseh obratovalnih pogojih vzdržuje v želenem temperaturnem območju, s čimer se poveča njegova učinkovitost in varnost.
Kautex kot tehnologijo za hitro polnjenje predstavlja izvedbo dvofaznega potopnega hlajenja, pri katerem se vlečna celica uporablja kot uparjalnik v procesu hlajenja. Dvofazno potopno hlajenje doseže izjemno visoko stopnjo prenosa toplote 3400 W/m^2*K, hkrati pa maksimizira enakomernost temperature znotraj baterijskega sklopa pri optimalni delovni temperaturi baterije. Posledično lahko sistem za toplotno upravljanje baterije varno in trajno upravlja toplotne obremenitve pri hitrostih polnjenja nad 6 °C. Hladilna zmogljivost dvofaznega potopnega hlajenja lahko uspešno zavira tudi širjenje toplote znotraj termoplastične kompozitne lupine baterije, medtem ko uvedeno dvofazno potopno hlajenje odvaja toploto v okolje do 30 °C. Toplotni cikel je reverzibilen, kar omogoča učinkovito segrevanje baterije v hladnih okoljskih pogojih. Izvedba prenosa toplote s pretočnim vreliščem zagotavlja konstantno visok prenos toplote brez porušitve mehurčkov pare in posledične poškodbe zaradi kavitacije.
Pri Kautexovem konceptu neposrednega dvofaznega potopnega hlajenja je tekočina v neposrednem stiku z baterijskimi celicami znotraj ohišja baterije, kar je enakovredno uparjalniku v hladilnem ciklu. Potopitev celic maksimizira izkoriščanje površine celice za prenos toplote, medtem ko nenehno izhlapevanje tekočine, tj. fazna sprememba, zagotavlja maksimalno enakomernost temperature. Shema je prikazana na sliki 2.
Slika 2 Načelo delovanja dvofaznega potopnega hlajenja
Zamisel o integraciji vseh potrebnih komponent za distribucijo tekočine neposredno v termoplastično, neprevodno ohišje baterije obeta trajnostni pristop. Ko sta ohišje baterije in pladenj baterije izdelana iz istega materiala, ju je mogoče zvariti skupaj za strukturno stabilnost, hkrati pa odpraviti potrebo po materialih za zapiranje in poenostaviti postopek recikliranja.
Študije so pokazale, da dvofazna metoda potopnega hlajenja z uporabo hladilne tekočine SF33 kaže vrhunske zmogljivosti odvajanja toplote pri prenosu toplote akumulatorja. Ta sistem je vzdrževal temperaturo akumulatorja v območju 34–35 °C v vseh testnih pogojih, kar dokazuje odlično enakomernost temperature. Hladilne tekočine, kot je SF33, so združljive z večino kovin, plastik in elastomerov ter ne poškodujejo termoplastičnih materialov ohišja akumulatorja.
Slika 3 Poskus merjenja prenosa toplote baterijskega sklopa [1]
Poleg tega je eksperimentalna študija primerjala različne strategije hlajenja, kot so naravna konvekcija, prisilna konvekcija in tekoče hlajenje s hladilno tekočino SF33, rezultati pa so pokazali, da je bil dvofazni sistem potopnega hlajenja zelo učinkovit pri vzdrževanju temperature baterijskih celic.
Dvofazni sistem potopnega hlajenja na splošno zagotavlja učinkovito in enakomerno rešitev za hlajenje baterij za električna vozila in druge aplikacije, ki zahtevajo shranjevanje energije, kar pomaga izboljšati vzdržljivost in varnost baterij.
Čas objave: 14. oktober 2024