Термопластичне композитне посуде за батерије постају кључна технологија у сектору возила са новим енергетским напајањем. Такве посуде укључују многе предности термопластичних материјала, укључујући малу тежину, врхунску чврстоћу, отпорност на корозију, флексибилност дизајна и одлична механичка својства. Ова својства су кључна за осигуравање издржљивости и поузданости посуда за батерије. Поред тога, систем хлађења у термопластичном батеријском пакету игра виталну улогу у одржавању перформанси батерије, продужавању њеног века трајања и обезбеђивању безбедног рада. Ефикасан систем за управљање температуром осигурава да се батерија одржава у жељеном температурном опсегу у свим радним условима, чиме се повећава ефикасност и безбедност батерије.
Као технологију која омогућава брзо пуњење, Kautex демонстрира имплементацију двофазног хлађења урањањем, где се вучна ћелија користи као испаривач у процесу хлађења. Двофазно хлађење урањањем постиже изузетно високу брзину преноса топлоте од 3400 W/m^2*K, уз максимизирање уједначености температуре унутар батеријског пакета на оптималној радној температури батерије. Као резултат тога, систем за управљање температуром батерије може безбедно и трајно да управља термичким оптерећењима при брзинама пуњења изнад 6°C. Перформансе хлађења двофазног хлађења урањањем такође могу успешно да инхибирају ширење топлоте унутар термопластичног композитног омотача батерије, док уведено двофазно хлађење урањањем расипа топлоту у околину до 30°C. Термички циклус је реверзибилан, што омогућава ефикасно загревање батерије у хладним условима околине. Имплементација преноса топлоте кључањем у протоку обезбеђује константан висок пренос топлоте без колапса мехурића паре и накнадног оштећења кавитацијом.
У Каутексовом концепту директног двофазног хлађења урањањем, флуид је у директном контакту са ћелијама батерије унутар кућишта батерије, што је еквивалентно испаривачу у расхладном циклусу. Урањање ћелија максимизира коришћење површине ћелије за пренос топлоте, док константно испаравање флуида, односно промена фазе, обезбеђује максималну уједначеност температуре. Шема је приказана на слици 2.
Сл. 2 Принцип рада двофазног хлађења потапањем
Идеја интегрисања свих потребних компоненти за дистрибуцију течности директно у термопластични, непроводљиви омотач батерије обећава да ће бити одржив приступ. Када су омотач батерије и лежиште батерије направљени од истог материјала, могу се заварити заједно ради структурне стабилности, елиминишући потребу за материјалима за капсулирање и поједностављујући процес рециклаже.
Студије су показале да двофазна метода хлађења урањањем која користи расхладну течност SF33 показује супериорне могућности одвођења топлоте при преносу топлоте батерије. Овај систем је одржавао температуру батерије у опсегу од 34-35°C под свим условима тестирања, показујући одличну уједначеност температуре. Расхладне течности као што је SF33 су компатибилне са већином метала, пластике и еластомера и неће оштетити термопластичне материјале кућишта батерије.
Сл. 3 Експеримент мерења преноса топлоте батеријског пакета [1]
Поред тога, експериментална студија је упоредила различите стратегије хлађења као што су природна конвекција, присилна конвекција и течно хлађење са расхладном течности SF33, а резултати су показали да је двофазни систем хлађења урањањем био веома ефикасан у одржавању температуре батеријских ћелија.
Генерално, двофазни систем хлађења потапањем пружа ефикасно и равномерно решење за хлађење батерије за електрична возила и друге примене које захтевају складиштење енергије, што помаже у побољшању издржљивости и безбедности батерије.
Време објаве: 14. октобар 2024.