Термопластичні композитні лотки для акумуляторів стають ключовою технологією в секторі транспортних засобів на нових джерелах енергії. Такі лотки поєднують у собі багато переваг термопластичних матеріалів, включаючи легку вагу, чудову міцність, стійкість до корозії, гнучкість конструкції та чудові механічні властивості. Ці властивості є критично важливими для забезпечення довговічності та надійності лотків для акумуляторів. Крім того, система охолодження в термопластичному акумуляторному блоці відіграє життєво важливу роль у підтримці продуктивності акумулятора, продовженні його терміну служби та забезпеченні безпечної експлуатації. Ефективна система терморегуляції забезпечує підтримку потрібного температурного діапазону акумулятора за будь-яких умов експлуатації, тим самим підвищуючи ефективність та безпеку акумулятора.
Як технологію швидкої зарядки, Kautex демонструє впровадження двофазного імерсійного охолодження, де тяговий елемент використовується як випарник у процесі охолодження. Двофазне імерсійне охолодження досягає надзвичайно високої теплопередачі 3400 Вт/м^2*K, одночасно максимізуючи рівномірність температури всередині акумуляторного блоку за оптимальної робочої температури акумулятора. В результаті система терморегулювання акумулятора може безпечно та постійно керувати тепловими навантаженнями при швидкостях зарядки вище 6°C. Охолоджувальна здатність двофазного імерсійного охолодження також може успішно перешкоджати поширенню тепла всередині термопластичної композитної оболонки акумулятора, тоді як впроваджене двофазне імерсійне охолодження розсіює тепло в навколишнє середовище до 30°C. Термічний цикл є оборотним, що дозволяє ефективно нагрівати акумулятор в холодних умовах навколишнього середовища. Впровадження теплопередачі кипіння потоком забезпечує постійно високу теплопередачу без руйнування бульбашок пари та подальшого пошкодження кавітацією.
У концепції прямого двофазного охолодження зануренням Kautex рідина безпосередньо контактує з елементами акумулятора всередині корпусу акумулятора, що еквівалентно випарнику в циклі холодоагенту. Занурення елементів максимізує використання площі поверхні елементів для теплопередачі, тоді як постійне випаровування рідини, тобто зміна фаз, забезпечує максимальну однорідність температури. Схема показана на рисунку 2.
Рис. 2 Принцип роботи двофазного занурювального охолодження
Ідея інтеграції всіх необхідних компонентів для розподілу рідини безпосередньо в термопластичну, непровідну оболонку акумулятора обіцяє бути сталим підходом. Коли оболонка акумулятора та лоток акумулятора виготовлені з одного матеріалу, їх можна зварити разом для структурної стабільності, що усуває потребу в герметичних матеріалах та спрощує процес переробки.
Дослідження показали, що двофазний метод охолодження зануренням з використанням охолоджувальної рідини SF33 демонструє чудові можливості розсіювання тепла при передачі тепла акумулятора. Ця система підтримувала температуру акумулятора в діапазоні 34-35°C за всіх умов випробування, демонструючи чудову однорідність температури. Охолоджувальні рідини, такі як SF33, сумісні з більшістю металів, пластмас та еластомерів і не пошкоджують термопластичні матеріали корпусу акумулятора.
Рис. 3 Експеримент з вимірювання теплопередачі акумуляторного блоку [1]
Крім того, в експериментальному дослідженні порівнювали різні стратегії охолодження, такі як природна конвекція, примусова конвекція та рідинне охолодження з охолоджувачем SF33, і результати показали, що двофазна система занурювального охолодження була дуже ефективною для підтримки температури елементів акумулятора.
Загалом, двофазна система занурювального охолодження забезпечує ефективне та рівномірне рішення для охолодження акумуляторів електромобілів та інших застосувань, що потребують накопичення енергії, що допомагає підвищити довговічність та безпеку акумуляторів.
Час публікації: 14 жовтня 2024 р.