Khay pin composite nhiệt dẻo đang trở thành công nghệ then chốt trong lĩnh vực xe năng lượng mới. Những khay như vậy kết hợp nhiều ưu điểm của vật liệu nhiệt dẻo, bao gồm trọng lượng nhẹ, độ bền vượt trội, khả năng chống ăn mòn, tính linh hoạt trong thiết kế và các đặc tính cơ học tuyệt vời. Các đặc tính này rất quan trọng để đảm bảo độ bền và độ tin cậy của khay pin. Ngoài ra, hệ thống làm mát trong bộ pin nhiệt dẻo đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì hiệu suất của pin, kéo dài tuổi thọ và đảm bảo hoạt động an toàn. Một hệ thống quản lý nhiệt hiệu quả đảm bảo rằng pin được duy trì trong phạm vi nhiệt độ mong muốn trong mọi điều kiện hoạt động, do đó tăng hiệu quả và độ an toàn của pin.
Là một công nghệ hỗ trợ sạc nhanh, Kautex chứng minh việc triển khai làm mát ngâm hai pha, trong đó cell kéo được sử dụng như một bộ bay hơi trong quá trình làm mát. Làm mát ngâm hai pha đạt được tốc độ truyền nhiệt cực cao là 3400 W/m^2*K trong khi tối đa hóa tính đồng nhất nhiệt độ bên trong cụm pin ở nhiệt độ hoạt động tối ưu của pin. Do đó, hệ thống quản lý nhiệt pin có thể quản lý tải nhiệt một cách an toàn và lâu dài ở tốc độ sạc trên 6 độ C. Hiệu suất làm mát của làm mát ngâm hai pha cũng có thể ức chế thành công sự truyền nhiệt bên trong vỏ pin composite nhiệt dẻo, trong khi làm mát ngâm hai pha được đưa vào sẽ tản nhiệt ra môi trường lên đến 30°C. Chu trình nhiệt có thể đảo ngược, cho phép làm nóng pin hiệu quả trong điều kiện môi trường lạnh. Việc triển khai truyền nhiệt sôi dòng chảy đảm bảo truyền nhiệt cao liên tục mà không bị vỡ bong bóng hơi và hư hỏng do xâm thực sau đó.
Trong khái niệm làm mát nhúng hai pha trực tiếp của Kautex, chất lỏng tiếp xúc trực tiếp với các cell pin bên trong vỏ pin, tương đương với một bộ bay hơi trong chu trình làm lạnh. Nhúng cell tối đa hóa việc sử dụng diện tích bề mặt cell để truyền nhiệt, trong khi quá trình bay hơi liên tục của chất lỏng, tức là thay đổi pha, đảm bảo tính đồng nhất nhiệt độ tối đa. Sơ đồ được thể hiện trong Hình 2.
Hình 2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát nhúng hai pha
Ý tưởng tích hợp tất cả các thành phần cần thiết để phân phối chất lỏng trực tiếp vào vỏ pin nhiệt dẻo, không dẫn điện hứa hẹn sẽ là một cách tiếp cận bền vững. Khi vỏ pin và khay pin được làm bằng cùng một vật liệu, chúng có thể được hàn lại với nhau để có cấu trúc ổn định đồng thời loại bỏ nhu cầu về vật liệu đóng gói và đơn giản hóa quy trình tái chế.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng phương pháp làm mát ngâm hai pha sử dụng chất làm mát SF33 cho thấy khả năng tản nhiệt vượt trội trong việc truyền nhiệt của pin. Hệ thống này duy trì nhiệt độ pin trong phạm vi 34-35°C trong mọi điều kiện thử nghiệm, chứng minh tính đồng nhất nhiệt độ tuyệt vời. Các chất làm mát như SF33 tương thích với hầu hết các kim loại, nhựa và chất đàn hồi, và sẽ không làm hỏng vật liệu vỏ pin nhiệt dẻo.
Hình 3 Thí nghiệm đo nhiệt truyền của cụm pin [1]
Ngoài ra, nghiên cứu thực nghiệm đã so sánh các chiến lược làm mát khác nhau như đối lưu tự nhiên, đối lưu cưỡng bức và làm mát bằng chất lỏng với chất làm mát SF33 và kết quả cho thấy hệ thống làm mát ngâm hai pha rất hiệu quả trong việc duy trì nhiệt độ của cell pin.
Nhìn chung, hệ thống làm mát ngâm hai pha cung cấp giải pháp làm mát pin hiệu quả và đồng đều cho xe điện và các ứng dụng khác yêu cầu lưu trữ năng lượng, giúp cải thiện độ bền và độ an toàn của pin.
Thời gian đăng: 14-10-2024