热塑性复合材料电池托盘，轻巧又安全，新能源汽车的强力后盾【2025复合材料展】-行业新闻-CSCME 2025中国(苏州)国际高性能复合材料展览会-【官方网站】

热塑性复合材料电池托盘，轻巧又安全，新能源汽车的强力后盾【2025复合材料展】

发布时间：2024-11-11

在新能源汽车领域，热塑性复合材料电池托盘正成为一项关键技术。这种托盘融合了热塑性材料的众多优势，包括轻量化、卓越的强度、耐腐蚀性、设计上的灵活性，以及出色的机械性能。这些特性对于确保电池托盘的耐用性和可靠性至关重要。此外，热塑性电池包中的冷却系统对于保持电池的性能、延长其使用寿命，以及保障安全运行发挥着至关重要的作用。有效的热管理系统能够确保电池在各种操作条件下都能维持在理想的温度范围内，从而提高电池的效率和安全性。

作为快速充电的使能技术，Kautex展示了两相浸没冷却的实施，其中牵引电池在制冷过程中用作蒸发器。两相浸没冷却可实现 3400 W/m^2*K的极高热传递速率，同时在最佳电池运行温度下最大限度地提高电池组内的温度均匀性。因此，在充电速率超过6C时，电池热管理系统可以安全、永久地管理热负荷。两相浸没冷却的冷却性能也可以成功地抑制热塑性复合材料电池壳内的热传播，而引入的两相浸没冷却可以将热量消散到环境中，最高温度可达30°C，热循环是可逆的，可在寒冷的环境条件下有效加热电池。流动沸腾热传递的实施确保了恒定的高传热，而不会发生蒸汽泡的崩溃和随后的空化损伤。

图1 热塑性组件外壳与两相冷却系统

在 Kautex 的直接两相浸入式冷却概念中，流体与电池壳体内的电池单元直接接触，这相当于制冷剂循环中的蒸发器。电池浸入式最大限度地利用了用于热传递的电池表面积，而流体的恒定蒸发，即相变，确保了温度的最大均匀性。原理图如图2所示。

图2 两相浸入式冷却的工作原理

将流体分配的所有必要组件直接集成到热塑性、非导电的电池壳体中的想法有望成为一种可持续的方法。当电池壳体和电池托架由相同材料制成时，它们可以焊接在一起以获得结构稳定性，同时消除封装材料的需求，简化回收过程。图3显示了由PA材料制成的电池壳体的底部托盘。

图3 带集成流体池的热塑性底盘

研究表明，使用SF33冷却液的两相沉浸式冷却方法在转移电池热量方面展示了卓越的散热能力。这种系统在所有测试条件下都能将电池温度维持在34-35°C的范围内，展现出极佳的温度均匀性。SF33等冷却液与大多数金属、塑料和弹性体兼容，不会对热塑性电池外壳材料造成损害。

图4 电池包传热测量试验

此外，实验研究还比较了自然对流、强制对流和SF33冷却液液体冷却等不同的冷却策略，结果表明两相沉浸式冷却系统在维持电池单元温度方面非常有效。

总的来说，两相沉浸式冷却系统为电动汽车和其他需要能量存储的应用提供了一种高效、均匀的电池冷却解决方案，有助于提高电池的耐用性和安全性。【广州复合材料展】【北京复材展】【深圳复合材料展】