Инженеры из Университета Дрекселя разработали универсальную систему охлаждения для аккумуляторов электромобилей. Технология имитирует работу сосудистой системы живых организмов.
Технология помогает подобрать наилучший рисунок, размер и количество микрососудистых каналов для быстрого отвода тепла от батарей, а также оптимизировать конструкцию для эффективности потока охлаждающей жидкости, движущейся по каналам.
«Композиты действуют как радиатор в автомобиле с двигателем внутреннего сгорания. Хладагент втягивает тепло и отводит его от композита батареи, когда он движется по сети микроканалов», — рассказывает Ахмад Наджафи, один из разработчиков.
В процессе структурной оптимизации батареи инженеры учитывают несколько конструктивных параметров: толщину и направление волокон в каждом слое углеродного волокна, объемную доля волокон в активных материалах и количество микрососудистых композитных панелей, необходимых для терморегуляции.
Для всякой комбинации исследователи измеряют жесткость каждого конструкционного композитного ламината, охлаждающего батарею, чтобы убедиться, что они соответствуют стандартам структурной целостности автомобиля. Затем они моделируют потребление энергии транспортным средством на различных скоростях в течение нескольких минут, записывая температуру аккумулятора и прогнозируемый запас хода машины.
Исследователи отмечают, что размещение структурных батарей между слоями охлаждающих микрососудистых композитов может стабилизировать их температуру во время использования и увеличить время и диапазон мощности, в которых они работают. Например, моделирование, проведенное для Tesla Model S, показало увеличение запаса хода электромобиля с новой системой охлаждения на 23%.