نظام الغمر بالرش “الأول في العالم” يخفض حجم سائل تبريد البطارية بنسبة 85%
قام باحثون كوريون بتطوير نظام تبريد غاطس قائم على الرش “الأول في العالم” لحزم بطاريات الليثيوم أيون. يقول الفريق بقيادة الدكتور جينسوب كيم في المعهد الكوري للآلات والمواد (KIMM) إن هذه التقنية تعمل على تحسين السلامة الحرارية مع معالجة الوزن المرتفع والتكلفة المرتبطة بطرق التبريد التقليدية. تجمع تقنية التبريد بالغمر القائمة على الرش بين الرش من الأعلى إلى الأسفل والغمر الجزئي في الأسفل. لقد تم التحقق من صحته في ظل الظروف الصعبة للشحن والتفريغ السريع للبطارية. ونظرًا للمخاوف المتزايدة بشأن حرائق بطاريات الليثيوم أيون والهروب الحراري، يمكن لهذه التكنولوجيا أن تعزز سلامة البطارية عبر تطبيقات متنوعة، بما في ذلك السيارات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة في مراكز البيانات. قال الدكتور كيم، الباحث الرئيسي في مركز أبحاث المضخات الحرارية التابع لشركة KIMM: “يمكن لتقنية التبريد بالغمر القائمة على الرذاذ تبريد مجموعات بطاريات الليثيوم أيون بشكل فعال وتقليل مخاطر الانفلات الحراري والحرائق باستخدام كمية صغيرة فقط من السائل العازل”. وأضاف: “من خلال تقليل استهلاك السوائل وتقليل الوزن والتكلفة، من المتوقع أن توسع التكنولوجيا تطبيقاتها لتشمل مجالات مختلفة، بما في ذلك السيارات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة”. يقوم الدكتور جينسوب كيم في KIMM بتشغيل غرفة التبريد الغاطسة القائمة على الرش. الائتمان: المعهد الكوري للآلات والمواد (KIMM) النهج الهجين يمكن أن ترتفع درجة حرارة بطاريات السيارات الكهربائية وتشتعل فيها النيران؛ يجب أن تكون العبوات الحديثة الأكثر أمانًا مغمورة بالكامل في سوائل عازلة غير موصلة للكهرباء. إنه يعمل، ولكنه يجعل البطاريات ثقيلة للغاية ومكلفة للغاية. يستخدم هذا النهج الهجين الجديد آلية مزدوجة الفعل لتبريد مجموعة البطارية دون غمرها بالكامل. فهو يجمع بين الرش من أعلى إلى أسفل، والذي يطبق سائل عازل غير قابل للاشتعال مباشرة على القسم العلوي من الخلايا، مع الغمر من أسفل إلى أعلى، والذي يحافظ على الجزء السفلي مغمورًا جزئيًا لسحب الحرارة بعيدًا عن طريق الحمل الحراري القسري. يعتمد التبريد القياسي للمركبات الكهربائية على الاتصال غير المباشر، مثل توجيه الألواح المبردة بجوار الخلايا. وقد أصلح التبريد بالغمر الكامل هذه المشكلة عن طريق غمر الخلايا في السائل، لكن الوزن الإضافي قلل من كفاءة السيارة. غالبًا ما تفشل هذه الطرق في ظل درجات الحرارة القصوى أو دورات الشحن السريع. تقدم طريقة KIMM الهجينة أفضل ما في العالمين. يعمل الرذاذ العلوي على التخلص من درجات الحرارة المرتفعة على الفور، بينما يعمل الحمل الحراري القسري في البركة السفلية على سحب الحرارة المتبقية بشكل مستمر. فهو يوفر تحكمًا حراريًا كافيًا للحفاظ على درجات حرارة حزمة البطارية بأمان أقل من 35 درجة مئوية (95 درجة فهرنهايت)، حتى أثناء الشحن والتفريغ السريع. وأشار الباحثون في البيان الصحفي إلى أن “تقنية التبريد الغمر القائمة على الرش المطورة حديثًا تقلل من استخدام السائل إلى 10 إلى 20 بالمائة فقط مما تتطلبه أنظمة التبريد الغمر التقليدية مع توفير أداء تبريد محسن، وفي نفس الوقت تعزيز الاستقرار الحراري وتقليل وزن النظام”. السائل غير قابل للاشتعال تعمل هذه التقنية على تقليل أعباء الوزن والتكلفة عن طريق تقليل استهلاك السوائل العازلة للكهرباء، مما يمهد الطريق لاعتمادها في كل من السيارات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة الضخمة على مستوى الشبكة (ESS). علاوة على ذلك، فإن السائل العازل المستخدم غير قابل للاشتعال تمامًا. إذا تعرضت الخلية للخطر، يعمل السائل بمثابة طفاية حريق داخلية فورية. بعد تحديد الخصائص الفيزيائية الحرارية الرئيسية التي تزيد من كفاءة التبريد، يخطط فريق البحث الآن لاستخدام تقنيات التحسين القائمة على الذكاء الاصطناعي لاكتشاف وهندسة السوائل العازلة الأكثر تقدمًا. ونشرت نتائج الدراسة في مجلة الهندسة الحرارية التطبيقية.
تم النشر: 2026-07-15 14:54:00
