Новый способ уменьшить нагрев литий-ионных элементов


ЗАКАЗАТЬ ТЕСТОВЫЙ ПОИСК
Характеристики
Категория:
Электротехника
Описание проекта

Цилиндрические накопители энергии, такие как литий-ионные элементы, широко распространены среди вторичных источников питания. Однако существуют проблемы с охлаждением из-за их формы, электрическим потенциалом и возможными отказами (например, элементы становятся слишком горячими или слишком холодными). Как правило, такие литиево-ионные элементы ограничены в максимальной температуре, прежде чем разрушение внутренних компонентов не приведет к отказу, а также к угрозе безопасности системы, использующей эти элементы. При высоких рабочих температурах скорость реакции внутри элемента увеличивается, что вызывает увеличение тепловыделения. Если температура достаточно высока, скорость реакции возрастет до неуправляемого уровня, создавая цепь положительной обратной связи (например, тепловой разгон). Следовательно, повышение температуры может быстро привести к сильному высвобождению энергии (взрыву). Кроме того, часто множество элементов упаковывают вместе, тем самым они термически не изолированы от соседних элементов. В таких случаях отказ одного элемента (например, тепловой разгон одного элемента) может распространиться на еще одну или несколько соседних элементов в пакете. Следовательно, существуют задачи по минимизации распространения тепла от одного элемента к соседнему, и наоборот, при низких температурах предпочтительно иметь возможность для быстрого повышения температуры элементов и увеличения их эффективности или работоспособности.

В патенте на изобретение US2018166757 компании THERMAVANT TECHNOLOGIES предлагается тепловая трубка для теплового управления в системах хранения энергии в компактном и безопасном форм-факторе.

Суть изобретения

Для решения задач авторами изобретения предлагается пульсационная тепловая трубка (англ. OHP). Она представляет собой пассивное теплопередающее устройство, которое переносит тепло с использованием двухфазного потока текучей среды в трубках капиллярного типа в тепловом контакте с источниками тепла и несколькими теплоотводами. Трубка частично заполняется рабочей жидкостью и герметично закрывается. Гидравлический диаметр трубки должен быть достаточно малым, а поверхностное натяжение рабочей жидкости достаточно большим, чтобы жидкость рассеивалась по всей внутренней части трубки. Перенос тепла от источника к радиатору (теплоотводу) в трубке происходит следующим образом: рабочая жидкость частично испаряется и расширяется в области трубки у источника тепла; пары перемещаются от области источника тепла в область с более низкой температурой и низким давлением, где пар конденсируется и осаждается. Далее рабочая жидкость возвращается в область источника тепла и цикл повторяется до тех пор, пока не будет достигнут температурный баланс.

Получаемый результат

Благодаря предложенной структуре обеспечивается поддержание температуры элемента в пределах желаемого рабочего диапазона. Тем самым предотвращается/уменьшается или замедляется деградация энергетического элемента и дополнительно снижается риск теплового разгона одного или нескольких элементов батареи. Также предлагаемая система теплового управления дополнительно структурирована для термической изоляции каждого энергетического элемента от других в устройстве накопления энергии. Таким образом, снижается негативное влияние элементов батареи друг на друга, обеспечивая стабильную работу источника питания.

pdf.png Полный текст патента можно скачать здесь

Хотите знать больше? Закажите бесплатный тестовый патентный поиск по интересующей вас теме.

В ответ на запрос вы получите:

  • Количество патентов в мире за 10 лет
  • Динамика патентования по годам и странам
  • Перечень технических задач, решаемых в патентах
  • Примеры компании и их новейших разработок

Скачать пример отчета вы можете здесь
Заказать патентные исследования можно здесь
Получить патент на свое изобретение здесь