Исследователи создали метод равномерного теплоотвода в батареях. И благодаря увеличению площади, которая охлаждается, аккумуляторы должны стать более безопасными и эффективными в работе
Фото: freepik.com
Стандартные аккумуляторы во время разрядки и перезарядки выделяют тепло. Это снижает их производительность и фактически является одним из главных недостатков. Для охлаждения в батарее обычно циркулирует вода или другая охлаждающая жидкость, и площадь ее контакта с аккумулятором является постоянной.
Проблема в том, что охлаждающая жидкость поглощает тепло от каждой батареи в аккумуляторном блоке. Поэтому ее собственная температура продолжает расти, соответственно уменьшая количество тепла от каждой следующей батареи.
Чтобы продолжать отводить такое же количество тепла, площадь контакта должна увеличиться. Ученые из индийского Института технологий Бомбея разработали метод, предусматривающий регулирование охлаждаемой площади каждой батареи.
«В нашей конструкции площадь контакта между аккумулятором и охлаждающей жидкостью увеличивается вдоль направления потока охлаждающей жидкости. Это означает, что площадь контакта с охлаждающей жидкостью увеличивается по мере движения охлаждающей жидкости по системе», — пояснили исследователи.
Читайте также: Ученые создали экологически чистый, бескобальтовый аккумулятор
По их расчетам, благодаря разработке тепло будет отводиться равномерно от каждой батареи, а во всем модуле будет сохраняться одинаковая температура.
Проверили эту теорию путем компьютерного моделирования. Устройство содержало 24 цилиндрические литий-ионные аккумуляторы, расположенные параллельно. Ученые создали сценарии, где батареи проходят различные циклы зарядки-разрядки. Результаты показали, что разницу температур удалось снизить примерно на 70%. Также аккумуляторы, охлаждаемые по этой системе, имели более низкую максимальную температуру.
Отмечается, что слишком высокая температура может ограничить производительность аккумуляторов и, в худшем случае, привести к их возгоранию или взрыву. Например, для правильной работы литий-ионных батарей необходим оптимальный температурный диапазон около 20-40 °C и главная задача ученых — снизить эти показатели.
Интересное по теме: Ученые нашли способ увеличить срок службы аккумуляторов в 10 раз
Также исследователи обнаружили, что батареи в их новой системе весят на 57,2% меньше, чем те, что охлаждаются обычным методом постоянной площади контакта. Это происходит за счет уменьшения размера каналов теплоносителя в предлагаемой модели, в отличие от традиционных постоянных размеров.
Ученые уверены, что их разработка будет иметь широкое применение не только в промышленности электромобилей, но и в накопителях солнечной энергии и других устройствах, которые полагаются на аккумуляторные блоки с несколькими батареями. Команда уже получила патент на свое изобретение.
Напомним, японская компания Toshiba разработала инновационную литий-ионную батарею без добавления кобальта. Она поддерживает сверхбыструю зарядку и изнашивается гораздо дольше существующих аналогов.
Ознакомьтесь с другими популярными материалами:
Создана беспроводная зарядка, которую можно имплантировать в тело
Ученые создали синаптический транзистор, имитирующий человеческий мозг
Ученые создали летающего робота, который тушит пожары: как выглядит
По материалам Research matters
