BYD patentavo panardinamu skysčiu aušinamą bateriją

Didžiausia Kinijos automobilių gamintoja BYD pateikė patentinę paraišką baterijos korpusui, kuriame elementų moduliai tiesiogiai panardinami į elektrai nelaidų skystį, o elektros įranga įrengiama atskiroje sausoje kameroje. Paraiškoje aprašomas dviejų skyrių korpusas ir sprendžiamas inžinerinis iššūkis, kaip elektros jungtis nutiesti per ribą tarp šlapios apatinės ir sausos viršutinės kameros.

Konstrukcija, aušinimo principas ir inžineriniai kompromisai

Daugumoje šiuolaikinių baterijų paketų naudojama netiesioginė skysčiu aušinama sistema. Tokiu atveju aušinimo skystis cirkuliuoja aliumininėmis aušinimo plokštėmis, įrengtomis greta baterijos modulių, todėl šiluma iki aušinimo skysčio turi prasiskverbti per elemento korpusą ir šilumą perduodančias sąsajos medžiagas. Panardinamasis aušinimas šį kelią pakeičia: moduliai tiesiogiai patalpinami į dielektrinį, elektrai nelaidų skystį, kuris šilumą nuo panardintų modulių paviršių perduoda tiesiai į aplinkinį skystį. Taip sutrumpinamas šilumos perdavimo kelias, tačiau sudėtingėja baterijos paketo konstrukcija, nes skystis turi būti patikimai sulaikytas, o elektriniai komponentai, neskirti veikti skystyje, privalo likti izoliuoti.

BYD patente šis panardinamasis sprendimas lyginamas su kai kuriomis pačios bendrovės ir visos pramonės naudojamomis architektūromis. BYD MC Cube sistemoje „Blade“ elementai integruojami pagal elemento į sistemą koncepciją, o MC Cube-T yra versija, kurioje aiškiai taikomas skysčiu aušinamas sprendimas. CATL EnerOne ir EnerC energijos kaupimo produktuose naudojamas skysčiu aušinamas metodas su aušinimo plokštėmis už modulių ribų, o CATL Qilin keleivinių automobilių baterijoje skysčio aušinimo plokštė įrengta kaip daugiafunkcis tarpsluoksnis tarp gretimų elementų. Šiose konstrukcijose aušinimo skystis teka apibrėžtais kanalais arba sluoksniais ir visiškai neapgaubia modulių. Tuo metu BYD išradime aprašomi moduliai, esantys skysčiu užpildytoje apatinėje kameroje, o galios elektronika įrengta izoliuotoje sausoje viršutinėje kameroje.

Patento dokumente CN 122868832 A korpusas padalytas į du atskirus skyrius: viršutinę sausą kamerą elektros įrangai ir apatinę skysčio kamerą, kurioje elementų moduliai panardinti į dielektrinį skystį. Užuot vedus laidus ir signalines linijas per šlapios kameros dugną ar šonines sieneles, konstrukcijoje elektros jungtys nukreipiamos į viršų, per viršutinę skysčio kameros zoną, į sausą skyrių virš pagrindinio skysčio tūrio. Paraiškoje paaiškinama, kad tokia vieta svarbi todėl, jog hidrostatinis slėgis didėja didėjant panardinimo gyliui. Dėl to aukščiau korpuse esančias sandarinimo jungtis veikia mažesnis hidrostatinis slėgis nei sandariklius, įrengtus giliau.

Jungčių sąsajas perkeliant į aukštesnę ir sausesnę zoną, siekiama elektros įrangą fiziškai atskirti nuo skysčio ir kartu užtikrinti tiesiogines elektros jungtis su panardintais moduliais. Kitaip tariant, patente remiamasi ne vien dielektrinėmis ir aušinimo skysčio savybėmis, bet ir fiziniu baterijos paketo išdėstymu, kad elektrinės sąsajos išliktų atsparios skysčiui.

Dokumentas aiškiai apima baterijų korpusus ir energijos kaupimo įrangą, tačiau nenurodo konkretaus pritaikymo lengvuosiuose automobiliuose. Paraiškoje išvardijami dielektriniai skysčiai, įskaitant angliavandenilių ar esterių pagrindu sukurtas sudėtis. Jie atskiriami nuo įprastų skystų aušinimo terpių, naudojamų netiesioginėse sistemose su aušinimo plokštėmis.