Když se podíváme na historii automobilů se spalovacími motory, trvalo desítky let, než se pohonné jednotky dostaly z primitivních začátků k dnešní účinnosti. Zažili jsme postupný vývoj od karburátorů přes vstřikování až po proměnné časování ventilů. U elektromobilů nás čeká něco podobného. Baterie a elektrický pohon nejsou na konci svého vývoje, naopak jsme teprve na začátku cesty. Důkazem je čerstvý patent čínského giganta BYD, který ukazuje, jak výrazně se může proměnit samotná konstrukce bateriových skříní.
Čínský úřad pro duševní vlastnictví (CNIPA) publikoval patentovou přihlášku pod číslem CN 122868832 A. BYD v ní popisuje systém takzvaného imerzního chlazení, kde jsou jednotlivé bateriové články ponořené přímo do chladicí kapaliny. Nejde přitom o běžnou směs vody a glykolu, která by způsobila zkrat, ale o speciální nevodivou dielektrickou kapalinu na bázi uhlovodíků či esterů.
Proč chladit články přímo v kapalině?
Dnešní běžné baterie v elektromobilech i stacionárních úložištích sázejí na nepřímé kapalinové chlazení. Chladicí médium proudí v hliníkových deskách či trubkách, které přiléhají k modulům. Teplo z článků musí nejprve projít obalem, teplovodivou pastou a stěnou desky, než se dostane do kapaliny. Tento systém funguje spolehlivě, ale při extrémním nabíjení nebo vysokém odběru představují jednotlivé vrstvy tepelný odpor.
Pokud články ponoříte přímo do dielektrické kapaliny, zkrátíte tepelnou cestu na minimum. Kapalina omývá přímo povrch článků, teplo odvádí okamžitě a rovnoměrně po celém jejich těle. Výsledkem je výrazně účinnější regulace teploty, menší riziko lokálního přehřívání a možnost zvládat vyšší zátěž bez degradace článků.
Chytrý trik s hydrostatickým tlakem
Imerzní chlazení má však jeden velký technický oříšek: jak propojit ponořené články s elektronikou a řídicími jednotkami, které musí zůstat v suchu? Jakmile máte skříň plnou kapaliny, těsnění konektorů pod hladinou čelí neustálému tlaku a hrozí průsaky.
Inženýři z BYD na to v patentu šli chytře a skříň rozdělili na dvě oddělené komory:
- Spodní mokrá komora: zde jsou bateriové moduly kompletně zaplavené dielektrickou kapalinou.
- Horní suchá komora: prostor pro citlivá elektrická zařízení, řízení a silové připojení.
Klíčový vtip spočívá v tom, kudy vedou vodiče. Místo toho, aby kabely procházely stěnami nebo dnem mokré komory, směřují nahoru. Těsnicí rozhraní je umístěné v nejvyšší části kapalinového prostoru, kde je hydrostatický tlak nejnižší. Tím se výrazně snižuje riziko úniku kapaliny i namáhání těsnění v průběhu let.
Nejprve úložiště, časem možná i auta
Patentová přihláška výslovně míří na stacionární bateriové skříně a velká energetická úložiště, zatím však přímo nezmiňuje osobní elektromobily. Je to logické: u velkých kontejnerových úložišť, jakými jsou dnešní systémy BYD MC Cube nebo konkurenční CATL EnerOne, představuje chlazení podstatnou část provozních nákladů a přímo rozhoduje o bezpečnosti.
Podobně jako v motorsportu či letectví se ale technologie z náročných aplikací postupně přelévají dál. Stejně jako jsme u spalovacích motorů sledovali přechod od vzduchového ke kapalinovému chlazení a později také od nepřímého k přímému vstřikování paliva, u baterií uvidíme přechod od vnějších chladicích desek k přímému kontaktu s kapalinou. Patent zatím neznamená okamžitou sériovou výrobu, ale jasně ukazuje směr, kterým se vývoj ubírá. V oblasti baterií máme to nejzajímavější teprve před sebou.
Zvažujete instalaci wallboxu?
Vyplňte poptávkový formulář a my vám zprostředkujeme kontakt na ověřené instalátory nabíjecích stanic ve vašem okolí. Nezávazné a zdarma.
