La défaillance potentielle de l'étanchéité au liquide du pack de refroidissement liquide de stockage d'énergie implique de multiples aspects, tels que : les fuites, la corrosion et le dépôt, l'eau de condensation et d'autres modes de défaillance.

1- Interconnexion et composition des fluides

Dans le système de refroidissement liquide de stockage d'énergie, l'interconnexion des fluides est responsable du transfert du liquide de refroidissement entre les différents composants. Grâce à une interconnexion efficace des fluides, le liquide de refroidissement circule efficacement dans le système, éliminant ainsi l'excès de chaleur généré pendant le processus de charge et de décharge de la batterie.

Un système bien scellé peut empêcher efficacement les fuites de liquide de refroidissement. Les fuites entraîneront non seulement une perte de liquide de refroidissement et nécessiteront un réapprovisionnement fréquent, mais affecteront également les performances de dissipation thermique et la stabilité du système. Dans le stockage d'énergie, les fuites de liquide de refroidissement peuvent également provoquer un court-circuit de la batterie, ce qui entraîne des problèmes de sécurité.

2-Conception étanche du système d'interconnexion des fluides

La conception étanche du système d'interconnexion de fluides est le lien clé pour garantir que le système maintient l'étanchéité et empêche les fuites de fluide dans diverses conditions de fonctionnement.

Figure 1 : Déploiement typique d'un système de refroidissement liquide de stockage d'énergie

(1) Analyser les sources de fuite possibles et les points de risque dans le système :

l La propriété d'auto-étanchéité de l'ensemble de refroidissement liquide. Par exemple, dans la conception intégrée du système de canaux de refroidissement liquide et du boîtier d'emballage, les composants sont reliés par soudage. Les défauts de qualité de soudage, les soudures médiocres, les pores, les fissures, etc. peuvent tous entraîner des problèmes d'infiltration de liquide.

l La conception structurelle est déraisonnable. Par exemple, les trous de positionnement ou les trous filetés du boîtier de refroidissement liquide sont trop proches du canal d'écoulement et les pièces mal soudées peuvent facilement devenir des canaux d'infiltration de liquide.

l Pièces de raccordement : Les raccords de tuyaux, les vannes et les joints du système de refroidissement liquide sont des points de fuite courants. Si la structure de raccordement n'est pas conçue correctement ou si le processus de fabrication n'est pas sophistiqué, de minuscules défauts se forment à l'intérieur des joints et le liquide de refroidissement peut également fuir à partir de ces défauts.

l Fuite causée par une mauvaise installation, le vieillissement ou l'endommagement du matériel, etc.

(2) Conception de la structure d'étanchéité :

l Le PACK refroidi par liquide utilise une méthode de refroidissement par plaque froide séparée sèche-humide. Dans des conditions de fonctionnement normales, les cellules de la batterie n'ont aucun contact avec le liquide de refroidissement, ce qui peut assurer le fonctionnement normal des cellules de la batterie. Une solution pour le refroidisseur liquide de stockage d'énergie consiste à le former par un processus d'extrusion, à intégrer le canal d'écoulement directement sur la plaque froide, puis à utiliser un traitement mécanique pour ouvrir le chemin de circulation du refroidissement. Dans ce processus, le choix du bon procédé de soudage est une étape importante pour assurer l'étanchéité. Pour plus de détails, veuillez vous référer à « Conception du procédé de soudage pour le boîtier inférieur pour le stockage d'énergie ».

l Les conduites de refroidissement liquide sont principalement utilisées pour les raccordements de tuyaux souples (rigides) de transition entre les sources de refroidissement liquide et les équipements, entre les équipements et entre les équipements et les conduites. Les principales méthodes de raccordement sont les suivantes :

Connexion rapide : L’une des méthodes de connexion pour les systèmes de refroidissement liquide de stockage d’énergie consiste à utiliser une connexion rapide VDA ou CQC.

Connexion filetée : les deux extrémités de la structure de connexion sont connectées de manière coulissante aux tuyaux, et la connexion filetée entre la bague filetée interne et le manchon fileté augmente la fermeté de la connexion.

Raccordement du tube de limitation et de l'écrou : un tube de raccordement est serré à une extrémité du tube et des tubes de limitation sont installés de manière fixe des deux côtés du tube de raccordement. Des rondelles en caoutchouc et des bagues convexes sont installées de manière fixe à l'intérieur des tubes de limitation et une rainure de bague de limitation est ouverte sur la surface de la tête du tube de raccordement. Un écrou est relié de manière rotative au sommet du tube de limitation et est relié de manière rotative au tube de limitation par des filetages.

Connexion de bague d'étanchéité : une bague d'étanchéité est collée à la paroi intérieure du manchon fileté par une colle forte, et la paroi intérieure de la bague d'étanchéité est reliée de manière mobile à la surface extérieure du tuyau pour éviter les fuites pendant l'utilisation.

(3) La plaque de refroidissement liquide PACK, l'interface de cabine, la tuyauterie de cabine, etc. sont toutes conçues avec une protection anticorrosion à long terme dans des conditions de liquide de refroidissement, de température et de débit communes pour assurer un fonctionnement à long terme sans corrosion. Effet des conditions de fonctionnement sur l'étanchéité au liquide :

l Température. Influence de la température élevée : lorsque la température augmente, la viscosité du liquide diminue généralement, ce qui peut entraîner une diminution des performances d'étanchéité du liquide, affectant ainsi l'étanchéité du liquide. Par exemple, certains matériaux d'étanchéité peuvent se déformer ou se détériorer à des températures élevées, provoquant des fuites. Influence de la basse température : dans un environnement à basse température, le liquide peut devenir visqueux, augmentant la difficulté d'écoulement, mais il peut également améliorer les performances du matériau d'étanchéité, améliorant ainsi l'étanchéité du liquide dans une certaine mesure.

l Pression. Environnement haute pression : sous haute pression, la densité et la viscosité du liquide peuvent augmenter, améliorant ainsi les performances d'étanchéité du liquide. Cependant, une pression excessive peut également endommager le matériau d'étanchéité et provoquer des fuites. Environnement basse pression : sous basse pression, les performances d'étanchéité du liquide peuvent être relativement faibles, en particulier si le matériau d'étanchéité lui-même est défectueux ou vieilli, il est plus susceptible de fuir.

l Débit. Débit élevé : lorsque le liquide s'écoule à grande vitesse, il peut produire une force d'impact importante sur la surface d'étanchéité, provoquant une usure ou une déformation du matériau d'étanchéité, affectant ainsi l'étanchéité du liquide. Faible débit : à faible débit, les performances d'étanchéité du liquide sont relativement bonnes, mais cela peut également masquer certains problèmes d'étanchéité potentiels tels que des défauts mineurs du matériau.

3-Problèmes de corrosion et de dépôt

l L'impact du blocage sur l'étanchéité à l'air :

Le liquide de refroidissement, les dépôts ou la croissance de la chaudière peuvent provoquer des blocages internes, un mauvais débit de liquide de refroidissement et une efficacité de refroidissement réduite.

Encrassement et tartre : les minéraux présents dans le liquide de refroidissement peuvent former des dépôts sur la paroi intérieure du tuyau après un fonctionnement à long terme, ce que l'on appelle « tartre ». L'encrassement peut également se former en raison de la précipitation de particules solides, de la cristallisation, de la corrosion ou de l'activité microbienne. Ces saletés obstruent les tuyaux et les plaques froides, augmentent la résistance à l'écoulement et réduisent l'efficacité du transfert de chaleur.

Problème de mousse : de la mousse peut se former dans le système de refroidissement liquide. La mousse adhère à la surface de la plaque froide, ce qui entraîne une diminution de l'effet de transfert de chaleur et peut augmenter la résistance au fonctionnement du système, provoquer une corrosion par cavitation de la pompe, etc., et endommager l'équipement.

l L'influence des courants de Foucault sur l'étanchéité à l'air :

Lorsqu'un fluide s'écoule dans un tuyau ou un espace, les changements de vitesse peuvent provoquer la formation de tourbillons, en particulier lorsque le fluide traverse des parties étroites ou des obstacles, des tourbillons sont plus susceptibles de se former. La viscosité et la densité du fluide affectent également la génération de tourbillons. Les fluides ayant une viscosité plus élevée sont plus susceptibles de former des tourbillons, tandis que les fluides ayant une densité plus élevée peuvent affaiblir la formation de tourbillons.

Chemins de fuite : les courants de Foucault forment des tourbillons sur les surfaces de contact, qui peuvent former de minuscules chemins de fuite dans des espaces ou des surfaces irrégulières, entraînant une fuite de gaz ou de liquide.

Usure de surface : l'écoulement tourbillonnaire peut provoquer l'usure des surfaces de contact, en particulier dans des conditions d'écoulement à grande vitesse. Cette usure peut réduire encore davantage l'étanchéité à l'air, car les surfaces usées sont plus susceptibles de former de nouveaux canaux de fuite.

Effets thermiques : Le flux de courants de Foucault génère de la chaleur, ce qui peut provoquer une déformation ou une dilatation thermique du matériau de la surface de contact, affectant ainsi l'étanchéité à l'air, en particulier dans les systèmes soumis à de grandes variations de température.

4-Problème d'eau de condensation

Français Dans certaines conditions, de la condensation peut se former dans les conduites de refroidissement liquide, ce qui peut endommager l'équipement ou réduire l'efficacité. Défaillance de l'isolation : Si le matériau isolant du tuyau est endommagé ou vieilli, de la chaleur sera perdue et l'effet de refroidissement sera affecté. En particulier dans les environnements à basse température, une défaillance de l'isolation peut provoquer la formation de givre ou de glace à la surface du tuyau. Fissuration par le gel : Dans les environnements froids, si des mesures antigel appropriées ne sont pas prises, le liquide de refroidissement dans les tuyaux peut geler et provoquer la rupture des tuyaux.

Solutions

l Mesures d'étanchéité : Assurez-vous que l'entrée et la sortie du tuyau de refroidissement liquide sont complètement bloquées pour empêcher l'air humide extérieur de pénétrer dans le compartiment de la batterie.

l Équipement de déshumidification : Installez un climatiseur déshumidifiant ou utilisez la fonction de déshumidification pour maintenir l'humidité dans le compartiment de la batterie dans une plage appropriée.

l Contrôle de la température : En installant des systèmes de climatisation ou de ventilation, la température et l'humidité de l'environnement dans lequel se trouve l'armoire de stockage d'énergie peuvent être contrôlées. Par exemple, la température peut être maintenue à 20-25 degrés Celsius et l'humidité relative peut être contrôlée à 40-60 %.

l Isolation measures: Simple isolation of empty battery racks to prevent moisture from entering the compartment containing the battery cluster.

Nous mettrons régulièrement à jour les informations et technologies relatives à la conception thermique et à l’allègement. Merci de votre intérêt pour Walmate.