Nová energetická vozidla s tepelně vodivou silikou a bateriovým pohonem.

Tepelně vodivý silikonový gel je široce používán jako pokročilý kompozitní materiál s vynikající tepelnou vodivostí v nových energetických vozidlech, který slouží jako chladicí materiál motoru i jako těsnicí hmota. Tepelně vodivý tmel s vynikající tepelnou vodivostí je dodáván jako jediná složka. Viz obrázek pro hotový list silikagelového tepelného vodiče. 1. Tepelně vodivý oxid křemičitý lze vytvořit kondenzačními reakcemi s vlhkostí přítomnou v atmosféře, produkující nízkomolekulární uvolňování, zesíťování, vytvrzování a vysoce výkonné elastomery s vynikajícími fyzikálními a tepelnými vlastnostmi. Tepelně vodivý oxid křemičitý má také vynikající odolnost vůči vysokým a nízkým teplotám. Tepelně vodivý oxid křemičitý nabízí četné výhody včetně elektrické izolace, odolnosti proti stárnutí a chemické stability. Kromě toho má tepelně vodivý oxid křemičitý silnou adhezi s kovy i nekovy pro lepší přilnavost – tyto vlastnosti umožňují použití tepelně vodivého oxidu křemičitého v mnoha oblastech; tabulka 117 obsahuje všechny relevantní parametry. Tepelně vodivý oxid křemičitý hraje nedílnou roli při zlepšování dojezdu a bezpečnosti nových energetických vozidel.

 Bateriové systémy v těchto vozech obvykle zahrnují oxid lithný a oxid lithný, oxid manganičitý, ternární baterie a palivové články – přičemž důležitou roli hraje tepelně vodivý oxid křemičitý. Výdrž vozidla může být ovlivněna počtem přítomných buněk; jak se přidávají další baterie, jejich rozestupy se přibližují; články baterie však produkují značné teplo během cyklů vybíjení nebo nabíjení. K nehodám, jako jsou požáry nebo zkraty v bateriových článcích, může dojít, když teplo nemůže být účinně odváděno. Tepelně vodivý oxid křemičitý, elastický materiál navržený tak, aby rychle vyplnil mezery v buňkách a účinně převáděl své teplo buď do venkovní chladicí oblasti, nebo ven z předních dveří. Tímto opatřením je zajištěna bezpečnost systému, přičemž se využívá výhod více baterií k maximalizaci výhod a prodloužení jejich výdrže na nových energetických vozidlech. Tepelně vodivý oxid křemičitý působí jako most pro přenos tepla, pokud jde o různé způsoby chlazení. Zóny odvodu tepla hrají klíčovou roli při účinném přenosu tepla z článků do zón odvodu tepla, přičemž izolační vlastnosti poskytují ochranu před vysokým napětím způsobeným nadměrným odběrem proudu v bateriových článcích, udržují normální provoz systému a zabraňují poruchám, jako jsou zkraty.

Teorie tvorby tepla z baterie

Je optimalizován výkon tepelného managementu pro automobilové baterie využívající kompozitní tepelně vodivý Silica Gel Plate (CSGP) spojený s chlazením vzduchem.

Předchozí část poskytla úvod do BTM a baterií používaných pro nová energetická vozidla. Stejně jako u každé baterie se její teplota může zvýšit během nabíjení/vybíjení nebo vystavení slunečnímu záření. Životnost baterie a bezpečnost mohou být ohroženy, když teplota překročí optimální rozsah provozních teplot, což může vést k tepelnému úniku. Nedodržení přesné kontroly tohoto rozsahu vytváří bezpečnostní rizika. Protože nabíjení a vybíjení vytváří značnou produkci tepla, vynikající tepelná vodivost, rozptyl tepla a výkon CSGP se využívá k jeho odstranění pomocí technologie chlazení vzduchem. Zde použijeme CSGP v kombinaci se vzduchovým chlazením jako strategii tepelného managementu pro automobilové baterie.

V rámci experimentu je také důležité mít na paměti tepelný odpor mezi CSGP a tělem baterie. Tepelný odpor hraje nedílnou roli ve vedení tepla, které ovlivňuje rozložení teploty v bateriových modulech a také odvod tepla. CSGP je vynikající tepelný vodič, ale mezi ním a bateriovými moduly zůstává určitý tepelný odpor, což může ovlivnit výsledky experimentu. Tato studie se zaměřila na zkoumání toho, jak dobře si CSGP vedl pro odvod tepla v bateriových modulech. Tento experiment plně neprozkoumal žádný tepelný odpor mezi bateriovými moduly a CSGP, protože cílem je změřit jeho potenciál v rozptylu tepla a zlepšit regulaci teploty při vybíjení vysokou rychlostí.

Obrázek znázorňuje sestavu platformy použitou v experimentálních testech. 7. Samostatné bateriové moduly vybavené chladicími systémy jsou umístěny do inkubátoru. Tyto bateriové moduly musí během všech experimentů zůstat při teplotě přesně 40 °C, aby byly výsledky co nejlepší. Běžná prostředí pro testování baterií se pohybují mezi 0-40 degC. Pokud okolní teplota klesne mezi 0 a 40 degC, může to nepříznivě ovlivnit její výkon, výrazně snížit kapacitu vybíjení a ovlivnit celkový výkon baterie. Aby byla zajištěna přesnost, bateriové moduly budou inkubovány po dobu dvou hodin, aby se stabilizovala teplota, než budou nabity a vybity pomocí testovacího systému baterií. Termočlánky typu T mají jeden konec připojený k povrchu a druhý připojený k přístroji Agilent pro kontrolu teploty, což mu umožňuje zaznamenávat teploty modulu každé dvě sekundy. Ventilátory také zajišťují nucené proudění vzduchu přes kompozitní moduly CSGPFC (CSGPFC); Energii pro tuto funkci poskytují stejnosměrné napájecí zdroje. Aby byla zajištěna přesnost, je důležité posoudit vnitřní odpor každé baterie, stejně jako její křivku nabíjení-vybíjení, vybíjení a nabíjení každé baterie před prováděním experimentů s nimi. Náš bateriový modul používá články s těsně sladěnými odpory; zvláštní pozornost je třeba věnovat zajištění stejného stavu nabití jejich baterií.