Νέα ενεργειακά οχήματα που διαθέτουν θερμικά αγώγιμο πυριτικό και μπαταρία.

Το θερμικά αγώγιμο πήκτωμα πυριτίου χρησιμοποιείται ευρέως ως προηγμένο σύνθετο υλικό με εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα σε νέα ενεργειακά οχήματα, που χρησιμεύει τόσο ως υλικό ψύξης κινητήρα όσο και ως σφραγιστικό. Το θερμικό αγώγιμο σφραγιστικό με εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα έρχεται ως ένα μόνο συστατικό. Δείτε το σχήμα για το τελικό φύλλο του θερμικού αγωγού πυριτικής πηκτής. 1. Το θερμικά αγώγιμο διοξείδιο του πυριτίου μπορεί να δημιουργηθεί μέσω αντιδράσεων συμπύκνωσης με υγρασία που υπάρχει στην ατμόσφαιρα, παράγοντας χαμηλής μοριακής απελευθέρωσης, διασταύρωση, θεραπεία και ελαστομερή υψηλής απόδοσης με εξαιρετικές ιδιότητες φυσικής και θερμικής αντίστασης. Η θερμική αγώγιμη πυριτική έχει επίσης εξαιρετικές ιδιότητες αντοχής υψηλής και χαμηλής θερμοκρασίας. Η θερμικά αγώγιμη πυριτική προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα, όπως η ηλεκτρική μόνωση, η αντίσταση γήρανσης και η χημική σταθερότητα. Επιπλέον, η θερμική αγώγιμη πυριτική έχει ισχυρή προσκόλληση με μέταλλα και μη μεταλλικά για καλύτερη προσκόλληση - αυτές οι ιδιότητες επιτρέπουν στη θερμική διεξαγωγή πυριτίου να έχει εφαρμογές σε πολυάριθμα πεδία. Ο Πίνακας 117 περιέχει όλες τις σχετικές παραμέτρους. Η θερμική διεξαγωγή πυριτίου διαδραματίζει αναπόσπαστο μέρος στη βελτίωση της εμβέλειας και της ασφάλειας για τα νέα ενεργειακά οχήματα.

 Τα συστήματα μπαταριών σε αυτά τα αυτοκίνητα περιλαμβάνουν συνήθως οξείδιο του σιδήρου λιθίου, διοξείδιο του μαγγανίου λιθίου, τριμερές μπαταρίες και κυψέλες καυσίμου - με θερμικό αγώγιμο πυρίτιο που διαδραματίζουν ουσιαστικό ρόλο. Η αντοχή του οχήματος μπορεί να επηρεαστεί από τον αριθμό των παρόντων κυττάρων. Καθώς προστίθενται περισσότερες μπαταρίες, η απόσταση τους γίνεται πιο κοντά. Ωστόσο, τα κύτταρα της μπαταρίας παράγουν σημαντική θερμότητα κατά τη διάρκεια των κύκλων εκκένωσης ή φόρτισης. Μπορεί να προκύψουν ατυχήματα όπως πυρκαγιές ή βραχυκύκλωμα στα κύτταρα μπαταρίας όταν η θερμότητα δεν μπορεί να διαλυθεί αποτελεσματικά. Θερμικό αγώγιμο πυριτικό, ένα ελαστικό υλικό που έχει σχεδιαστεί για να γεμίζει τα κενά των κυττάρων γρήγορα και να μεταφέρει τη θερμότητα του αποτελεσματικά είτε προς μια εξωτερική περιοχή ψύξης είτε έξω από την μπροστινή πόρτα. Η ασφάλεια του συστήματος εξασφαλίζεται μέσω αυτού του μέτρου, εκμεταλλευόμενοι ενώ έχουν περισσότερες μπαταρίες για να μεγιστοποιήσουν τα οφέλη και να επεκτείνουν την αντοχή τους σε νέα ενεργειακά οχήματα. Η θερμική διεξαγωγή πυριτίου λειτουργεί ως γέφυρα μεταφοράς θερμότητας όταν πρόκειται για διάφορες μεθόδους ψύξης. Οι ζώνες διάχυσης θερμότητας διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο στην αποτελεσματική μεταφορά θερμότητας από κύτταρα σε ζώνες διάχυσης θερμότητας, με ιδιότητες μόνωσης που παρέχουν προστασία από υψηλές τάσεις που προκαλούνται από υπερβολική κατανάλωση ρεύματος σε κύτταρα μπαταρίας, διατήρηση της κανονικής λειτουργίας του συστήματος και αποφεύγοντας σφάλματα όπως βραχυκύκλωμα.

Η θεωρία της παραγωγής θερμότητας της μπαταρίας

Η απόδοση θερμικής διαχείρισης για μπαταρίες οχημάτων που χρησιμοποιούν σύνθετα θερμικά αγώγιμο πλάκα πυριτίας (CSGP) σε συνδυασμό με ψύξη αέρα είναι βελτιστοποιημένη.

Η προηγούμενη ενότητα παρείχε μια εισαγωγή σε BTM και μπαταρίες που χρησιμοποιήθηκαν για νέα ενεργειακά οχήματα. Όπως συμβαίνει με οποιαδήποτε μπαταρία, η θερμοκρασία της μπορεί να αυξηθεί κατά τη φόρτιση/εκφόρτιση ή έκθεση στο φως του ήλιου. Η διάρκεια ζωής της μπαταρίας και η ασφάλεια μπορούν να διακυβευτούν όταν η θερμοκρασία υπερβαίνει το βέλτιστο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας, ενδεχομένως να οδηγεί σε θερμική διαφυγή. Η αποτυχία του ελέγχου αυτού του εύρους δημιουργεί με ακρίβεια τους κινδύνους για την ασφάλεια. Καθώς η φόρτιση και η εκφόρτιση δημιουργούν σημαντική παραγωγή θερμότητας, η ανώτερη θερμική αγωγιμότητα της CSGP, η διάχυση της θερμότητας και η απόδοση χρησιμοποιούνται για να την απομακρύνουν μέσω της τεχνολογίας ψύξης αέρα. Εδώ θα χρησιμοποιήσουμε το CSGP σε συνδυασμό με την ψύξη αέρα ως στρατηγική θερμικής διαχείρισης για μπαταρίες αυτοκινήτων.

Ως μέρος ενός πειράματος, είναι επίσης ζωτικής σημασίας να θυμάστε τη θερμική αντίσταση μεταξύ του CSGP και του σώματος της μπαταρίας. Η θερμική αντίσταση διαδραματίζει αναπόσπαστο τμήμα στην αγωγιμότητα θερμότητας που επηρεάζει την κατανομή της θερμοκρασίας εντός των μονάδων της μπαταρίας καθώς και τη διάχυση της θερμότητας. Το CSGP είναι ένας εξαιρετικός θερμικός αγωγός, αλλά παραμένει κάποια θερμική αντίσταση μεταξύ των μονάδων πληροφορικής και της μπαταρίας, οι οποίες μπορεί να επηρεάσουν τα πειραματικά αποτελέσματα. Αυτή η μελέτη επικεντρώθηκε στην εξερεύνηση του πόσο καλά εκτελέστηκε το CSGP για τη διάχυση της θερμότητας εντός των μονάδων μπαταρίας. Αυτό το πείραμα δεν διερεύνησε πλήρως καμία θερμική αντίσταση μεταξύ των μονάδων μπαταρίας και του CSGP, καθώς ο στόχος είναι να μετρήσει τις δυνατότητές του στη διάχυση της θερμότητας και να ενισχύσει τη ρύθμιση της θερμοκρασίας κατά την εκφόρτιση με υψηλά ποσοστά.

Το σχήμα απεικονίζει τη συναρμολόγηση της πλατφόρμας που χρησιμοποιείται σε πειραματικές δοκιμές. 7. Οι ξεχωριστές μονάδες μπαταρίας που είναι εξοπλισμένες με συστήματα ψύξης τοποθετούνται σε εκκολαπτήριο. Αυτές οι μονάδες μπαταρίας πρέπει να παραμείνουν ακριβώς σε 40 degc κατά τη διάρκεια όλων των πειραμάτων τους για καλύτερα αποτελέσματα. Τα κοινά περιβάλλοντα δοκιμών μπαταριών κυμαίνονται μεταξύ 0-40 degc. Εάν η θερμοκρασία περιβάλλοντος πέσει μεταξύ 0 και 40 degc, η απόδοσή του θα μπορούσε να επηρεαστεί δυσμενώς, μειώνοντας σημαντικά τη χωρητικότητα εκφόρτισης και την επίδραση στη συνολική απόδοση της μπαταρίας. Για να εξασφαλιστεί η ακρίβεια, οι μονάδες μπαταριών θα επωαστούν για δύο ώρες για να σταθεροποιηθούν η θερμοκρασία πριν από τη φόρτιση και την εκφόρτωση μέσω ενός συστήματος δοκιμών μπαταρίας. Τα θερμοστοιχεία τύπου Τ έχουν ένα άκρο που συνδέεται με μια επιφάνεια και ένα προσαρτημένο σε ένα όργανο Agilent για επιθεώρηση θερμοκρασίας, επιτρέποντάς του να καταγράφει θερμοκρασίες μονάδων κάθε δύο δευτερόλεπτα. Οι ανεμιστήρες παρέχουν επίσης δομοστοιχεία αναγκαστικής αέρα πάνω από σύνθετα θερμικά αγώγιμα πηκτώματα πυριτίου πηκτώματος (CSGPFC) μονάδες. Τα άμεσα τρέχοντα τροφοδοτικά παρέχουν ενέργεια για αυτή τη λειτουργία. Για να εξασφαλιστεί η ακρίβεια, είναι ζωτικής σημασίας να εκτιμηθεί η εσωτερική αντίσταση κάθε μπαταρίας καθώς και η καμπύλη της εκφόρτισης φορτίου, η εκφόρτιση και η φόρτιση κάθε μπαταρίας πριν από τη διεξαγωγή πειραμάτων μαζί τους. Η μονάδα μπαταρίας μας χρησιμοποιεί κύτταρα με αντισταθμισμένες αντισταθμίσεις. Πρέπει να ληφθεί ιδιαίτερη προσοχή για να εξασφαλιστεί ότι οι μπαταρίες τους έχουν όλα ίση κατάσταση.