Uued energiasõidukid, mis sisaldavad soojust juhtivat ränidioksiidi ja akut.

Soojust juhtivat silikoongeeli kasutatakse uutes energiasõidukites laialdaselt täiustatud komposiitmaterjalina, millel on suurepärane soojusjuhtivus ning mis toimib nii mootori jahutusmaterjalina kui ka hermeetikuna. Suurepärase soojusjuhtivusega soojusjuhtiv hermeetik on saadaval ühe komponendina. Vt joonist silikageelist valmistatud soojusjuhi lehe jaoks. 1. Soojust juhtivat ränidioksiidi saab luua kondensatsioonireaktsioonide kaudu atmosfääris oleva niiskusega, tekitades madala molekulmassi vabanemise, ristsidumise, kõvenemise ja suure jõudlusega elastomeerid, millel on suurepärased füüsikalised ja soojustakistusomadused. Soojust juhtival ränidioksiidil on ka suurepärased kõrge ja madala temperatuuri vastupidavusomadused. Soojust juhtiv ränidioksiid pakub mitmeid eeliseid, sealhulgas elektriisolatsiooni, vananemiskindlust ja keemilist stabiilsust. Lisaks on soojusjuhtival ränidioksiidil tugev haardumine nii metallide kui ka mittemetallidega, mis tagab parema nakkuvuse – need omadused võimaldavad soojusjuhtivat ränidioksiidi kasutada paljudes valdkondades; tabel 117 sisaldab kõiki asjakohaseid parameetreid. Soojust juhtival ränidioksiidil on oluline osa uute energiasõidukite sõiduulatuse ja ohutuse parandamisel.

 Nende autode akusüsteemide hulka kuuluvad tavaliselt liitiumraudoksiid, liitiummangaandioksiid, kolmekomponentsed akud ja kütuseelemendid – soojusjuhtiv ränidioksiid mängib olulist rolli. Sõiduki vastupidavust võib mõjutada olemasolevate rakkude arv; mida rohkem patareisid lisatakse, muutub nende vahekaugus üksteisest lähedasemaks; akuelemendid toodavad aga tühjenemis- või laadimistsüklite ajal märkimisväärset soojust. Kui soojust ei saa tõhusalt hajutada, võivad tekkida õnnetused, näiteks tulekahjud või lühised akuelementides. Soojust juhtiv ränidioksiid, elastne materjal, mis on loodud rakkude vahede kiireks täitmiseks ja soojuse tõhusaks ülekandmiseks kas välisjahutusalasse või välisuksest välja. Selle meetmega tagatakse süsteemi ohutus, kasutades ära rohkem akusid, et maksimeerida kasu ja pikendada nende vastupidavust uutel energiasõidukitel. Soojust juhtiv ränidioksiid toimib erinevate jahutusmeetodite puhul soojusülekandesillana. Soojuse hajumise tsoonid mängivad keskset rolli tõhusal soojusülekandel rakkudest soojuse hajumistsoonidesse. Nende isolatsiooniomadused pakuvad kaitset akuelementide liigsest voolutarbimisest põhjustatud kõrgepinge eest, säilitavad süsteemi normaalse töö ja väldivad rikkeid, nagu lühised.

Aku soojuse tekitamise teooria

Soojusjuhtimise jõudlus sõidukiakude jaoks, mis kasutavad komposiitsoojust juhtivat silikageeliplaati (CSGP) koos õhkjahutusega, on optimeeritud.

Eelmises jaotises tutvustati uute energiasõidukite jaoks kasutatavaid BTM-e ja akusid. Nagu iga aku puhul, võib selle temperatuur laadimise/tühjenemise või päikesevalguse käes viibimise ajal tõusta. Aku eluiga ja ohutus võivad ohtu sattuda, kui temperatuur ületab optimaalse töötemperatuuri vahemiku, mis võib viia termilise vooluni. Kui seda vahemikku täpselt ei kontrollita, tekib oht turvalisusele. Kuna laadimine ja tühjendamine toovad kaasa märkimisväärse soojuse tootmise, kasutatakse CSGP suurepärast soojusjuhtivust, soojuse hajumist ja jõudlust selle eemaldamiseks õhkjahutustehnoloogia abil. Siin kasutame autoakude soojusjuhtimise strateegiana CSGP-d koos õhkjahutusega.

Katse osana on oluline meeles pidada ka CSGP ja aku korpuse vahelist soojustakistust. Soojustakistus mängib soojusjuhtivuse lahutamatut osa, mis mõjutab temperatuuri jaotust akumoodulites ja soojuse hajumist. CSGP on suurepärane soojusjuht, kuid selle ja akumoodulite vahel jääb teatud soojustakistus, mis võib mõjutada katsetulemusi. See uuring keskendus sellele, et uurida, kui hästi toimis CSGP soojuse hajutamisel akumoodulites. Selles katses ei uuritud täielikult akumoodulite ja CSGP vahelist soojustakistust, kuna eesmärk on hinnata selle potentsiaali soojuse hajumisel ja tõhustada temperatuuri reguleerimist suurel tühjenemisel.

Joonisel on kujutatud eksperimentaalsetes katsetes kasutatud platvormikomplekt. 7. Eraldi jahutussüsteemidega varustatud akumoodulid asetatakse inkubaatorisse. Parimate tulemuste saavutamiseks peavad need akumoodulid kõigi katsete ajal jääma täpselt 40 kraadi juurde. Tavalised aku testimiskeskkonnad jäävad vahemikku 0–40 kraadi. Kui ümbritseva õhu temperatuur langeb vahemikku 0–40 °C, võib selle jõudlus negatiivselt mõjutada, vähendades oluliselt tühjenemisvõimsust ja mõjutades aku üldist jõudlust. Täpsuse tagamiseks inkubeeritakse akumooduleid temperatuuri stabiliseerimiseks kaks tundi enne laadimist ja tühjendamist aku testimissüsteemi kaudu. T-tüüpi termopaaridel on üks ots kinnitatud pinna külge ja teine ​​Agilenti instrumendi külge temperatuuri kontrollimiseks, mis võimaldab salvestada mooduli temperatuure iga kahe sekundi järel. Ventilaatorid tagavad ka sunnitud õhuvoolu üle komposiitsoojuse juhtiva ränigeeliplaadi sundjahutuse (CSGPFC) moodulite; alalisvoolu toiteallikad annavad selle funktsiooni jaoks energiat. Täpsuse tagamiseks on ülioluline hinnata iga aku sisetakistust ja laadimis-tühjenemise kõverat, tühjendada ja laadida iga aku enne nendega katsetamist. Meie akumoodul kasutab täpselt sobiva takistusega elemente; erilist tähelepanu tuleb pöörata sellele, et nende akud oleksid võrdselt laetud.