Silikoonvahu kasutamine uue energiaga sõidukite akudes

Silikoonvahtmaterjal (tuntud ka kui silikoonvaht/vahustatud silikoon) on poorne, madala tihedusega ja kokkusurutav polümeerist elastomeer, mis on valmistatud sellistest toorainetest nagu silikoonkummist toorkumm, täiteained, vulkaniseerimise kiirendajad ja vahu tekitavad ained. Pärast ühtlast segamist toodetakse seda spetsiaalse protsessiga kõrge rõhu ja kõrge temperatuuri all. Silikoonkummi kõrge elastsus ning vahtmaterjalide heliisolatsiooni- ja lööke neeldumisomadused on sellel laialdaselt kasutusel igapäevaelus, toimides sageli vibratsiooni summutavate padjanditena, tihenditena, helisummutavate materjalidena, isolatsioonikihi materjalidena ja soojusisolatsioonimaterjalina lennundustööstuses. Rakkude struktuuri järgi liigitatakse orgaanilised silikoonvahud suletud elemendiga, avatud rakuga ja segatüüpi.

Suletud rakuga vahustatud orgaaniline silikoonvahtmaterjal omab suurepäraseid lööke neeldumise, puhverdamise, heliisolatsiooni, soojusisolatsiooni ning leegiaeglustuse ja plahvatuskindlaid omadusi. Autotööstuses kasutatakse seda peamiselt sõidukite kliimaseadmete soojusisolatsioonivahttorude jaoks, sõidukite löökide summutamiseks ja vahustatud silikoontihendi seibide jaoks uute energiasõidukite akude jaoks. Praegu on paljud autode sisustusmaterjalid, nagu põrandad, laed, roolirattad ja autoistmed, polüuretaanvahtmaterjalid. Ühest küljest on vahtpolüuretaanmaterjalide tehnoloogia suhteliselt küps ja nende jõudlus vastab kasutusstandarditele; seevastu vahtpolüuretaanmaterjalide hind on suhteliselt madal. Vahtpolüuretaanmaterjalid on aga halva ilmastikukindlusega, tuleohtlikud ning põlemisel eralduvad suures koguses inimorganismile kahjulikke mürgiseid gaase. Seetõttu eeldatakse, et orgaaniliste silikoonvahtmaterjalide propageerimise ja inimeste arusaamise paranemisega tulevikus asendavad orgaanilised silikoonvahtmaterjalid traditsioonilisi vahtpolüuretaanmaterjale.

Soojust isoleeriv silikoon on omamoodi silikoon, mis on valmistatud sellistest toorainetest nagu leelisevaba ülipeen klaasvill, toatemperatuuril vulkaniseeritud silikoonkummi, suitsutatud ränidioksiid, raudoksiid ja hüdroksüülsilikoonõli.

Silikoonist soojusisolatsiooni puhverraami tootel on puhverdus- ja soojusisolatsioonifunktsioonid ning seda saab rakendada liitiumakude soojuskaitseväljale uutes energiasõidukites.

Silikoonvahu omadused:

Silikoonvahu tihedus.

Silikoonvahtmaatriksi tihedus on 1,17 g/cm³. Kuid vahutamistöötlemise kaudu võib praegu valmistatud orgaaniliste silikoonvahtmaterjalide tihedus küpsetes protsessides olla nii madal kui 0,16–0,20 g/cm³, mida saab kasutada selliste komponentide jaoks nagu autoistmed ja peatoed; samas kui tavapäraseid silikoonkummist vahtmaterjale (tihedusega 0,45 g/cm³) kasutatakse laialdaselt tihendus- ja lööke summutavate osade tühimike täitmiseks.

Silikoonvahu leegiaeglustav jõudlus.

Teaduslike eksperimentaalsete uuringute andmetel on lisatud leegiaeglustitega silikoonvahul suurepärane leegiaeglustav toime ja leegiaeglusti klass võib ulatuda UL94-V0-ni. Elektrisõidukitele rakendatuna võib see tõhusalt vähendada põlemisest põhjustatud probleeme.

Silikoonvahu elektriisolatsiooniomadused.

Füüsikaliste täiteainete koguse suurenemisega kipuvad silikoonkummi mahutakistus ja pinnatakistus vähenema ning üldiselt kipuvad suurenema dielektriline konstant ja dielektriline kadudegur. On näha, et füüsiliste täiteainete lisamine kahjustab teatud määral silikoonkummi elektriisolatsioonivõimet.

Silikoonvahu kasutamine elektrisõidukite tööstuses:

Akuelement on puhaste elektrisõidukite toiteallikas. Akuelementide võimalikud ohud ohustavad tõsiselt kogu sõiduki ohutust. Kui akuelement töötab, tekitab see teatud koguse soojust. Erinevatel temperatuuridel võib see tekitada teatud soojuspaisumise ja kokkutõmbumise efekti, mille tulemuseks on akuelemendi paisumine. Pikaajaline mahtuvuslik hõõrdumine akuelementide vahel põhjustab tõenäoliselt akuelementide kahjustusi ja aku rikke ning rasketel juhtudel isegi kontrolli alt väljumiseni. Lisaks ulatub aku väljundpinge üle 200 V ning aku korpus peab olema tihendatud ja veekindel, et vältida vee sissepääsu ja lühiseid. Aku korpuse veekindluse tase peab saavutama IP67.

Silikoonvahul on kõrged kokkusurumis-taastumisomadused, mis hoiab ära deformatsiooni, mis on põhjustatud akuelementide soojuspaisumisest ja kokkutõmbumisest laadimis- ja tühjendusprotsessi ajal. Sellel on suurepärane vastupidavus, madal kokkusurutavus, löögisummutus ja leegiaeglustus (UL 94 V0 klass). Samal ajal on silikoonil ka hea veekindel jõudlus ja järgmised omadused, seetõttu kasutatakse seda laialdaselt uute energiaakude elementide puhversoojuseisolatsioonis ja raami tihendamiseks.

Erinevatel temperatuuridel on silikoonvahu jõudlus stabiilne ja toote tihendusrõngaste jõudlus on stabiilne.

Suurepärane veekindel tihendus, tagades vee sissepääsu, kui toodet kasutatakse õues.

Madal pikaajaline survekadu, millel on teatav võime taluda survedeformatsiooni.

Suurepärane leegiaeglustav jõudlus, vältides tõhusalt aku töötamise ajal termilisest efektist põhjustatud riske.

Paksust ja kõvadust saab kujundada vastavalt erinevatele standarditele. Tihendusrõngas peab korpusega hästi sobima ja olema madala pingega, vältides tõhusalt tihendusrõnga paindumist ja punnitamist.

Soojust juhtivate silikoonlehtede kasutamise tööpõhimõte uutes energiasõidukite liitiumakudes: kuna akupaki temperatuuride erinevust ei reguleerita 5 °C piires, tuleb soojust juhtiv silikoonleht kinnitada nii aku üla- kui ka alaossa. Seejärel suunab soojust juhtiv silikoonleht temperatuuri välisele alumiiniumkestale, kontrollides kogu aku mooduli temperatuurierinevust 5°C piires, täites aku konstruktsiooninõudeid, pikendades seega aku kasutusiga ja muutes jõudluse sõidu ajal stabiilsemaks.

Hea elektriisolatsiooni ja soojusjuhtivusega soojusjuhtivate silikoonlehtede täitmine akude vahel ning akude ja torude vahel võib täita järgmisi rolle:

Aku ja soojuseraldustoru vahelise kontaktivormi muutmine liinikontaktist pinnakontakti;

Aitab tõsta temperatuuri üksikute patareide vahel;

Aidates suurendada akuploki üldist soojusmahtuvust, vähendades seeläbi üldist keskmist temperatuuri.