خودروهای انرژی جدید با سیلیس رسانای حرارتی و باتری.

ژل سیلیکون رسانای حرارتی به طور گسترده ای به عنوان یک ماده کامپوزیتی پیشرفته با هدایت حرارتی فوق العاده در وسایل نقلیه با انرژی جدید استفاده می شود که هم به عنوان ماده خنک کننده موتور و هم به عنوان درزگیر عمل می کند. درزگیر رسانای حرارتی با رسانایی حرارتی عالی به صورت تک جزء عرضه می شود. شکل را برای ورق تمام شده رسانای حرارتی سیلیکاژل ببینید. 1. سیلیس رسانای حرارتی را می توان از طریق واکنش های تراکم با رطوبت موجود در جو، ایجاد رهاسازی مولکولی کم، اتصال عرضی، پخت و الاستومرهای با کارایی بالا با خواص مقاومت فیزیکی و حرارتی عالی ایجاد کرد. سیلیس رسانای حرارتی همچنین دارای خواص عالی مقاومت در برابر دمای بالا و پایین است. سیلیس رسانای حرارتی دارای مزایای متعددی از جمله عایق الکتریکی، مقاومت در برابر پیری و پایداری شیمیایی است. علاوه بر این، سیلیس رسانای حرارتی دارای چسبندگی قوی با فلزات و غیرفلزات به طور یکسان برای چسبندگی بهتر است - این ویژگی ها به سیلیس رسانای حرارتی اجازه می دهد تا در زمینه های متعدد کاربرد داشته باشد. جدول 117 شامل تمام پارامترهای مربوطه است. سیلیس رسانای حرارتی نقش مهمی در بهبود برد و ایمنی خودروهای انرژی جدید دارد.

 سیستم‌های باتری در این خودروها معمولاً شامل اکسید آهن لیتیوم، دی‌اکسید لیتیوم منگنز، باتری‌های سه تایی و سلول‌های سوختی هستند - که سیلیس رسانای حرارتی نقش مهمی را ایفا می‌کند. استقامت وسیله نقلیه را می توان تحت تأثیر تعداد سلول های موجود قرار داد. با اضافه شدن باتری های بیشتر، فاصله آنها به هم نزدیک تر می شود. با این حال، سلول های باتری در طول چرخه تخلیه یا شارژ، گرمای قابل توجهی تولید می کنند. حوادثی مانند آتش‌سوزی یا اتصال کوتاه در سلول‌های باتری ممکن است زمانی رخ دهد که گرما به طور موثر دفع نشود. سیلیس رسانای حرارتی، ماده ای الاستیک که برای پر کردن سریع شکاف های سلولی طراحی شده و گرمای خود را به طور موثر به سمت یک منطقه خنک کننده بیرونی یا بیرون درب جلو منتقل می کند. ایمنی سیستم از طریق این اقدام تضمین می شود، در حالی که از داشتن باتری های بیشتر برای به حداکثر رساندن مزایا و افزایش استقامت آنها در وسایل نقلیه جدید انرژی استفاده می شود. سیلیس رسانای حرارتی به عنوان یک پل انتقال حرارت در روش های مختلف خنک کننده عمل می کند. مناطق اتلاف گرما نقش اساسی در انتقال حرارت کارآمد از سلول ها به مناطق اتلاف گرما ایفا می کنند، با ویژگی های عایق محافظت در برابر ولتاژهای بالا ناشی از مصرف بیش از حد جریان در سلول های باتری، حفظ عملکرد نرمال سیستم و جلوگیری از خطاهایی مانند اتصال کوتاه.

تئوری تولید گرمای باتری

عملکرد مدیریت حرارتی برای باتری های خودرو با استفاده از صفحه سیلیکا رسانای حرارتی مرکب (CSGP) همراه با خنک کننده هوا بهینه شده است.

بخش قبلی مقدمه ای بر BTM ها و باتری های مورد استفاده برای وسایل نقلیه با انرژی جدید ارائه کرد. مانند هر باتری دیگری، دمای آن می تواند در هنگام شارژ/دشارژ یا قرار گرفتن در معرض نور خورشید افزایش یابد. زمانی که دما از محدوده دمایی عملیاتی بهینه خود فراتر رود، طول عمر و ایمنی باتری می تواند به خطر بیفتد و به طور بالقوه منجر به فرار حرارتی شود. عدم کنترل دقیق این محدوده خطراتی را برای ایمنی ایجاد می کند. از آنجایی که شارژ و دشارژ تولید گرمای قابل توجهی را ایجاد می کند، هدایت حرارتی، اتلاف گرما و عملکرد عالی CSGP برای حذف آن از طریق فناوری خنک کننده هوا مورد استفاده قرار می گیرد. در اینجا ما از CSGP همراه با خنک کننده هوا به عنوان یک استراتژی مدیریت حرارتی برای باتری های خودرو استفاده خواهیم کرد.

به عنوان بخشی از یک آزمایش، حفظ مقاومت حرارتی بین CSGP و بدنه باتری نیز حیاتی است. مقاومت حرارتی نقش مهمی در هدایت گرما ایفا می کند که بر توزیع دما در ماژول های باتری و همچنین اتلاف گرما تأثیر می گذارد. CSGP یک رسانای حرارتی عالی است، اما مقداری مقاومت حرارتی بین آن و ماژول‌های باتری باقی می‌ماند که ممکن است بر نتایج تجربی تأثیر بگذارد. این مطالعه بر روی بررسی چگونگی عملکرد CSGP برای اتلاف گرما در ماژول‌های باتری متمرکز بود. این آزمایش به طور کامل هیچ مقاومت حرارتی بین ماژول‌های باتری و CSGP را بررسی نکرد، زیرا هدف اندازه‌گیری پتانسیل آن در اتلاف گرما و افزایش تنظیم دما هنگام تخلیه با نرخ‌های بالا است.

شکل مجموعه پلت فرم مورد استفاده در آزمایشات تجربی را نشان می دهد. 7. ماژول های باتری جداگانه مجهز به سیستم های خنک کننده در یک انکوباتور قرار می گیرند. این ماژول‌های باتری باید در تمام آزمایش‌های خود دقیقاً در دمای 40 درجه سانتی‌گراد باقی بمانند تا بهترین نتایج را داشته باشند. محیط های معمول تست باتری بین 0-40 درجه سانتیگراد است. اگر دمای محیط بین 0 تا 40 درجه سانتیگراد کاهش یابد، عملکرد آن می تواند تأثیر نامطلوبی داشته باشد و ظرفیت تخلیه به طور قابل توجهی کاهش یابد و بر عملکرد کلی باتری تأثیر بگذارد. برای اطمینان از دقت، ماژول های باتری به مدت دو ساعت انکوبه می شوند تا دما را قبل از شارژ و تخلیه از طریق سیستم تست باتری تثبیت کنند. ترموکوپل های نوع T دارای یک سر متصل به یک سطح و یک سر متصل به ابزار Agilent برای بازرسی دما هستند که به آن امکان می دهد دمای ماژول را هر دو ثانیه ثبت کند. فن‌ها همچنین جریان هوای اجباری را روی ماژول‌های خنک‌کننده اجباری صفحه سیلیکون رسانای حرارتی مرکب (CSGPFC) ارائه می‌کنند. منبع تغذیه جریان مستقیم انرژی را برای این عملکرد تامین می کند. برای اطمینان از دقت، ارزیابی مقاومت داخلی هر باتری و همچنین منحنی شارژ-دشارژ آن، تخلیه و شارژ هر باتری قبل از انجام آزمایش با آنها بسیار مهم است. ماژول باتری ما از سلول هایی با مقاومت های مشابه استفاده می کند. باید توجه بیشتری شود تا اطمینان حاصل شود که باتری‌های آنها از وضعیت شارژ برابر برخوردار هستند.