Uudet energiaajoneuvot, joissa on lämpöä johtavaa piidioksidia ja akkuvirtaa.

Lämpöä johtavaa silikonigeeliä käytetään laajasti kehittyneenä komposiittimateriaalina, jolla on erinomainen lämmönjohtavuus uusissa energiaajoneuvoissa, ja se toimii sekä moottorin jäähdytysmateriaalina että tiivisteaineena. Erinomaisella lämmönjohtavuudella varustettu lämmönjohtava tiiviste toimitetaan yhtenä komponenttina. Katso kuva valmiista silikageelilämpöjohdinlevystä. 1. Lämpöä johtavaa piidioksidia voidaan luoda kondensaatioreaktioiden avulla ilmakehän kosteuden kanssa, jolloin syntyy pienimolekyylinen vapautuminen, silloittuminen, kovettuminen ja korkean suorituskyvyn elastomeerejä, joilla on erinomaiset fysikaaliset ja lämmönkestävyysominaisuudet. Lämpöä johtavalla piidioksidilla on myös erinomaiset korkean ja matalan lämpötilan kestävyysominaisuudet. Lämpöä johtava piidioksidi tarjoaa lukuisia etuja, kuten sähköeristyksen, ikääntymisen kestävyyden ja kemiallisen stabiilisuuden. Lisäksi lämpöä johtavalla piidioksidilla on vahva tarttuvuus sekä metallien että ei-metallisten kanssa paremman adheesion vuoksi - nämä ominaisuudet mahdollistavat lämpöä johtavan piidioksidin käytön useilla aloilla; Taulukko 117 sisältää kaikki asiaankuuluvat parametrit. Lämpöä johtavalla piidioksidilla on olennainen osa uusien energiaajoneuvojen toimintasäteen ja turvallisuuden parantamista.

 Näiden autojen akkujärjestelmiin kuuluvat tyypillisesti litiumrautaoksidi, litiummangaanidioksidi, kolmiosaiset akut ja polttokennot – lämpöä johtavalla piidioksidilla on olennainen osa. Ajoneuvon kestävyyteen voi vaikuttaa läsnä olevien solujen määrä; kun lisää paristoja lisätään, niiden etäisyys tulee lähemmäksi toisiaan; akkukennot tuottavat kuitenkin merkittävää lämpöä purkaus- tai latausjaksojen aikana. Onnettomuuksia, kuten tulipalo tai oikosulku akkukennoissa, voi syntyä, jos lämpöä ei voida hajauttaa tehokkaasti. Lämpöä johtava piidioksidi, elastinen materiaali, joka on suunniteltu täyttämään kennovälit nopeasti ja siirtämään lämpöä tehokkaasti joko jäähdytysalueen ulkopuolelle tai ulko-ovesta ulos. Järjestelmän turvallisuus varmistetaan tällä toimenpiteellä, samalla kun hyödynnetään enemmän akkuja hyötyjen maksimoimiseksi ja niiden kestävyyden lisäämiseksi uusissa energiaajoneuvoissa. Lämpöä johtava piidioksidi toimii lämmönsiirtosiltana erilaisissa jäähdytysmenetelmissä. Lämmönpoistovyöhykkeillä on keskeinen rooli tehokkaassa lämmönsiirrossa kennoista lämmönpoistovyöhykkeisiin, ja niiden eristysominaisuudet suojaavat akkukennoissa liiallisesta virrankulutuksesta aiheutuvilta korkeilta jännitteiltä, ​​ylläpitävät järjestelmän normaalia toimintaa ja välttävät vikoja, kuten oikosulkuja.

Akun lämmöntuotannon teoria

Ajoneuvojen akkujen lämmönhallinnan suorituskyky, jossa käytetään komposiittia lämpöä johtavaa silikageelilevyä (CSGP) yhdistettynä ilmajäähdytykseen, on optimoitu.

Edellisessä osassa esiteltiin uusissa energiaajoneuvoissa käytettyjä BTM:itä ja akkuja. Kuten minkä tahansa akun, sen lämpötila voi nousta latauksen/purkauksen tai auringonvalolle altistumisen aikana. Akun käyttöikä ja turvallisuus voivat vaarantua, kun lämpötila ylittää optimaalisen käyttölämpötila-alueensa, mikä voi johtaa lämmön karkaamiseen. Jos tätä aluetta ei hallita tarkasti, syntyy turvallisuusriskejä. Koska lataaminen ja purkaminen tuottavat huomattavaa lämmöntuotantoa, CSGP:n ylivoimaista lämmönjohtavuutta, lämmönpoistoa ja suorituskykyä hyödynnetään sen poistamiseksi ilmajäähdytystekniikan avulla. Tässä käytämme CSGP:tä yhdistettynä ilmajäähdytykseen autojen akkujen lämmönhallintastrategiana.

Osana kokeilua on myös tärkeää pitää mielessä CSGP:n ja akun rungon välinen lämpövastus. Lämmönvastus on olennainen osa lämmönjohtavuutta, joka vaikuttaa lämpötilan jakautumiseen akkumoduuleissa sekä lämmön haihtumiseen. CSGP on erinomainen lämmönjohdin, mutta sen ja akkumoduulien välillä on jonkin verran lämpövastusta, mikä voi vaikuttaa koetuloksiin. Tässä tutkimuksessa keskityttiin tutkimaan, kuinka hyvin CSGP onnistui lämmönpoistossa akkumoduuleissa. Tässä kokeessa ei täysin tutkittu lämpöresistanssia akkumoduulien ja CSGP:n välillä, koska tavoitteena on mitata sen potentiaalia lämmön haihtumisessa ja tehostaa lämpötilan säätöä, kun purkautuminen tapahtuu suurilla nopeuksilla.

Kuvassa on kokeellisissa testeissä käytetty alustakokoonpano. 7. Erilliset jäähdytysjärjestelmillä varustetut akkumoduulit sijoitetaan inkubaattoriin. Näiden akkumoduulien on pysyttävä täsmälleen 40 asteessa kaikkien kokeiden ajan parhaan tuloksen saavuttamiseksi. Yleiset akun testausympäristöt vaihtelevat välillä 0-40 astetta. Jos ympäristön lämpötila laskee 0 ja 40 asteen välille, sen suorituskyky voi heikentyä, mikä vähentää merkittävästi purkauskapasiteettia ja vaikuttaa akun yleiseen suorituskykyyn. Tarkkuuden varmistamiseksi akkumoduuleja inkuboidaan kaksi tuntia lämpötilan vakauttamiseksi, ennen kuin ne ladataan ja puretaan akun testausjärjestelmän avulla. T-tyypin termoparien toinen pää on kiinnitetty pintaan ja toinen Agilent-instrumenttiin lämpötilan tarkastusta varten, jolloin se voi tallentaa moduulien lämpötilat kahden sekunnin välein. Tuulettimet tarjoavat myös pakotetun ilmavirran komposiittisten lämmönjohtavien piigeelilevyjen pakkojäähdytysmoduulien (CSGPFC) yli; tasavirtavirtalähteet tarjoavat energiaa tähän toimintoon. Tarkkuuden varmistamiseksi on tärkeää arvioida kunkin akun sisäinen vastus sekä sen lataus-purkauskäyrä, purkaa ja ladata jokainen akku ennen kokeiden suorittamista niillä. Akkumoduulissamme käytetään kennoja, joiden vastukset ovat tiukasti yhteensopivat; on kiinnitettävä erityistä huomiota sen varmistamiseen, että niiden kaikkien akkujen lataustaso on yhtä suuri.