Veicoli di nuova energia dotati di silice termicamente conduttiva e alimentazione a batteria.

Il gel di silicone termicamente conduttivo è ampiamente utilizzato come materiale composito avanzato con eccezionale conduttività termica nei veicoli a nuova energia, fungendo sia da materiale di raffreddamento del motore che da sigillante. Il sigillante termoconduttivo con eccellente conduttività termica si presenta come un unico componente. Vedere la figura per il foglio finito del conduttore termico in gel di silice. 1. La silice termicamente conduttiva può essere creata attraverso reazioni di condensazione con l'umidità presente nell'atmosfera, producendo rilasci a basso peso molecolare, reticolazione, indurimento ed elastomeri ad alte prestazioni con eccellenti proprietà di resistenza fisica e termica. La silice termoconduttiva ha anche eccellenti proprietà di resistenza alle alte e basse temperature. La silice termicamente conduttiva offre numerosi vantaggi tra cui isolamento elettrico, resistenza all'invecchiamento e stabilità chimica. Inoltre, la silice termoconduttiva ha una forte adesione sia con i metalli che con i non metallici per una migliore adesione: queste qualità consentono alla silice termoconduttiva di avere applicazioni in numerosi campi; la tabella 117 contiene tutti i parametri rilevanti. La silice termicamente conduttiva svolge un ruolo fondamentale nel miglioramento dell’autonomia e della sicurezza dei veicoli a nuova energia.

 I sistemi di batterie in queste auto includono tipicamente litio ossido di ferro, litio biossido di manganese, batterie ternarie e celle a combustibile, con la silice termoconduttiva che gioca un ruolo essenziale. La resistenza del veicolo può essere influenzata dal numero di celle presenti; man mano che vengono aggiunte più batterie, la loro distanza si avvicina; tuttavia, le celle della batteria producono un calore significativo durante i cicli di scarica o ricarica. Possono verificarsi incidenti come incendi o cortocircuiti nelle celle della batteria quando il calore non può essere dissipato in modo efficace. Silice termoconduttiva, un materiale elastico progettato per riempire rapidamente gli spazi vuoti tra le celle e trasferire il calore in modo efficiente verso un'area di raffreddamento esterna o fuori dalla porta d'ingresso. La sicurezza del sistema è garantita attraverso questa misura, sfruttando al tempo stesso il vantaggio di avere più batterie per massimizzare i benefici ed estendere la loro durata sui veicoli a nuova energia. La silice termicamente conduttiva funge da ponte di trasferimento del calore quando si tratta di vari metodi di raffreddamento. Le zone di dissipazione del calore svolgono un ruolo fondamentale nel trasferimento efficiente del calore dalle celle alle zone di dissipazione del calore, con proprietà di isolamento che forniscono protezione dalle alte tensioni causate dall'eccessivo consumo di corrente nelle celle della batteria, mantenendo il normale funzionamento del sistema ed evitando guasti come i cortocircuiti.

La teoria della generazione di calore della batteria

Le prestazioni di gestione termica delle batterie dei veicoli che utilizzano piastre composite di gel di silice termicamente conduttive (CSGP) abbinate al raffreddamento ad aria sono ottimizzate.

La sezione precedente ha fornito un'introduzione ai BTM e alle batterie utilizzate per i veicoli a nuova energia. Come con qualsiasi batteria, la sua temperatura può aumentare durante la carica/scarica o l'esposizione alla luce solare. La durata e la sicurezza della batteria possono essere compromesse quando la temperatura supera l'intervallo di temperatura operativa ottimale, portando potenzialmente a una fuga termica. Il mancato controllo accurato di questo intervallo crea rischi per la sicurezza. Poiché la carica e la scarica creano una notevole produzione di calore, la conduttività termica, la dissipazione del calore e le prestazioni superiori di CSGP vengono utilizzate per rimuoverlo tramite la tecnologia di raffreddamento ad aria. Qui utilizzeremo il CSGP combinato con il raffreddamento ad aria come strategia di gestione termica per le batterie per autoveicoli.

Nell'ambito di un esperimento è inoltre fondamentale tenere presente la resistenza termica tra il CSGP e il corpo della batteria. La resistenza termica gioca un ruolo fondamentale nella conduzione del calore che influisce sulla distribuzione della temperatura all'interno dei moduli batteria e sulla dissipazione del calore. Il CSGP è un eccellente conduttore termico, ma rimane una certa resistenza termica tra esso e i moduli batteria, che può influenzare i risultati sperimentali. Questo studio si è concentrato sull'esplorazione delle prestazioni del CSGP per la dissipazione del calore all'interno dei moduli batteria. Questo esperimento non ha esplorato completamente la resistenza termica tra i moduli batteria e il CSGP, poiché l'obiettivo è valutarne il potenziale nella dissipazione del calore e migliorare la regolazione della temperatura durante la scarica a velocità elevate.

La figura mostra l'assemblaggio della piattaforma utilizzata nei test sperimentali. 7. I moduli batteria separati dotati di sistemi di raffreddamento vengono posizionati in un'incubatrice. Questi moduli batteria devono rimanere esattamente a 40 gradi C durante tutti gli esperimenti per ottenere i migliori risultati. Gli ambienti comuni per i test delle batterie variano tra 0 e 40 gradi C. Se la temperatura ambiente scende tra 0 e 40 gradi C, le prestazioni potrebbero essere influenzate negativamente, diminuendo significativamente la capacità di scarica e incidendo sulle prestazioni complessive della batteria. Per garantire la precisione, i moduli batteria verranno incubati per due ore per stabilizzare la temperatura prima di essere caricati e scaricati tramite un sistema di test della batteria. Le termocoppie di tipo T hanno un'estremità collegata a una superficie e l'altra collegata a uno strumento Agilent per l'ispezione della temperatura, consentendogli di registrare le temperature del modulo ogni due secondi. Le ventole forniscono inoltre un flusso d'aria forzato sui moduli compositi di raffreddamento forzato con piastra in gel di silicio termicamente conduttivo (CSGPFC); gli alimentatori in corrente continua forniscono energia per questa funzione. Per garantire la precisione, è fondamentale valutare la resistenza interna di ciascuna batteria nonché la sua curva di carica-scarica, scaricare e caricare ciascuna batteria prima di condurre esperimenti con essa. Il nostro modulo batteria utilizza celle con resistenze strettamente abbinate; è necessario prestare particolare attenzione nel garantire che le batterie abbiano tutte lo stesso stato di carica.