Nowe pojazdy energetyczne wyposażone w krzemionkę przewodzącą ciepło i zasilanie akumulatorowe.

Termoprzewodzący żel silikonowy jest szeroko stosowany jako zaawansowany materiał kompozytowy o doskonałej przewodności cieplnej w pojazdach nowych źródeł energii, służąc zarówno jako materiał chłodzący silnik, jak i uszczelniacz. Szczeliwo przewodzące ciepło o doskonałej przewodności cieplnej występuje jako pojedynczy składnik. Zobacz rysunek przedstawiający gotowy arkusz przewodnika termicznego z żelu krzemionkowego. 1. Krzemionka przewodząca ciepło może powstawać w wyniku reakcji kondensacji z wilgocią obecną w atmosferze, powodując uwalnianie substancji o niskiej masie cząsteczkowej, sieciowanie, utwardzanie i wysokowydajne elastomery o doskonałych właściwościach odporności fizycznej i termicznej. Krzemionka przewodząca ciepło ma również doskonałe właściwości odporności na wysokie i niskie temperatury. Krzemionka przewodząca ciepło oferuje wiele korzyści, w tym izolację elektryczną, odporność na starzenie i stabilność chemiczną. Co więcej, krzemionka przewodząca ciepło ma silną przyczepność zarówno do metali, jak i niemetali, co zapewnia lepszą przyczepność - dzięki tym właściwościom krzemionka przewodząca ciepło ma zastosowanie w wielu dziedzinach; tabela 117 zawiera wszystkie istotne parametry. Krzemionka przewodząca ciepło odgrywa integralną rolę w poprawie zasięgu i bezpieczeństwa nowych pojazdów energetycznych.

 Układy akumulatorów w tych samochodach zazwyczaj obejmują tlenek litu i żelaza, dwutlenek litu i manganu, akumulatory trójskładnikowe i ogniwa paliwowe, przy czym zasadniczą rolę odgrywa krzemionka przewodząca ciepło. Na trwałość pojazdu może wpływać liczba obecnych komórek; w miarę dodawania większej liczby baterii ich odstępy stają się coraz bliżej siebie; jednakże ogniwa akumulatora wytwarzają znaczne ciepło podczas cykli rozładowania lub ładowania. Wypadki takie jak pożary lub zwarcia w ogniwach akumulatora mogą wystąpić, gdy ciepło nie może zostać skutecznie odprowadzone. Krzemionka przewodząca ciepło, elastyczny materiał przeznaczony do szybkiego wypełniania szczelin komórkowych i wydajnego przekazywania ciepła w kierunku zewnętrznego obszaru chłodzącego lub na zewnątrz drzwi wejściowych. Dzięki temu rozwiązaniu zapewnione jest bezpieczeństwo systemu, przy jednoczesnym wykorzystaniu większej liczby akumulatorów w celu zmaksymalizowania korzyści i wydłużenia ich trwałości w pojazdach o nowych źródłach energii. Krzemionka przewodząca ciepło działa jako mostek przenoszenia ciepła, jeśli chodzi o różne metody chłodzenia. Strefy rozpraszania ciepła odgrywają kluczową rolę w efektywnym przekazywaniu ciepła z ogniw do stref rozpraszania ciepła, a właściwości izolacyjne zapewniają ochronę przed wysokimi napięciami spowodowanymi nadmiernym poborem prądu w ogniwach akumulatora, utrzymaniem normalnej pracy systemu i unikaniem usterek, takich jak zwarcia.

Teoria wytwarzania ciepła w akumulatorze

Zoptymalizowano wydajność zarządzania ciepłem akumulatorów pojazdów wykorzystujących kompozytową, przewodzącą ciepło płytkę z żelem krzemionkowym (CSGP) w połączeniu z chłodzeniem powietrzem.

W poprzedniej sekcji przedstawiono wprowadzenie do BTM i akumulatorów stosowanych w pojazdach nowych źródeł energii. Jak w przypadku każdej baterii, jej temperatura może wzrosnąć podczas ładowania/rozładowywania lub wystawienia na działanie promieni słonecznych. Żywotność baterii i bezpieczeństwo mogą zostać zagrożone, gdy temperatura przekroczy optymalny zakres temperatur roboczych, co może prowadzić do niestabilności termicznej. Brak dokładnej kontroli tego zakresu stwarza ryzyko dla bezpieczeństwa. Ponieważ ładowanie i rozładowywanie powoduje znaczną produkcję ciepła, doskonała przewodność cieplna, rozpraszanie ciepła i wydajność CSGP są wykorzystywane do usuwania go za pomocą technologii chłodzenia powietrzem. Tutaj wykorzystamy CSGP w połączeniu z chłodzeniem powietrzem jako strategię zarządzania ciepłem w akumulatorach samochodowych.

W ramach eksperymentu należy również pamiętać o oporze cieplnym pomiędzy CSGP a korpusem akumulatora. Opór cieplny odgrywa integralną rolę w przewodzeniu ciepła, co wpływa na rozkład temperatury w modułach akumulatorowych, a także na rozpraszanie ciepła. CSGP jest doskonałym przewodnikiem ciepła, ale pomiędzy nim a modułami akumulatorowymi pozostaje pewien opór cieplny, co może mieć wpływ na wyniki eksperymentów. Badanie to skupiało się na sprawdzeniu, jak dobrze CSGP radzi sobie z rozpraszaniem ciepła w modułach akumulatorowych. W tym eksperymencie nie zbadano w pełni żadnego oporu cieplnego pomiędzy modułami akumulatorowymi a CSGP, ponieważ celem było zmierzenie jego potencjału w zakresie rozpraszania ciepła i usprawnienie regulacji temperatury podczas rozładowywania z dużą szybkością.

Rysunek przedstawia zespół platformy zastosowany w testach eksperymentalnych. 7. Oddzielne moduły akumulatorowe wyposażone w układy chłodzenia umieszcza się w inkubatorze. Aby uzyskać najlepsze wyniki, moduły akumulatorów muszą podczas wszystkich eksperymentów utrzymywać temperaturę dokładnie 40 stopni C. Typowe środowiska testowania akumulatorów mieszczą się w zakresie od 0 do 40 stopni Celsjusza. Jeśli temperatura otoczenia spadnie między 0 a 40 stopni C, może to mieć niekorzystny wpływ na jego wydajność, znacznie zmniejszając pojemność rozładowania i wpływając na ogólną wydajność akumulatora. Aby zapewnić dokładność, moduły akumulatorów będą inkubowane przez dwie godziny w celu ustabilizowania temperatury przed ładowaniem i rozładowywaniem za pomocą systemu testowania akumulatorów. Termopary typu T mają jeden koniec przymocowany do powierzchni, a drugi do przyrządu Agilent w celu kontroli temperatury, co umożliwia rejestrację temperatury modułu co dwie sekundy. Wentylatory zapewniają również wymuszony przepływ powietrza przez moduły z kompozytowym, przewodzącym ciepło żelem krzemowym i wymuszonym chłodzeniem płytowym (CSGPFC); Zasilacze prądu stałego zapewniają energię dla tej funkcji. Aby zapewnić dokładność, ważne jest, aby ocenić rezystancję wewnętrzną każdego akumulatora, a także jego krzywą ładowania-rozładowania, a także rozładować i naładować każdy akumulator przed przeprowadzeniem z nim eksperymentów. Nasz moduł akumulatorowy wykorzystuje ogniwa o ściśle dopasowanych rezystancjach; należy zwrócić szczególną uwagę na to, aby wszystkie akumulatory miały równy stan naładowania.