Нова енергетска возила са топлотно проводљивим силицијумом и батеријским напајањем.

Топлотно проводљиви силицијум гел се широко користи као напредни композитни материјал са изузетном топлотном проводљивошћу у возилима нове енергије, служећи и као материјал за хлађење мотора и као заптивач. Топлотно проводни заптивач са одличном топлотном проводљивошћу долази као једна компонента. Погледајте слику за готов лист топлотног проводника силика гела. 1. Термално проводљиви силицијум диоксид се може створити реакцијом кондензације са влагом присутном у атмосфери, производећи ниска молекуларна ослобађања, умрежавање, очвршћавање и еластомере високих перформанси са одличним својствима физичке и термичке отпорности. Термално проводљиви силицијум такође има одличне особине отпорности на високе и ниске температуре. Топлотно проводљиви силицијум нуди бројне предности укључујући електричну изолацију, отпорност на старење и хемијску стабилност. Штавише, топлотно проводљиви силицијум диоксид има јаку адхезију са металима и неметалицима за бољу адхезију – ови квалитети омогућавају да топлотно проводљиви силицијум има примену у бројним областима; табела 117 садржи све релевантне параметре. Топлотно проводљиви силицијум игра интегралну улогу у побољшању домета и безбедности за возила са новом енергијом.

 Системи батерија у овим аутомобилима обично укључују литијум гвожђе оксид, литијум манган диоксид, тернарне батерије и горивне ћелије - при чему топлотно проводљиви силицијум игра суштинску улогу. На издржљивост возила може утицати број присутних ћелија; како се додаје више батерија, њихов размак постаје ближи; међутим, ћелије батерије производе значајну топлоту током циклуса пражњења или пуњења. Несреће као што су пожари или кратки спојеви у ћелијама батерија могу настати када се топлота не може ефикасно распршити. Топлотно проводни силицијум диоксид, еластични материјал дизајниран да брзо попуни празнине у ћелијама и ефикасно пренесе своју топлоту према спољашњој области хлађења или према улазним вратима. Безбедност система је обезбеђена овом мером, уз коришћење предности већег броја батерија како би се максимизирале предности и продужила њихова издржљивост на новим енергетским возилима. Топлотно проводљиви силицијум делује као мост за пренос топлоте када су у питању различите методе хлађења. Зоне за дисипацију топлоте играју кључну улогу у ефикасном преносу топлоте од ћелија до зона за дисипацију топлоте, са изолационим својствима која обезбеђују заштиту од високих напона изазваних прекомерном потрошњом струје у ћелијама батерија, одржавајући нормалан рад система и избегавајући кварове као што су кратки спојеви.

Теорија стварања топлоте батерија

Оптимизоване су перформансе управљања топлотом за батерије возила које користе композитну топлотно проводну плочу од силика гела (ЦСГП) у комбинацији са ваздушним хлађењем.

Претходни одељак пружио је увод у БТМ и батерије које се користе за возила са новом енергијом. Као и код сваке батерије, њена температура се може повећати током пуњења/пражњења или излагања сунчевој светлости. Животни век и безбедност батерије могу бити угрожени када температура пређе опсег оптималне радне температуре, што потенцијално доводи до топлотног одласка. Неуспех да се прецизно контролише овај опсег ствара ризик по безбедност. Како пуњење и пражњење стварају значајну производњу топлоте, ЦСГП-ова супериорна топлотна проводљивост, дисипација топлоте и перформансе се користе за уклањање топлоте путем технологије ваздушног хлађења. Овде ћемо користити ЦСГП у комбинацији са ваздушним хлађењем као стратегију управљања топлотом за аутомобилске батерије.

Као део експеримента, такође је важно имати на уму топлотни отпор између ЦСГП-а и тела батерије. Топлотни отпор игра интегралну улогу у проводљивости топлоте која утиче на дистрибуцију температуре унутар модула батерије као и на расипање топлоте. ЦСГП је одличан топлотни проводник, али остаје известан топлотни отпор између њега и батеријских модула, што може утицати на експерименталне резултате. Ова студија се фокусирала на истраживање колико је добро ЦСГП радио за расипање топлоте унутар батеријских модула. Овај експеримент није у потпуности истражио никакав топлотни отпор између батеријских модула и ЦСГП-а, јер је циљ да се измери његов потенцијал у дисипацији топлоте и побољша регулација температуре приликом пражњења при великим брзинама.

Слика приказује склоп платформе који се користи у експерименталним тестовима. 7. Одвојени батеријски модули опремљени системима за хлађење стављају се у инкубатор. Ови батеријски модули морају остати на тачно 40 °Ц током свих својих експеримената за најбоље резултате. Уобичајена окружења за тестирање батерија се крећу између 0-40 °Ц. Ако температура околине падне између 0 и 40 °Ц, његове перформансе би могле бити штетне, што би значајно смањило капацитет пражњења и утицало на укупне перформансе батерије. Да би се осигурала тачност, модули батерија ће бити инкубирани два сата да би се стабилизовала температура пре пуњења и пражњења путем система за тестирање батерија. Термопарови типа Т имају један крај причвршћен за површину, а други за Агилент инструмент за контролу температуре, што му омогућава да бележи температуре модула сваке две секунде. Вентилатори такође обезбеђују принудни проток ваздуха преко композитних топлотно проводљивих модула са принудним хлађењем са плочама од силицијум гела (ЦСГПФЦ); извори једносмерне струје обезбеђују енергију за ову функцију. Да би се осигурала тачност, кључно је проценити унутрашњи отпор сваке батерије, као и њену криву пуњења-пражњења, испразнити и напунити сваку батерију пре спровођења експеримената са њима. Наш батеријски модул користи ћелије са блиско усклађеним отпорима; мора се посветити посебна пажња како би се осигурало да све њихове батерије имају једнако стање напуњености.