Zarządzanie ciepłem akumulatorów pojazdów nowej energii
Zarządzanie temperaturą zasilania akumulatorów to jedna z kluczowych technologii w dziedzinie akumulatorów litowo-jonowych. Ma na celu zapewnienie bezpieczeństwa temperaturowego akumulatora podczas użytkowania i ładowania oraz poprawę gęstości energii i żywotności akumulatora. Materiały termoizolacyjne stanowią niezbędne wsparcie techniczne, aby osiągnąć ten cel. Poniżej przedstawimy Państwu zastosowanie i analizę materiałów do zarządzania temperaturą akumulatorów zasilających.
Materiały termoprzewodzące
Materiały przewodzące ciepło odgrywają kluczową rolę w zarządzaniu temperaturą akumulatora. Obecnie powszechnie stosowanymi materiałami przewodzącymi ciepło są pasta termoprzewodząca i arkusze termoprzewodzące.
Pasta termoprzewodząca jest szeroko stosowana na powierzchni styku akumulatorów i grzejników, a jej przewodność cieplna wynosi zwykle od 1-8 W/mK. Jako materiał przewodzący ciepło może skutecznie przenosić ciepło z obszarów o wysokiej temperaturze do obszarów o niskiej temperaturze. Metoda przygotowania pasty termoprzewodzącej polega na zastosowaniu cząstek przewodzących ciepło, takich jak cząstki diamentu i azotek krzemu, jako nośników w celu wypełnienia małych szczelin i pęknięć. Ta zaleta sprawia, że pasta termoprzewodząca jest szeroko stosowana w zarządzaniu temperaturą akumulatorów zasilających.
Arkusze termoprzewodzące są zwykle wykonane z miedzi lub aluminium i mają przewodność cieplną około 200 W/mK. Arkusz ten może skutecznie i równomiernie przenosić ciepło z powierzchni akumulatora do pobliskiego grzejnika, zapewniając w ten sposób równomierne chłodzenie ciepła na grzejniku i powierzchni akumulatora. Jednocześnie folia może również poprawić zdolność adsorpcji chłodnicy do akumulatora i zapobiec wypadaniu chłodnicy pod wpływem wibracji.
Materiał stanowiący barierę termiczną
Materiał stanowiący barierę termiczną to materiał spowalniający przepływ ciepła, którego przewodność cieplna zwykle mieści się w zakresie 0.2-0,35 W/mK. Ponadto materiał jest łatwy w obróbce i kształtowaniu. Materiały stanowiące barierę termiczną są często stosowane wewnątrz modułów akumulatorów i instalowane pomiędzy ogniwami akumulatora a grzejnikami w celu zmniejszenia gradientów temperatury, obniżając w ten sposób temperaturę powierzchni akumulatora i zapewniając bezpieczeństwo akumulatora.
Istnieją dwie główne kategorie materiałów stanowiących barierę termiczną: materiały izolacyjne i kompozytowe materiały izolacyjne. Materiały izolacyjne stosuje się głównie w celu obniżenia temperatury powierzchni akumulatora i zwykle instaluje się je pomiędzy ogniwami akumulatora a grzejnikami. Jej surowce obejmują głównie włókno szklane i ceramikę. Kompozytowe materiały izolacyjne łączą różnorodne, wydajne materiały, takie jak nanokrzemionka i polimery, aby zapobiegać przewodzeniu przepływu ciepła i prądu. Ponadto kompozytowe materiały izolacyjne mają wysoką wytrzymałość i trwałość, dlatego są szeroko stosowane.
Materiały zmieniające fazę
Materiały o przemianie fazowej to substancje, które mogą skutecznie absorbować i uwalniać duże ilości energii cieplnej, a ich temperatury topnienia są zwykle bardzo stabilne. Podczas ładowania, gdy materiał o przemianie fazowej osiągnie określoną temperaturę, może pochłonąć dużą ilość ciepła, zmniejszając w ten sposób szczytową temperaturę powierzchni akumulatora podczas ładowania i rozładowywania, utrzymując stabilną temperaturę powierzchni akumulatora, a tym samym wydłużając jego żywotność. Dlatego też materiały o przemianie fazowej są szeroko stosowane w zarządzaniu temperaturą akumulatorów zasilających. Materiały o przemianie fazowej dzielą się głównie na dwa typy: organiczne materiały o przemianie fazowej i nieorganiczne materiały o przemianie fazowej. Organiczne materiały o przemianie fazowej są zwykle stosowane w niskich temperaturach i charakteryzują się wysoką czystością, ale stosunkowo wolno absorbują i oddają ciepło. Materiały nieorganiczne o przemianie fazowej szybciej absorbują i uwalniają ciepło, ale problemy takie jak łatwe topienie w wysokich temperaturach i toksyczność również ograniczają zakres ich zastosowania.
Krótko mówiąc, optymalizacja zarządzania ciepłem akumulatorów mocy jest kluczem do poprawy ich bezpieczeństwa, gęstości energii i żywotności. Skutecznym podejściem jest stosowanie materiałów takich jak materiały przewodzące ciepło, materiały stanowiące barierę termiczną i materiały o przemianie fazowej. Oczywiście przy wyborze materiałów należy również wziąć pod uwagę takie czynniki, jak koszt i zrównoważony rozwój, aby osiągnąć najlepszy stosunek jakości do ceny. Zastosowanie tych środków może znacznie poprawić wydajność akumulatorów zasilających.
