Топлинно управление на батерии за нови енергийни превозни средства
Термичното управление на захранващата батерия е една от ключовите технологии в областта на литиево-йонните батерии. Тя има за цел да осигури температурна безопасност на батерията по време на употреба и зареждане и да подобри енергийната плътност и експлоатационния живот на батерията. Материалите за управление на топлината са необходимата техническа поддръжка за постигане на тази цел. По-долу ще ви запознаем с приложението и анализа на материали за термично управление на батерии.
Топлопроводими материали
Топлопроводимите материали играят жизненоважна роля в управлението на топлината на батериите. Понастоящем често използваните топлопроводими материали включват топлопроводима паста и топлопроводими листове.
Топлопроводимата паста се използва широко върху контактната повърхност между батериите и радиаторите и нейната топлопроводимост обикновено е между 1-8 W/mK. Като топлопроводим материал, той може ефективно да пренася топлина от зони с висока температура към зони с ниска температура. Методът за приготвяне на топлопроводима паста включва използването на топлопроводими частици като диамантени частици и силициев нитрид като носители за запълване на малки празнини и пукнатини. Това предимство прави термопроводимата паста широко използвана при управление на топлината на батериите.
Топлопроводимите листове обикновено са изработени от мед или алуминий и имат топлопроводимост от приблизително 200 W/mK. Този лист може ефективно да пренася топлината от повърхността на батерията към близкия радиатор равномерно, като по този начин се постига равномерно охлаждане на топлината на радиатора и повърхността на батерията. В същото време филмът може също така да подобри адсорбционния капацитет на радиатора към батерията и да предотврати падането на радиатора при вибрации.
Термичен бариерен материал
Материалът за термична бариера е материал, който забавя потока на топлина, с топлопроводимост обикновено в диапазона 0.2-0,35 W/mK. Освен това материалът е лесен за обработка и оформяне. Материалите за термична бариера често се използват вътре в батерийните модули и се монтират между батерийните клетки и радиаторите, за да се намалят температурните градиенти, като по този начин се понижава температурата на повърхността на батерията и се гарантира безопасността на батерията.
Има две основни категории материали за термична бариера: изолационни материали и композитни изолационни материали. Изолационните материали се използват главно за намаляване на повърхностната температура на батерията и обикновено се монтират между клетките на батерията и радиаторите. Неговите суровини включват главно стъклени влакна и керамика. Композитните изолационни материали съчетават разнообразни експлоатационни материали, като наносилициев диоксид и полимери, за да предотвратят провеждането на топлинен поток и ток. В допълнение, композитните изолационни материали имат висока якост и издръжливост, така че те са широко използвани.
Материали за промяна на фазата
Материалите с промяна на фазата са вещества, които могат ефективно да абсорбират и освобождават големи количества топлинна енергия и техните точки на топене обикновено са много стабилни. По време на зареждане, когато материалът за промяна на фазата достигне определена температура, той може да абсорбира голямо количество топлина, като по този начин намалява пиковата повърхностна температура на батерията по време на зареждане и разреждане, поддържайки стабилна повърхностна температура на батерията и по този начин удължавайки живота на батерията. Поради това материалите за промяна на фазата са широко използвани в термичното управление на батериите. Материалите с фазова промяна се разделят основно на два типа: материали с органична фазова промяна и неорганични материали с фазова промяна. Материалите с органична фазова промяна обикновено се използват при ниски температурни диапазони и имат висока чистота, но те абсорбират и отделят топлина относително бавно. Материалите с неорганична фазова промяна абсорбират и отделят топлина по-бързо, но проблеми като лесно топене при високи температури и токсичност също ограничават обхвата на тяхното приложение.
Накратко, оптимизирането на термичното управление на захранващите батерии е ключът към подобряване на тяхната безопасност, енергийна плътност и експлоатационен живот. Използването на материали като топлопроводими материали, материали за термична бариера и материали за промяна на фазата е ефективен подход. Разбира се, при избора на материал трябва да се вземат предвид и фактори като цена и устойчивост, за да се постигне най-добрата стойност за парите. Прилагането на тези мерки може значително да подобри работата на захранващите батерии.
