Фон

Модулдун термикалык таралышы төмөнкү этаптарды башынан өткөрөт: клетканын термикалык кыянаттыгынан кийин жылуулуктун топтолушу, клетканын термикалык качышы жана андан кийин модулдун термикалык качышы. бир клеткадан жылуулук качуу таасирдүү эмес; бирок, жылуулук башка клеткаларга жайылып кеткенде, жайылуу домино эффектин жаратып, бүт модулдун термикалык качуусуна алып келип, массалык энергияны бөлүп чыгарат. 1-сүрөткөрсөтүүтермикалык качуу сыноонун натыйжасы. Модуль чыдамсыз жайылуудан улам күйүп жатат.

Клетканын ичиндеги жылуулук өткөрүмдүүлүк ар кандай багыттар боюнча ар кандай болот. Жылуулук өткөрүмдүүлүк коэффициенти багыт боюнча жогору болотпараллелдүүклетканын түрмөк өзөгү менен; ал эми түрмөк өзөгүнө вертикалдуу болгон багыт төмөнкү өткөргүчтүккө ээ. Ошентип, клеткалар арасында бир тараптан экинчи тарапка жылуулук таралуу өтмөктөр аркылуу клеткаларга караганда ылдамыраак болот. Ошондуктан жайылтуу бир өлчөмдүү жайылтуу катары каралышы мүмкүн. Батарея модулдары энергиянын жогорку тыгыздыгы үчүн иштелип чыккандыктан, клеткалардын ортосундагы мейкиндик азайып баратат, бул жылуулуктун таралышын начарлатат. Ошондуктан, модулда жылуулуктун жайылышын басуу же бөгөт коюу катары каралатэффекткоркунучтарды азайтуу жолу. 

Модулдагы термикалык качууну басуунун жолу

Биз термикалык качууну активдүү же пассивдүү түрдө кармай алабыз.

Активдүү басуу

Активдүү жылуулук таралышын басуу негизинен жылуулукту башкаруу системасына негизделет, мисалы:

1) Муздатуу түтүктөрүн модулдун түбүнө же ички капталдарына коюп, муздаткыч суюктукту толтуруңуз. Муздаткыч суюктуктун агымы таралышын натыйжалуу азайтат.

2) Модулдун үстүнө өрт өчүрүүчү түтүктөрдү орнотуңуз. Термикалык качуу болгондо, батарейкадан чыккан жогорку температурадагы газ таралышын басуу үчүн түтүктөрдү өчүргүчтү чачууга түрткү берет.

Бирок, жылуулук башкаруу кошумча компоненттерди талап кылат, кымбат баалуу жана төмөнкү энергия тыгыздыгын алып келет. Башкаруу системасы ишке кирбей калышы да ыктымал.

Пассивдүү басуу

Пассивдүү басуу жылуулук качкан клеткалар менен нормалдуу клеткалардын ортосундагы адиабаттык материал аркылуу таралууну бөгөттөө аркылуу иштейт.

Эреже катары, материал төмөнкүлөрдү камтышы керек:

1. Төмөн жылуулук өткөрүмдүүлүк. Бул жылуулук таралуу ылдамдыгын азайтуу үчүн.
2. Жогорку температурага каршылык. Материал жогорку температурада чечүүгө жана жылуулук каршылык жөндөмдүүлүгүн жоготуп албашы керек.
3. Төмөн тыгыздык. Бул көлөм-энергиянын ылдамдыгынын жана масса-энергиянын ылдамдыгынын таасирин төмөндөтүү болуп саналат.

Идеалдуу материал ошол эле учурда жылуулуктун таралышын бөгөттөп, жылуулукту сиңирип алат.

Материал боюнча талдоо

• Аэрогель

Аэрогель "эң жеңил жылуулук изоляциялоочу материал" деп аталат. Бул жакшы жылуулук изоляцияда жана жеңил салмакта аткарылат. Бул жылуулук таралышын коргоо үчүн батареянын модулунда кеңири колдонулат. Кремний диоксиди аэрогель, аэрогель, айнек буласы жана алдын ала кычкылданган була сыяктуу аэрогелдин көптөгөн түрлөрү бар. Ар кандай материалдардан жасалган аэрогель жылуулук изоляциялоо катмары жылуулук качууга ар кандай таасир этет. Себеби жылуулук өткөрүмдүүлүк коэффициентинин ар түрдүүлүгү, анын микро түзүлүшү менен абдан байланыштуу. 2-сүрөттө күйүүгө чейин жана күйгөндөн кийин ар кандай материалдын SEM көрүнүшү көрсөтүлгөн.

Изилдөөлөр көрсөткөндөй, була жылуулук изоляциясынын баасы төмөн болсо да, жылуулуктун жайылышын бөгөттөө сапаты аэрогелдик материалдан да начар. Аэрогель материалдарынын ар кандай түрлөрүнүн ичинен алдын ала кычкылданган була аэрогелдери эң жакшы аткарат, анткени ал күйгөндөн кийин структурасын сактап турат. Керамикалык була аэрогель жылуулук изоляциясын жакшы аткарат.

• Фазаны өзгөртүү материалы

Фазаны алмаштыруучу материал, ошондой эле жылуулукту сактагандыктан, термикалык качуунун жайылышын басуу үчүн кеңири колдонулат. Мом кадимки PCM болуп саналат, туруктуу фаза өзгөрүү температурасы менен. Термиялык учурундакач, жылуулук массалык түрдө бөлүнүп чыгат. Ошондуктан PCM жогору болушу керекаткаруужылуулукту сиңирүү. Бирок, мом жылуулукту сиңирүүгө таасир этүүчү жылуулук өткөрүмдүүлүгү төмөн. Анын натыйжалуулугун жогорулатуу үчүн, изилдөөчүлөр момду башка материалдар менен айкалыштырууга аракет кылышат, мисалы, металл бөлүкчөлөрүн кошуу, PCM жүктөө үчүн металл көбүктү колдонуу, кошууграфит, көмүртек нано түтүк же кеңейтилген графит ж.б. Кеңейтилген графит ошондой эле термикалык качуудан келип чыккан жалынды кармай алат.

Гидрофильдик полимер, ошондой эле жылуулук учуу тилкесин чектөө үчүн PCM бир түрү болуп саналат. Жалпы гидрофилдик полимердик материалдар: коллоиддик кремний диоксиди, каныккан кальций хлоридинин эритмеси,тетраэтилфосфат, тетрафенилводород фосфаты, содий полиакрилат, жана башкалар.

•  Гибриддик материал

Эгерде биз аэрогельге гана таянсак, термикалык качууну токтотуу мүмкүн эмес. Ийгиликтүүизоляциялоожылуулук, биз PCM менен аэрогелди айкалыштыруу керек.

Гибриддик материалдан тышкары, биз ар кандай багыттар боюнча ар кандай жылуулук өткөрүмдүүлүк коэффициенттери менен көп катмарлуу материалды да кура алабыз. Модулдан жылуулукту өткөрүү үчүн биз жогорку жылуулук өткөргүчтүк материалды колдоно алабыз жана жылуулуктун жайылышын чектөө үчүн клеткалардын ортосуна жылуулук изоляциялоочу материалды сала алабыз.

Корутунду

Жылуулуктун таралышын көзөмөлдөө татаал маселе. Кээ бир өндүрүүчүлөр жылуулуктун таралышын басуу үчүн кээ бир чечимдерди кабыл алышкан, бирок алар баасын жана энергиянын тыгыздыгына таасирин төмөндөтүү үчүн дагы эле жаңы нерсени издеп жатышат. Биз дагы эле акыркы изилдөөлөргө басым жасайбыз. жок"супер материал” бул толугу менен жылуулук качууну бөгөт болот. Ал мыкты чечимдерди алуу үчүн көптөгөн эксперименттерди талап кылат.