Modh bainistíochta teirmeach feithicle leictreacha íon: fuarú tumoideachais ceallraí

I gcur i bhfeidhm nua leictriú gluaisteán, tá sé an-tábhachtach na comhpháirteanna leictreacha a fhuarú agus a théamh chun iad a choinneáil ag an teocht oibre is fearr, toisc go bhféadfaidh sé seo saol seirbhíse agus éifeachtúlacht na gcomhpháirteanna leictreacha a ráthú. Dá bhrí sin, tá córas bainistíochta teirmeach cuí riachtanach. I bhfocail eile, is gá córas bainistíochta teirmeach oiriúnach a dhearadh do na comhpháirteanna leictreacha a úsáidtear.
Má tá teocht oibriúcháin na ceallraí ró-ard, d'fhéadfadh sé go gcaillfí cumas na ceallraí, agus i gcásanna tromchúiseacha, d'fhéadfadh go mbeadh rith teirmeach mar thoradh air. Má tá teocht oibriúcháin na ceallraí ró-íseal, d'fhéadfadh sé go mbeadh éifeachtacht ceallraí níos ísle, friotaíocht níos airde, cumas ceallraí níos ísle agus foirmiú dendrite litiam (ciseal plating litiam). Beidh plating litiam mar thoradh ar aosú luathaithe agus teip ar chroílár na ceallraí.
Is é sprioc na bainistíochta teirmeach a chinntiú go bhfuil an córas ag an teocht oibriúcháin is fearr agus is sábháilte. Níos casta ná go bhféadfadh teocht optamach an chórais ceallraí athrú le hathrú ar an modh oibríochta. Féadfaidh an teocht is fearr le haghaidh muirearú tapa a bheith difriúil ón teocht le haghaidh tiomána nó páirceála (páirceáil).
Faoi láthair, cuimsíonn na córais bhainistíochta teirmeach ceallraí a úsáidtear go príomha fuarú gáis, fuarú leachtach indíreach, fuarú leachtach díreach (ar a dtugtar fuarú tumoideachais freisin) agus ábhair athraithe céim. [1]

Cur síos ar chórais fuaraithe éagsúla
Úsáidtear córais fuaraithe aeir go forleathan mar gheall ar a ndearadh simplí, ar chostas íseal agus gan aon sceitheadh. Tá fuarú aer roinnte ina chineál gníomhach le comhiompar éigean agus cineál éighníomhach le comhiompar nádúrtha. I gcomparáid le meáin leachtacha agus meáin eile, tá toilleadh teirmeach beag ag an aer (Cp=1.006 kJ/kgK ag teocht chaighdeánach) agus seoltacht íseal teirmeach, agus mar sin ní dócha go mbeidh an fuarú aer ar an teicneolaíocht is fearr don chéad ghlúin eile de fheithiclí leictreacha. le pacáistí ceallraí níos mó agus luas muirir níos tapúla. [1]
Is féidir fuarú leachtach a roinnt i modhanna indíreacha agus díreacha. I gcomparáid leis an aer, tá cumas teirmeach níos mó ag an chuisnithe agus seoltacht teirmeach níos airde. Mar gheall ar an rialú teochta cothromaithe, tá fuarú leachtach indíreach ar cheann de na réitigh is coitianta a úsáidtear i mbainistíocht teirmeach ceallraí faoi láthair. Is é an chuisnithe is coitianta a úsáidtear meascán uisce agus glycol. Is é prionsabal an fhuaraithe indíreach ná ligean don chuisnithe sreabhadh tríd an gcainéal ag bun nó taobh an mhodúil cille / ceallraí chun teas a aistriú ón gcóras.
Is féidir an éifeacht fuaraithe a fheabhsú trí úsáid a bhaint as ábhair chomhéadan teirmeach ar leith (TIM).
I gcomparáid le fuarú aer, is é an míbhuntáiste a bhaineann le fuarú leachtach indíreach ná castacht an chórais. D'fhéadfadh níos mó comhpháirteanna agus bealaí/píblínte a bheith ina gcúis le teipeanna níos mó, le breis meáchain agus le fadhbanna sceite.
Teicneolaíocht fuaraithe eile atá ag teacht chun cinn ná fuarú leachtach díreach, ar a dtugtar fuarú tumoideachais freisin, a thumann an ceallraí go hiomlán sa leacht tréleictreach. Is leacht neamhsheoltach é seo le friotaíocht ard ar mhiondealú leictreach. Ciallaíonn tabhairt isteach na teicneolaíochta seo gur féidir castacht phróiseas ceallraí agus dearadh comhpháirteanna a laghdú go mór, agus cabhraíonn sé freisin le meáchan agus toirt an chórais a laghdú, ag feabhsú go mór cobhsaíocht agus cothromaíocht rialaithe teochta na ceallraí. Is féidir le fuarú tumoideachais an ceallraí a théamh nó a fhuarú mar is gá gan malartóir teasa a úsáid, rud a thugann feabhas suntasach ar éifeachtúlacht. Tá fuarú tumoideachais cadhnraí feithiclí leictreacha fós ina thús, ach bhí roinnt cásanna úsáide ann, mar shampla croíchóras ceallraí lán-tumoideachais paitinnithe Faraday Future [2], teicneolaíocht fuaraithe tumoideachais charr Dakar Rally Audi RS Q e. -tron [3], nó an IMMERSIO cruthaithe ag Panasonic agus Tesla iarfhostaithe ™ System [4] .

Córas fuarú tumoideachais do Dakar Rally in Audi RS Q e-tron
Is é an leacht tréleictreach a úsáidtear go coitianta i tumfhuaraithe lasair-retardant, a d'fhéadfadh bac a chur ar an imeacht teirmeach runaway. Faoi láthair, tá roinnt grúpaí meáin fuaraithe ar fáil ar an margadh - hidreafluoroether, ola hidreacarbóin, ola silicone agus hidreacarbóin fluairínithe. Tugann daoine aird níos mó agus níos mó ar leachtanna tréleictreach in-bhithmhillte.
Tá ról tábhachtach ag tréithe an chuisnithe i mbainistíocht theirmeach agus ba cheart go gcomhlíonfadh siad na ceanglais seo a leanas:
-Insliú leictreach maith
-Acmhainn teasa ar leith ard agus seoltacht teirmeach ard
-Neamhlasta agus/nó splancphointe ard
-Éasca a tháirgeadh agus is féidir iad a sholáthar i gcainníochtaí móra
-Tá raon teochta oibriúcháin oiriúnach
-Seilfré fada an leachta
De bhreis ar na ceanglais thuas, ní mór comhoiriúnacht ábhair, dlús íseal, slaodacht íseal agus cosaint an chomhshaoil ​​a mheas freisin nuair a bhíonn an chuisnithe tumoideachais cuí á roghnú.

Cur síos ar chuisnithe éagsúla
Hydrofluoroethers - Fuair ​​​​hydrofluoroethers ó iarratais leictreonaic cumhachta aird mhór i réimse an fhuaraithe tumoideachais feithiclí leictreacha íon. Léiríonn an litríocht go bhfuil a éifeachtúlacht fuaraithe feabhsaithe go mór i gcomparáid leis an gcóras aerfhuaraithe. Mar gheall ar neamh-inadhainteacht hidrofluoroether agus beagnach gan aon splancphointe, feabhsaíodh sábháilteacht an chórais freisin. Tá staidéar fós le déanamh ar fheidhmíocht an chórais fuaraithe tumoideachais hydrofluoroether seo sa saolré iomlán. Ina theannta sin, tá dlús HFE thart ar 40 faoin gcéad níos airde ná an córas uisce-glycol, a bhfuil tionchar diúltach aige ar mheáchan agus ar raon feithiclí leictreacha íon. Ina theannta sin, tá costas ábhartha agus cosaint an chomhshaoil ​​ina bhfachtóirí tábhachtacha freisin a chuireann bac ar úsáid hydrofluoroether i gcóras bainistíochta teirmeach feithiclí leictreacha.
Hidreacarbóin - lena n-áirítear ola mianraí, polaiméir - Olefin (PAO) agus ola hidreacarbóin sintéiseach. Is táirgí driogtha peitriliam iad hidreacarbóin, rud a fhágann go bhfuil siad ar chostas íseal agus ar thocsaineacht íseal, agus atá oiriúnach le haghaidh fuarú tumoideachais sa raon teochta oibriúcháin cuí. Is é an míbhuntáiste a bhaineann leis na leachtanna seo ná go bhféadfadh siad a bheith inadhainte agus splancphointe a bheith acu.

Eistir - Mar gheall ar a gcostas íseal, splancphointe ard, dea-airíonna tréleictreach agus in-bhith-dhíghrádaithe, úsáideadh go forleathan iad i dtionscail éagsúla. Tá eistir roinnte ina sintéiseacha agus nádúrtha. Is éard atá i eistear sintéiseach ná táirge imoibriú ceimiceach idir polóil agus aigéad carbocsaileach, agus is táirge ola glasraí é an t-eistear nádúrtha. Freagraíonn an dá fhoinse freisin le tréithe éagsúla. Tá cobhsaíocht ocsaídiúcháin maith ag an eistear sintéiseach, a bhfuil tionchar dearfach aige ar an tréimhse cothabhála feithicle a leathnú; Mar sin féin, i gcomparáid leis an eistear nádúrtha, is gnách go mbíonn a splancphointe níos ísle. Is é an míbhuntáiste a bhaineann le córas eistear-bhunaithe ná go n-ardóidh an slaodacht le dul in aois an ábhair, agus ansin laghdaítear a chumas fuaraithe.
Is é an príomhbhuntáiste a bhaineann le ola silicone - ola silicone ná go bhfuil friotaíocht maith teochta agus airíonna tréleictreach ag teocht ard agus íseal.
Uisce/glycol - meascán uisce agus glycol. I gcomparáid le córais eile, tá seoltacht agus seoltacht teirmeach sách ard ag uisce / glycol, agus tá buntáistí costais aige. Mar sin féin, cuireann seoltacht meascán glycol de chineál uisce teorainn lena úsáid ach amháin le haghaidh fuarú leachtach indíreach. Sa phróiseas úsáide, tá na bearta ina saothraítear rónta de chóras fuaraithe leachtach indíreach an-tábhachtach, mar is féidir leis seo cosc ​​a chur ar an meascán ó sceitheadh ​​go dtí an ceallraí nó sreangú, agus ansin is féidir le ciorcad gearr agus caillteanas rialaithe teirmeach deiridh a chosc. [5]

I mbeagán focal, tá go leor réitigh ann maidir le bainistíocht theirmeach; Ag Detweeler, creidimid gur féidir feabhas a chur ar chóras bainistíochta teirmeach feithiclí leictreacha íon trí úsáid cheart a bhaint as ábhair agus comhdhéanta. Le forbairt seasta an tionscail taistil soghluaiste i dtreo an leictriú, is é an fócas anois ná tacú leis na monaróirí fuaraithe, soláthróirí ag gach leibhéal agus OEManna chun a gcórais bhainistíochta teirmeach a uasghrádú; Maidir leis seo, tá saineolas ábhartha Detweller curtha i bhfeidhm ar leibhéal ard. Is é comhoiriúnacht cheimiceach an eochair don mhodh fuaraithe tumoideachais díreach, toisc go bhféadfadh réitigh séalaithe éagsúla a bheith mar thoradh ar chuisnithe éagsúla.
Agus an réiteach séalaithe is fearr á roghnú do gach córas fuaraithe tumoideachais, ní mór tástálacha a dhéanamh. Chomh fada agus a bhaineann leis an tionscal feithiclí leictreacha, is cosúil go bhfuil perfluoropolyether (PFPE) ar thús cadhnaíochta i bhfeidhmiú an chuisnithe mar gheall ar a saintréithe neamh-inadhainte agus slaodacht íseal. Mar sin féin, is cuma cén cineál fuaraithe a úsáidtear ar fheithiclí leictreacha, is gá comhoiriúnacht le réitigh séalaithe a áirithiú chun creimeadh / díghrádú rónta le himeacht ama a sheachaint sa timpeallacht chrua seo agus na fadhbanna a eascraíonn as a chosc. [1]
Tá sábháilteacht ríthábhachtach

Is í an fhadhb sábháilteachta is tábhachtaí maidir le córas ceallraí ná tine agus rith teirmeach a chosc. Toisc go bhfuil an córas ceallraí le fuarú tumoideachais tumtha go díreach sa chuisnithe, ní mór an limistéar iomlán a bheith séalaithe le comhpháirteanna speisialta elastomer ina saothraítear rónta, agus ní mór roghnú an elastomer a bheith ceart. Is fearr leibhéal áirithe friotaíochta ceimiceach agus friotaíocht aimsire a bheith agat ar feadh shaolré seirbhíse na feithicle ,.
Ag Detwelle, táimid ag déanamh turgnaimh agus anailís chruinn ar chineálacha éagsúla chuisnithe i dteagmháil le hábhair éagsúla; Trí na tástálacha seo, is féidir linn a chinneadh cé na cineálacha polaiméirí nó leaistiméirí is oiriúnaí chun na leachtanna seo a shéalú.
Fiú sa chéim anailíse insamhalta, is paraiméadar tábhachtach a chaithfear a rialú ná dul in aois teirmeach. Déantar an t-ábhar a thástáil ag teocht ard (suas le 100 céim C) ar feadh i bhfad (suas le 1000 uair an chloig). De réir an chéad ghrúpa tástálacha le haghaidh PFPE, ola silicone agus ola síolta, feidhmíonn an fhoirmle atá bunaithe ar IC-DAT10 agus IC-DAT30 de DETWELLER go maith sa chuid is mó de na fuaraitheoirí agus ba cheart go ginearálta í a úsáid mar rogha ábhar séalaithe. Léiríonn gach cód IC-DAT sraith elastomer éagsúla, mar sin déanann an staidéar seo comparáid idir feidhmíocht sraitheanna polaiméire éagsúla sa leacht roghnaithe.
De réir an phróisis tástála dian seo, rinneadh comparáid idir airíonna fisiceacha an ábhair roimh agus tar éis tumoideachais sna leachtanna seo. Úsáidtear an t-athrú toirte a thaispeántar san fhigiúr thíos mar tháscaire ar chobhsaíocht cheimiceach thar am tar éis tumtha i gcuisniú. Ina theannta sin, rinneamar seiceáil agus tuiscint freisin ar chobhsaíocht theirmeach, athruithe maoine teanntachta, comhbhrú agus sceitheadh.

Torthaí cobhsaíochta ceimiceach na foirmle rubair caighdeánach tumtha i gcineálacha éagsúla chuisnithe (ola síl, ola silicone agus PFPE éagsúla) le haghaidh córas fuaraithe tumoideachais
Sa dara grúpa tástálacha a thaispeántar i bhFíor 2, dírímid ar bhonn bitheolaíoch saor ó halaigine, neamh-tocsaineach agus fuaraitheoir in-bhithmhillte. Roinntear na fuaraitheoirí tomhaiste go léir i dhá chatagóir le poitéinseal téimh dhomhanda (GWP) de 0 agus<1. In addition, this study also includes so-called mixed liquids, which not only provide cooling effect, but also provide lubrication effect for the propulsion system.
Léiríonn athrú toirte na foirmle caighdeánach rubair tar éis tumoideachais sna leachtanna seo go bhfuil athruithe soiléire ag an chuid is mó de na foirmlí rubair a ndearnadh tástáil orthu. Is féidir a fheiceáil, i measc na n-ábhar a tástáladh go léir, nach í ach an fhoirmle le cód IC-DAT41 an fhoirmle iarrthóra oiriúnach.

Torthaí cobhsaíochta ceimiceach na foirmle rubair caighdeánach tumtha i gcineál sonrach chuisnithe bith-bhunaithe le haghaidh córas fuaraithe tumoideachais
Tá sé speculated go mbeidh tionchar ag polaraíocht an ábhair ina saothraítear rónta ar chobhsaíocht cheimiceach an eilimint ina saothraítear rónta. Chomh maith le IC-DAT41, tá Detweller ag déanamh staidéir ar ábhair iarrthóra eile atá oiriúnach le húsáid mar fhuaraitheoirí tumoideachais bithbhunaithe. Úsáideann Detweller foirmlithe dílseánaigh éagsúla le haghaidh tástála, agus ar deireadh roghnaíonn sé an foirmiú is fearr ina saothraítear rónta don chuisnithe ar leith a tástáladh.