توسعه و کاربرد مواد صفحه خنک کننده آب برای خودروهای انرژی جدید

توسعه و طراحی مواد صفحه ای خنک شده با آب انرژی جدید

1.1 طراحی مواد و استفاده از صفحه انجماد آب خنک کننده

دو نوع اصلی از ساختارهای خنک کننده آب برازنده برای باتری های معمولاً مورد استفاده وجود دارد: ساختار صفحه خنک شده با آب و ساختار صفحه سرد شده مستقیم، همان طور که در شکل ۲ نشان داده شده است. معمولاً محصولات ورق برازش آلومینیومی با دو ورق آلومینیومی O-state بالا و پایین برازنده می شوند که یکی از آن ها با ساختار کانال جریان مهر می شود تا جریان آنتی یخ برای خنک کردن باتری تسهیل شود و در نتیجه باتری به طور مداوم خنک می شود.

برای مواد صفحه ای خنک شده با آب این دو بخش ساختاری معمولاً استحکام ماده و مقاومت به خوردگی محصول به طور عمده در نظر گرفته می شود. مواد کامپوزیتی با استحکام بالا همراه با طراحی ساختار صفحه خنک شده با آب می توانند به هدف نازک شدن و کاهش هزینه دست یابند، بنابراین توسعه مداوم مواد جدید نیز مبنای مهمی برای توسعه صفحات خنک شده با آب است.

2.دیدار با توسعه مواد جدید برای صفحات آب سرد

2.1 سه طرح های مختلف مواد هسته ای

مقایسه اصلی طراحی ترکیب از استاندارد 3003 آلومینیوم و سه مواد تازه توسعه یافته A، B و C سه مواد هسته است. از جدول ۲ می توان دید که A و B مواد بهبود یافته ای از آلومینیوم ۳۰۰۳ هستند. در مقایسه با 3003 آلومینیوم، آنها حاوی عناصر بالاتر Cu و Mn؛ و مواد هسته C به جز محتوای بالاتر از عناصر Cu و Mn علاوه بر این، آن را نیز شامل محتوای بالاتر از عنصر Si.

2.2 پتانسیل الکتریکی پس از brazing از مواد مختلف شکل 4 نشان می دهد تاثیر عناصر اصلی آلومینیوم بر پتانسیل الکتریکی از آلومینیوم است. با افزایش محتوای Mn, Cu, و غیره, پتانسیل الکتریکی از این الیه به طور قابل توجهی افزایش می یابد; با افزایش محتوای روی، پتانسیل الکتریکی این آليوا به طور قابل توجهی کاهش می یابد، و سپس به تدريج تثبيت می شود. تأثیر Si و Mg بر پتانسیل alloy نسبتاً کوچک است.

3. بحث

3.1 تاثیر طراحی ساختار مواد بر خوردگی

از نتایج آزمایش خوردگی مواد دیده می شود که آلومینیوم رایج ۳۰۰۳ مستعد خوردگی گود کردن است. اگر یک لایه قربانی به سطح ماده اضافه شود، مکانیسم خوردگی ماده تغییر خواهد کرد، به این معنی که از خوردگی گود گرفته تا خوردگی لایه ای (شکل ۶ را ببینید) که می تواند مقاومت خوردگی ماده را تا حد زیادی بهبود بخشد.

3.2 مواد طراحی تفاوت بالقوه

ماده برای رسیدن به تفاوت بین پتانسیل سطحی و پتانسیل مواد هسته ای طراحی شده است و در نتیجه باندهای براون تولید می کند و توانایی خوردگی را بهبود می بخشید. با آلياگيز و همسان کردن ساختار مرکب ماده مرکب، لايه برازنده و لايه ماده هسته، لايه ای از منطقه بارش با چگالی بالا 30 تا 50 ميکرومتر را تشکيل خواهند داد، همان طور که در شکل 7 نشان داده شده است. پتانسیل آن در حدود ۵۰ میلی ولت پایین تر از ماده هسته است و خوردگی لمینار ترجیحاً در امتداد منطقه بارش با چگالی بالا رخ خواهد داد و در نتیجه عمر ماده هسته را طولانی تر خواهد کرد. این امر همچنین می تواند توضیح دهد که چرا توانایی خوردگی مواد کامپوزیتی آلومینیوم A/B بهتر از ماده C است، و بدیهی تر از ۳۰۰۳ آلومینیوم بهتر است. به این دلیل است که مواد کامپوزیتی آلومینیوم A/B می توانند اثر باند براون را از طریق طراحی ترکیب بهینه شده تولید کنند.

4. نتیجه گیری

(1) صفحه آب سرد یک تبادل حرارت مهم برای مدیریت خنک کننده باتری لازم برای وسایل نقلیه انرژی جدید است. می توان آن را به منظور بهبود مقاومت به قدرت و خوردگی از طریق طرح های مختلف alloy طراحی شده است.

(2) مقاومت به خوردگی را می توان با اضافه کردن یک لایه قربانی، و یا با طراحی یک ساختار است که تولید باندهای بالقوه مختلف بهبود یافته است.