Material komposit baru menurunkan suhu dasbor EV

Komposit polimer baru mungkin memiliki banyak fungsi dan kegunaan akhir di EV masa depan.
SUMBER:http://xeric.eu/wp-content/uploads/4_Steiner.pdf

Elektromobilitas mendapatkan momentum di Jerman. Seperti dilansir Fraunhofer Institute for Structural Durability and System Reliability (Fraunhofer LBF, Darmstadt, Jerman) pada Juli, jumlah kendaraan listrik (EV) hampir dua kali lipat pada 2017 menjadi 93.000. “Untuk lebih meningkatkan penjualan kendaraan listrik, tidak hanya perlu mengoptimalkan performa seperti jangkauan, tetapi juga untuk meningkatkan kenyamanan penumpang. Antara lain, termasuk manajemen termal yang masuk akal dan berorientasi pelanggan di interior kendaraan,” kata Paul. Becker, yang mengepalai proyek penelitian Optimized Energy Management and Use (OPTEMUS) di Fraunhofer LBF.

Sub-tujuan OPTEMUS adalah mengembangkan bahan baru untuk dasbor EV guna menghilangkan panas yang disebabkan oleh radiasi matahari dari permukaan dasbor. Fraunhofer LBF memecahkan masalah ini dengan mengembangkan material komposit polietilen (PE) yang diisi grafit yang terintegrasi dengan sistem pendingin EV. Tim telah mencapai pengurangan suhu 46% dan mengurangi energi yang dibutuhkan untuk mengoperasikan sistem pendingin udara, yang pada gilirannya menguntungkan jangkauan kendaraan.

OPTEMUS

Sebuah proyek yang didanai UE yang didukung oleh tim besar perusahaan, OPTEMUS bertujuan untuk mengatasi salah satu hambatan terbesar untuk adopsi kendaraan listrik (EV) secara luas:batasan jangkauan karena kapasitas penyimpanan baterai listrik yang terbatas. Dimulai pada Juni 2015 dan berakhir pada Februari mendatang, OPTEMUS bermaksud untuk mengembangkan sejumlah teknologi inti yang inovatif dan teknologi pelengkap yang dikombinasikan dengan kontrol cerdas.

Demonstran adalah EV segmen-A (Fiat 500e). Prototipe kehidupan nyata ini dikombinasikan dengan prototipe virtual dari teknologi yang tercantum di bawah ini akan menunjukkan tujuan berikut:

• Minimum 32% pengurangan konsumsi energi untuk pendinginan komponen dan 60% untuk kenyamanan penumpang
• Pengurangan energi 15% tambahan tersedia untuk traksi,
• Pengurangan energi memungkinkan peningkatan jangkauan mengemudi dalam kondisi cuaca ekstrem> 44 km (38%) di lingkungan panas dan 63 km (70%) di lingkungan dingin.

Komposit sebagai Bahan Perubahan Fasa

Phase Change Materials (PCM) telah dikembangkan selama lebih dari satu dekade untuk digunakan di gedung, elektronik, dan sekarang mobil. PCM adalah bahan yang meleleh dan mengeras pada suhu tertentu dengan kemampuan untuk menyimpan atau melepaskan energi dalam jumlah besar selama perubahan fase ini. Perhatikan bahwa PCM padat-gas dan cair-gas juga telah diselidiki. PCM dapat berupa senyawa organik atau anorganik, tetapi biasanya mencakup pengisi konduktif, yang merupakan tempat masuknya grafit. PCM lain menggunakan karbon nanotube (CNT).

omposites sedang dikembangkan sebagai Materi Perubahan Fase (PCMs) menggunakan grafit, graphene dan karbon nanotube multi-dinding (MWCNTs).
SUMBER:steemkr.com/science (kiri) and International Journal of Heat and Mass Transfer, Volume 120 , Mei 2018, Halaman 33-41 di ScienceDirect.com (kanan).

Peneliti Fraunhofer LBF telah bereksperimen dengan bahan pembawa dan pengisi yang berbeda seperti boron nitrida dan grafit. Mereka berakhir dengan substrat yang terbuat dari polietilen, polimer yang sudah umum digunakan di interior otomotif, dan grafit sebagai pengisi. Grafit dilaporkan memberikan komposit konduktivitas termal yang sangat baik dan pembuangan panas yang cepat serta penyimpanan energi yang sangat baik.

Prinsip kerja untuk PCM komposit grafit/PE diselesaikan dalam par "Smart Cover Panel" dari OPTEMUS. Untuk mendemonstrasikan manfaat material baru, para peneliti memasukkannya ke dalam dasbor prototipe Fiat 500e dan mendaurkannya melalui fase pemanasan dan pendinginan. Pendinginan disediakan oleh elemen Peltier, yang merupakan transduser elektrotermal, didinginkan, pada gilirannya, oleh kipas eksternal. Energi untuk elemen Peltier dan radiator EV berasal dari baterai 12 volt tambahan yang ditenagai oleh sel fotovoltaik.

Grafit/polipropilena PCM komposit dipasang di dashboard kendaraan prototipe Fiat 500e.
SUMBER:Fraunhofer LBF

Peneliti LBF menggunakan energi yang dilepaskan selama transisi fase antara pemanasan dan pendinginan untuk menyalakan elemen Peltier hanya untuk jangka waktu tertentu. Dengan demikian, kipas tidak terus-menerus berjalan dengan daya maksimum. Sistem pendingin digabungkan dengan suhu dalam material dengan regulasi yang sesuai. Fraunhofer percaya ini akan memperpanjang harapan hidup komponen elektronik. Panel Smart Cover sebenarnya dikendalikan oleh sinar matahari itu sendiri, yang berarti pendinginan hanya dimulai pada hari-hari musim panas, sedangkan kehangatan tetap berada di dasbor selama musim dingin.

Komposit PCM baru Fraunhofer LBF secara eksperimental dibandingkan dengan senyawa polypropylene-talcum yang digunakan pada dasbor konvensional. Setelah 1000 detik paparan hingga 1200 watt/m ² daya pancaran, perbedaan suhu pada permukaan spesimen kira-kira 41°C, yang sesuai dengan penurunan suhu 46%.

Fraunhofer LBF tercapai Pengurangan suhu 46% menggunakan PCM komposit (“neu”) grafit/PE baru di dasbor vs. senyawa dasbor bedak polipropilen konvensional. SUMBER:Fraunhofer LBF.