科创中国

行业领域

新材料技术

需求背景

作为替代传统燃油汽车的首选，电动汽车主要采用动力电池作为驱动力，通过电机和控制器等零部件将电池的化学能转化为机械能来带动电动汽车的运行。而动力电池作为新能源电动汽车的核心部件，其安全性尤其是热安全至关重要。现有的动力电池一般采用圆柱形电池、方形电池或者软包电池通过串、并联等方式形成大功率、大容量的电池组。动力电池在高倍率的充放电过程中，会产生大量的热量，如果不及时将这些热量快速散发到空气环境中，就会导致动力电池容量和寿命快速衰减，甚至会引发热失控，严重时出现爆炸等现象。因此，为了提高电动汽车的安全性和稳定性，需要设置电池热管理装置来维持电池组内部温度的平衡。

相变材料冷却作为一种新兴的电池热管理技术，备受行业的青睐与关注。相变材料冷却具有结构紧凑，相变潜热大，均温性能好等优点。然而，由于其自身导热系数低，与空气换热困难，导致其存在在持续高温环境下或持续吸热过程中容易失效的缺点。

需解决的主要技术难题

1. 拟以我司现有液冷热管理材料研发思路为技术基础，围绕数据中心大量数据吞吐和运算所带来的高能耗、高热流密度散热的难题，以研发新型高可靠性液冷复合热管理材料为攻关方向，并设计与之适配且相容的高效节能液冷装置，提出以矿物油及植物绝缘油为主的新型高可靠性液冷复合热管理材料的合成原理及制备方法；建立材料的测试与表征方法；揭示材料的热流固耦合的流动传热强化机制，构建以新型高可靠性液冷复合热管理材料为依托的数据中心液冷结构及热控防护系统并完成运行测试；建成两套以上不同规模的数据中心应用示范。 

2. 旨在从矿物油的主链长度与理化性质之间构效关系，实验研究原料体系、反应物配比、反应温度、时间和改性剂分子结构等对材料形貌、尺寸、均一性的影响规律等多角度开展研发，以解决服务中高热流密度集成性矩阵热源所需要的散热性能。 

3. 实现液冷热管理材料国产化替代。

期望实现的主要技术目标

百kg样品性能满足如下指标：10GHz条件下，介电常数DK≤2，损耗因子DF≤***；击穿电压≥3 kV/mm，运动粘度≤9x10-6 m2/s (40 ℃)，沸点≥ 130 ℃，燃点≥235 ℃，开口闪点≥200 ℃，导热系数≥*** W/(m·K)，比热容 ≥960 J/(kg·K)。基材浸泡兼容性符合要求，化合物及组合物加速模拟稳定性符合要求。

需求解析

解析单位：浙江省宁波市 解析时间：2023-09-21

干宁

宁波大学

教授

综合评价

该研发首次将相变乳液冷却系统和复合相变材料冷却系统相结合，用于锂电池热控领域。相变储能材料具有储能密度大，性能稳定，成本低廉的特点，可以在一定温度范围内有效抑制电池温升。微通道液冷板与电池之间通过复合相变材料传递热量，相变材料包裹电池同时与液冷板紧密贴合，提供了充足的换热面积。相变材料吸收的热量以潜热的形式储存并传递至微通道液冷板内部的相变乳液中。相变乳液在相变时比热容远高于水，在相同的流量下相比于水具有更好的冷却效果。

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