Varmesystem ved hjælp af ledende kulstof nanorør til elbiler

Varmesystem ved hjælp af ledende kulstof nanorør til elbiler

Fraunhofer-forskere vil udstille demomodellen af ​​et energieffektivt varmesystem til elbiler på IAA: en belagt film, der producerer en bred strålevarme.

Elbilister har nu en grund mere til at elske sommeren, fordi om vinteren falder køretøjets rækkevidde markant på grund af den ekstra energi, som varmesystemet kræver . Elbiler genererer næsten ingen varme i modsætning til konventionelle personbiler, som producerer mere end nok motorvarme til at opvarme interiøret. En ekstra elvarmer er påkrævet. Denne forsynes med strøm af det samme batteri, som forsyner motoren med energi. 'I det mest ugunstige tilfælde kan du kun køre halvdelen af ​​den sædvanlige distance med bilen', siger Serhat Sahakalkan, projektleder ved Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA i Stuttgart.

Forskere ved IPA har udviklet en filmbaseret panelvarmer, som hurtigt giver en behagelig varme i elbiler, som – især på korte ture – er mere effektiv end tidligere elvarmere . Opvarmningskonceptet er baseret på en film, der er belagt med ledende carbon nanorør (CNT'er). Til dette sprøjter forskerne på et meget tyndt lag CNT-dispersion. 'Filmen er limet til den indvendige dørbeklædning og genererer en behagelig varme der i området ved armlænet på meget kort tid', forklarer Sahakalkan. Varmeren fungerer efter Joule-princippet: Når elektricitet strømmer gennem filmen, støder den på en naturlig modstand mellem de enkelte nanopartikler. Disse 'kollisioner' genererer varme.

Ekstremt tynd varmefilm sparer energi og omkostninger

Konventionelle elektriske modstandsvarmere af den type, der bruges i elbiler, gør også brug af dette princip. Normalt er det anvendte ledende materiale kobbertråd, som f.eks. er indlejret i silikonemåtter. Løsningen fra forskerne fra Stuttgart byder dog på flere fordele: Mens de kobbertrådsvarmere, der findes på nuværende tidspunkt, er relativt 'rumfangsfyldte' og optager en del installationsplads, filmvarmeren består af et lag ledende materiale med en tykkelse på kun få mikrometer . Den kan påføres fleksibelt på de mest forskellige overflader og bidrager til at spare energi og omkostninger på grund af dens lave vægt.



Selve CNT'erne har en lav varmelagringskapacitet, som et resultat af, at den genererede varme frigives direkte til miljøet. I modsætning til den trådbaserede variant fordeles varmen her jævnt over hele filmens overflade, hvilket øger effektiviteten. Når chaufføren slukker for varmen, afkøles materialet lige så hurtigt. “ Disse hurtige svartider er ideelle til korte afstande, såsom byture ”, forklarer Sahakalkan. Den ønskede varmeydelse kan justeres trinløst af brugeren. Selv isolerede defekter forringer ikke funktionaliteten. I ledningsbaserede varmesystemer kan f.eks. selv mindre brud i metallet føre til svigt.

For at påføre filmen jævnt på den buede dørbeklædning, forskerne deler det op i små moduler og limer dem derefter til dørbeklædningen i sektioner : “Der opstår lette folder ved krumningerne, som ændrer elektrodernes afstand. En jævn varmefordeling ville så ikke længere være sikret”, fastslår videnskabsmanden. På længere sigt vil eksperterne fra Stuttgart yderligere forenkle proceduren og sprøjte CNT-dispersionen direkte på de tilsvarende køretøjskomponenter. 'Dette ville gøre produktionsprocessen betydeligt mere økonomisk - især i sammenligning med ledningsbaserede løsninger', siger Sahakalkan. En første demonstrationsmodel af filmvarmeren vil blive præsenteret af forskerne i september på IAA i Frankfurt. Messen finder sted fra den 17. til den 27. september, pressedagen den 15. og 16. september.

Kilde: Fraunhofer