热电设备将热量转化为电能,不会产生温室气体排放,并有可能作为可穿戴设备的能源。目前的努力重点是设计既具有高转换效率又具有机械灵活性的材料。半赫斯勒材料(例如 TiNiSn)表现出良好的化学稳定性和热电效率,但它们固有的脆性对柔性设备的应用构成了挑战。在这里,TiNiSn 薄膜在室温下通过直流磁控溅射沉积,以研究它们对柔性设备应用的弯曲响应。因此,考虑了不同的基材:Si、Kapton、丝绸和打印纸,而 Si 被用作参考。分别采用能量色散 X 射线光谱和广角 X 射线散射分析沉积薄膜的成分和结构。通过扫描电子显微镜检查薄膜形态。此外,还采用密度泛函理论 (DFT) 探索柔性基板与非晶态 TiNiSn 之间的界面,并计算柯西压力,这是延展性/脆性行为的关键指标。非晶态 TiNiSn 薄膜对柔性 Kapton、丝绸和纸基板表现出良好的粘附性。施加机械载荷,即弯曲至 154 ◦,以评估裂纹形成,仅在 78 ◦ 和 154 ◦ 处出现少量裂纹,从而表明具有一定程度的柔性。DFT 数据支持这些发现,显示非晶态 TiNiSn 与柔性基板单体之间的粘附强度中等。计算出的柯西压力为 30 GPa,表明 TiNiSn 在非晶状态下具有延展性。因此,替代其他耗时的合成方法、消除对高温的需求以及提供对各种基板具有良好粘附性的无毒且经济高效的材料是非晶态 TiNiSn 薄膜成为柔性热电装置的良好候选材料的原因。
o 2019 年 9 月发现大气泄漏增加。在目前的状态下,泄漏不会对机组人员或航天器造成直接危险。正在采取多项措施确定俄罗斯服务舱 (SM) PrK 部分的泄漏源。 o 在 PrK 压力壳上粘贴 Kapton 胶带并贴上标签以便追踪。两处裂缝已永久修复,没有任何问题。正在收集应变计数据以用于关注的事件。到目前为止,迄今为止测量的所有应变都很低且与预测值一致。 o 短期内,将适当隔离 SM 的该部分,以最大限度地减少消耗品损失。 o 当前泄漏量约为 0.9 磅/天 o 在不需要进入时,PrK 舱口关闭 o 俄罗斯航天局团队/机组人员继续寻找泄漏并向地面团队提供样本/数据进行检查。
聚合物在航空航天行业中起着至关重要的作用,但是它们在太空中对原子和离子氧的脆弱性提出了重大挑战。地面测试已证实,低地球轨道(LEO)的长时间暴露会导致材料降解。已经探索了保护性措施,但是缺乏对侵蚀机制的全面理解。在这个项目中,我们引入了一种新颖的方法来研究由分子水平的原子氧离子(IO)引起的化学侵蚀。通过将聚合物解构为分子部分并进行单一碰撞实验,我们旨在阐明管理化学攻击的基础力。具体来说,我们将研究聚合物,聚苯乙烯,卡普顿H和石墨的最具代表性的部分。我们的实验设置,指导离子束质谱法(GIB-MS)将提供对反应性横截面和产物分支比率的见解。这项开创性的努力标志着解决空间中聚合物侵蚀的首要综合努力,对航空航天材料科学有潜在的影响
聚酰亚胺ber具有高强度和模量和较高的放射性耐药性,1使其可以用作航天器和火箭的轻质电缆夹克,以及用于空间应用的ber-ber强化复合材料。由于空间中使用的材料可能会受到大量的高能辐射,因此必须评估聚酰亚胺BER对高能辐射的响应很重要。在几年内实施了大量使用聚酰亚胺的空间实验。研究了Kapton对3 MeV质子辐射的辐射敏感性,结果表明,在放射溶解时,分解,断裂应激和聚合物的断裂能显着降低。此外,断裂时的伸长率与用相同剂量的2 meV电子照射诱导的伸长级相似。2电子,质子或两个合并的辐照都诱导的键断裂和聚酰亚胺分子的交联,而质子辐射可以比电子辐照更容易打破PI键,然后导致在样品表面积上形成石墨样结构。3质子辐照增加了初始摩擦系数,并降低了聚酰胺的稳定摩擦系数。4辐照PI的磨损速率下降了:电子照射>质子辐照>联合照射。5质子照射还可以控制聚酰亚胺的折射率。折射
摘要ATL-1 2PQ格式Picosatellite是一项合作实验,涉及两家私营公司H-ION Research,Development and Innovation Ltd.和ATL CPLC。以及布达佩斯特技术与经济学大学以及Eotvos Lorand University。此任务跨越了大约10个月,在此期间,ATL-1在低地球轨道上绕。该项目的目的是开发用于电池薄层绝缘的功能测试。使用了三种不同的,氧化铝的特殊结构化新开发和制造的热绝缘材料来隔热电池。这三种材料如下:除了用作参考材料的kapton箔外,多孔纤维,复合材料和冷冻凝胶。这项研究的主要目的是研究这些实验材料在相关空间环境中的热行为,并确定最有效的绝缘材料。还研究了通过绕地球绕地球绕的温度循环。还从温度数据集确定了材料的热绝缘强度,以识别最有效的热绝缘子。结果表明,与飞行前实验室测试的结果一致,多孔纤维始终优于电池两侧的其他材料。该研究还包括对温度对太阳照射的外观和消失的响应时间的分析。该数量的行为也与更好的热特性材料密切相关。
为了评估自由号空间站 (SSF) 和未来任务的空间电源系统组件材料的耐久性,有必要在地面设施中模拟低地球轨道原子氧的加速暴露。美国国家航空航天局 (NASA) 刘易斯研究中心开发的设施提供了定向或散射氧气束、真空紫外线 (VUV) 辐射的加速暴露率,并提供原位光学特性分析。该设施利用电子回旋共振 (ECR) 等离子体源产生低能氧气束。可以在 250 至 2500 纳米的波长范围内原位测量样品的总半球光谱反射率。氘灯提供的 VUV 辐射强度水平在 115 至 200 纳米范围内,相当于三至五个太阳。减速电位分析表明,对于最适合高通量、低能量测试的操作条件,分布离子能量低于 30 电子伏特 (eV)。峰值离子能量低于设施中评估的聚合物保护涂层的溅射阈值能量 (-30 eV),因此允许长时间暴露而不会发生溅射侵蚀。中性物质的热能预计约为 0.04 eV 至 0.1 eV。基于聚酰亚胺 Kapton 质量损失的最大有效通量水平为 4.4x10 16 原子/cm z . s,因此可提供高度加速的测试能力。
关于合作 交通电气化要求更多地使用高压系统,这对在严苛环境中部署的绝缘材料提出了更高的要求。在此次合作中,aHV 使用其自有设施对各种类型的绝缘系统进行老化处理,包括用于电机和电缆系统的绝缘系统。测试项目包括用高性能聚合物 Kapton(聚酰亚胺)、聚醚醚酮 (PEEK) 和 PAI 绝缘的样品。然后将这些样品与新的、未使用过的和未测试过的样品一起提供给 Royce 作为对照。Royce 利用一系列不同的分析手段对这些未老化和老化样品进行了特性分析,其中包括 X 射线计算机断层扫描、气相色谱-质谱、扫描电子显微镜和摩擦学(硬度测试)。Royce 能够对使用过的和全新的绝缘材料进行详细的分析和比较。结果 Royce 能够准确定位和成像由电气故障引起的故障位置,并进一步能够表征由逐渐的热和电老化引起的降解反应的副产品。作为一家小型企业,aHV 不具备开展这些特性描述活动所需的设施;因此,Royce 能够通过其独特的合作伙伴模式提供全面的访问权限,确保在需要时使用适当的专业知识。aHV 专注于电动汽车绝缘系统的开发、设计和测试——这对于这些系统中使用的电动机、电缆、连接器和电源转换器的开发至关重要。此次合作意味着 aHV 对可用于评估绝缘系统性能的技术有了更深入的了解,并且可以通过 Royce 增强他们向行业合作伙伴提供的服务。
Jer-Chyi Liou (NASA) NASA 轨道碎片计划办公室 (ODPO) 是 NASA 总部安全与任务保障办公室 (OSMA) 的一个授权计划。NASA 轨道碎片缓解程序要求 NPR 8715.6E 规定了 ODPO 的角色和职责,包括 (1) 现场以及通过雷达、望远镜和实验室实验收集轨道碎片测量数据,(2) 开发轨道碎片模型和任务支持工具,(3) 评估和记录 NASA 任务是否符合轨道碎片缓解要求,以及 (4) 为美国和国际社会的轨道碎片缓解政策和最佳实践做出贡献。ODPO 的首要任务是表征低地球轨道 (LEO) 中毫米级小型轨道碎片的风险。毫米级轨道碎片对于在 600 至 1000 公里高度运行的航天器而言,是终止任务的最高风险,数百架航天器在此高度运行,但缺乏对环境中如此小碎片的直接测量数据。需要毫米级轨道碎片的直接测量数据来支持制定和实施具有成本效益的防护措施,以确保未来太空任务的安全运行。2018 年美国国家空间交通管理政策、2021 年美国国家轨道碎片研究与发展计划和 2022 年美国国家轨道碎片实施计划也认识到需要解决低地球轨道这一关键数据缺口。自 2020 年代初以来,ODPO 一直在探索各种用于现场测量小型轨道碎片的粒子探测技术。这些努力的成果是与 JAXA 合作研发的多层声学和导电网格传感器 (MACS)。 MACS 结合了几种简单的检测原理,以最大限度地利用从每次碎片检测中提取的信息,从而为对低地球轨道上小型轨道碎片群体的定义进行有意义的改进提供数据。MACS 是一个四层传感系统。第一层是 JAXA 的导电网格薄膜空间碎片监测器 (SDM),第二层和第三层是相同的 Kapton 薄膜,最后一层是低密度合成泡沫板。每层都连接了多个声学传感器,以测量撞击时间和位置。泡沫板上的声学传感器也用于测量撞击动能。所有四层数据的组合提供了有关每个撞击轨道碎片颗粒的大小、质量、密度、撞击时间、速度和方向的信息。自 2017 年以来,ODPO 已与 JAXA 建立了多项代理协议,以开发、测试和优化 MACS 的设计。2022 年确定了在未来的 HTV-X 飞行中对 MACS 进行技术演示的机会,并于 2023 年确认。MACS HTV-X3 技术演示任务由 OSMA、NASA 科学任务理事会赞助,以及国际空间站 (ISS) 计划。HTV-X3 离开国际空间站后的技术演示阶段的任务概况尚未最终确定,但 HTV-X3 可能达到 500 公里的最大高度,持续时间长达 18 个月。HTV-X3 演示为充分完善 MACS 技术准备水平并展示其小碎片探测能力提供了绝佳机会,这将为 ODPO 在不久的将来开展一项任务以解决 600 公里高度以上关键的毫米级轨道碎片数据缺口铺平道路。
LRQA Group Limited,其分支机构和子公司及其各自的官员,雇员或代理人在本条款中单独和集体称为“ LRQA”。lrqa不承担任何责任,也不应对任何人的损失,损害或费用依靠本文件或提供的任何损失,损害或费用,除非该人已与相关的LRQA实体签订合同,以提供此信息或建议,在这种情况下,任何责任是根据该合同的条款和条件专有的。发行者:Bikenhill Lane,Bikenhill Lane,Birmingham B37 7ES,英国
特斯拉的电池技术享有盛誉,2013 年特斯拉 Model S 被 Motor Trend 评为“年度最佳汽车”。这一成就可以归因于其更长的续航里程、更快的加速和令人眼花缭乱的速度,所有这些都是由其电力电子设备和电池系统实现的。在本文中,我们将深入探讨特斯拉汽车中使用的电池系统的细节。具体来说,我们将重点介绍电池组,并涉及其他重要主题,例如机械或热规格、电气特性和特征、电池模块效率和保护功能。电动汽车 (EV) 电池系统是其主要的能量存储系统,主要由电池组成。设计电动汽车的电池系统需要多个领域的知识,包括电气工程、机械工程、热工程、材料科学等。特斯拉电池组的一个关键特性是其高效率、可靠性和安全性,使其成为高度模块化的设计。每个模块可以串联以产生所需的电压输出。特斯拉 Model S 电池组的电压约为 400 伏。特斯拉电池组的一个显著例子是 Model S P85 中的电池组,其容量为 90 kWh,重量超过 530 公斤。该电池组包含 16 个模块,由 7104 个独立电池组成。中央母线在将每个电池模块连接到接触器方面起着至关重要的作用,接触器为前后电动机供电。由于每个模块约为 5.5 kWh,而 Model S P85 的电池组中有 16 个这样的模块,因此它实际上相当于一个 84kWh 模块。特斯拉在其电池组中使用锂离子电池。每个电池都有不同的尺寸、形状和内部化学性质。所用电池的具体类型取决于所制造的型号;例如,特斯拉的 Model S 和 X 变体使用松下制造的 18650 锂离子电池。这些电池的尺寸是一个关键信息,因为它表明了它们的大小和形状。每个 18650 电芯直径为 18 毫米,高为 65 毫米,其命名法可以洞悉其尺寸和内部结构。电芯以串联和并联连接的方式排列,从而形成一个模块。电池组的设计和所用电芯类型会显著影响汽车的整体性能。特斯拉 Model S 电池组:技术特性详细分析特斯拉的电池组(用于 Model S)由松下与特斯拉合作开发,专为电动汽车 (EV) 应用而设计。该电芯的主要特性如下:| 参数 | 规格 | | --- | --- | | 容量 | 3.4 Ah | | 电芯能量 | 12.4Wh | | 标称电压 | 3.66 V | | 体积能量密度 | 755 Wh/L | | 重量能量密度 | 254Wh/Kg | | 内阻 | 30m Ohm | | 电芯质量 | 49g | | 电芯体积 | 0。0165L | 特斯拉 Model S 电池组由多个称为模块的较小电池组成,每个模块采用 6S 74P 配置。这意味着六个电池串联连接,每个系列都有 74 个电池并联连接。每个模块的额定连续电流为 500A,峰值电流为 750Amps。电池组采用液体冷却来维持其温度并防止过热,过热可能导致热失控和火灾危险。冷却系统使用热交换器管道,该管道将冷却液输送到模块内部。 ### 引线键合技术的优势 特斯拉 Model S 电池组中使用的引线键合技术有几个优点: * 连接过程中不会向电池引入热量。 * 导线充当安全保险丝,在电池发生故障时提高整个系统的安全性。 * 它提高了可制造性。 ### 引线键合技术的缺点 但是,这种技术也有一些缺点: * 由于增加了导线,它增加了电阻。 * 它会在系统中产生热量,从而降低运行效率。 * 电池模块的规格如下:| 参数 | 规格 | | --- | --- | | 标称电压(电池模块) | 22.8V/模块 | | 充电截止电压(电池模块) | 25.2V/模块 | | 放电截止电压(电池模块) | 19.8/模块 | | 最大放电电流(10 秒) | 750 安培 | | 高度 | 3.1 英寸 | | 宽度 | 11.9 英寸 | | 长度 | 26.2 英寸 | | 重量 | 55 磅 | 热管理系统是一项关键的安全功能,它通过去除电池组内部的热量来确保电池组的温度保持在一定阈值内。### 图片参考本文中的一些图片取自 EV Tech Explained,这是一个提供深入解释电动汽车技术的频道。特斯拉电池组的关键在于将各个电池彼此隔离。在弯道处,Kapton 胶带可确保最佳绝缘效果。水乙二醇溶液用作冷却剂,当冷却剂流过电池组时,温度会升高。下图显示了高强度测试后电池模块内不同点的温度波动。蓝线表示冷却剂入口,红线表示出口。图中还显示了最大和最小电池温度。测试最初设置为 20°C,涉及 250 安培充电和放电循环。如图所示,模块之间存在低温偏差。保持相似的温度至关重要,因为它会影响内部电阻和整体电池组特性。冷却剂管的波浪形设计增加了表面积和封装效率。电池组本身作为结构构件,位于汽车底部。它为车辆提供刚性和强度,降低重心并改善平衡性和稳定性。每个凹槽可容纳一个电池模块,纵向构件可加强底盘的抗冲击和侧弯能力。内部构件为模块放置创建网格,同时提高基础强度和物理刚度。如果发生火灾,它们会将模块彼此隔离。下图显示了所有 16 个模块的放置位置。高压母线连接在上方,红点表示正极连接,黑色表示负极连接。母线由厚铜镀锡板制成。电池管理系统 (BMS) 对于安全、监控过充、过放、充电状态、放电状态、温度等至关重要。下图显示了基于德州仪器 bq76PL536A-Q1 3 至 6 串联锂离子电池监控器和二次保护的特斯拉 Model-S BMS。BMS 集成到每个模块中,监控电池寿命、温度和其他因素。特斯拉 Model S 的电池监控系统 (BMS) 通过充电放电循环监控电池,并使用 SPI 与其他串联 BMS 模块进行数据通信。每个模块的 BMS 都充当从属设备,通过隔离屏障与主 BMS 通信,主 BMS 控制主接触器并通过 CAN 总线与 ECU 和充电器通信。使用连接到并联连接板的电线测量电池电压。假设 BMS 图片中每个串联连接的 6 个监控 IC 来自 TI,可以菊花链连接一条通信线路,可能是由博世开发的,该系统的复杂性和工程工作量是显著的,特别是在设计模块和电池组时,它们也用于结构目的,增强了车辆的稳定性和机动性。使用的高质量电池有助于满足对二次使用的需求,由于特斯拉提供的信息在互联网上可以找到,因此很难验证它。通过隔离屏障与控制主接触器的主 BMS 进行通信,并通过 CAN 总线与 ECU 和充电器进行通信。使用连接到并联连接板的电线测量电池电压。假设 BMS 图片中每个串联连接的 6 个监控 IC 来自 TI,可以菊花链连接一条通信线路,可能是由博世开发的,该系统的复杂性和工程工作量是显著的,特别是在设计模块和电池组时,它们也用于结构目的,增强了车辆的稳定性和机动性。使用的高质量电池有助于满足对二次使用的需求,由于特斯拉提供的信息在互联网上可用,因此很难验证它。通过隔离屏障与控制主接触器的主 BMS 进行通信,并通过 CAN 总线与 ECU 和充电器进行通信。使用连接到并联连接板的电线测量电池电压。假设 BMS 图片中每个串联连接的 6 个监控 IC 来自 TI,可以菊花链连接一条通信线路,可能是由博世开发的,该系统的复杂性和工程工作量是显著的,特别是在设计模块和电池组时,它们也用于结构目的,增强了车辆的稳定性和机动性。使用的高质量电池有助于满足对二次使用的需求,由于特斯拉提供的信息在互联网上可用,因此很难验证它。
