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作为电机中用于蓄积潜热的元件的PCM蜡混合物的制作方法

2022-04-25 03:05:12 来源:中国专利 TAG:

作为电机中用于蓄积潜热的元件的pcm蜡混合物
技术领域
1.本发明涉及包含至少两种属于相变材料(pcm)类的蜡的混合物的组合物作为用于优选用于汽车的电机中蓄积潜热的元件(element,组分)的用途,以及用于生产盛装所述组合物的中空冷却夹套(casing)的方法和用于冷却包括使用所述中空冷却夹套的电机的方法。


背景技术:

2.近年来,在交通行业,特别是汽车用途的可持续交通行业,越来越需要提供高性能的电动车辆。
3.获得高性能的需求对车辆的电力牵引单元会产生高应力,因为在此类应用中,电动机通常会受到性能不平衡的影响,这会导致机器的温度曲线产生非常不规则的模式(pattern),这种模式的特征在于加热和冷却都快速瞬变。
4.因此,在这种情况下,电动机也需要采用特定的冷却系统才能蓄积产生的多余热量,尽管运行中存在明显的温度差异,但仍让人想起那些用于内燃机(吸热发动机)的冷却系统。
5.因此,该行业对提供能够管理高性能电动汽车温度曲线中不规则模式从而避免性能下降、故障或失效的系统的需求不断增长。
6.例如,在已知的系统中,通常由铝制成的金属外壳会放置于电机的定子周围并由液体冷却导管从内部穿过。这种液体冷却系统当然适用于吸热发动机,其中温度瞬变通常非常缓慢,但几乎并不适合调节电机温度,例如,高性能汽车应用,在这种高性能汽车应用中如前所述,温度瞬变通常很短且非常迅速,并且其特征在于主峰和波动。
7.此外,在电机周围设置循环制冷剂液体的通道会带来与尺寸、安全性和消耗/排放相关的问题,这也是市场要求越来越多限制它们的原因。
8.因此已经设计的替代解决方案可以实现有效热量积聚(热蓄积)而因此实现良好温度调节,同时与电动机所需的机械特性相容。
9.在主要类型的热蓄积中——显热、潜热和热化学——潜热蓄积被证明是特别令人感兴趣的,因为它能够在近等温条件下提供高存储密度。
10.潜热储存是基于材料经历从固体到液体或从液体到气体的相变(反之亦然)时吸收或释放的热量,而温度没有显著变化,即几乎等温。这种材料通常被定义为相变材料(pcm)。pcm是天然来源或合成的有机或无机物质,通常用于固态-液态相变期间蓄积和/或释放热能,反之亦然,因此不仅利用了它们的显热容量,也利用了他它们的潜热容量。
11.pcm基本上分为三类:金属,如例如,铯、铟或镓,无机盐,如六水合氯化钙、六水合氯化镁或硝酸钾,或包括脂肪酸和石蜡的有机化合物。
12.在机器(电动或其他)的情况下最广泛使用的是有机相变材料,特别是石蜡,因为其他类型不适合,分别是由于过高的分子量和由此的高活化温度(金属)以及与该行业常用材料(无机盐)的稳定性和相容性差。
13.pcm石蜡具有许多优点,主要与它们的高稳定性、低密度、与通常用于生产机器(电动和非电动)的材料的相容性及其低成本有关。然而,一个主要缺点是它们的低热导率,以及与这些材料在液相中粘度有关的问题,当盛装于机械装置内时可能会导致泄漏和困难。与使用pcm蜡相关的另一个缺点与此类材料的长期行为有关,即在一定数量的固化和熔化循环之后,这在许多情况下会损害其性能。
14.另一个巨大的困难在于确保所使用的pcm物质的过渡区与所关注的系统的工作温度范围相交,这不仅可能因不同类型的机器而不同,而且即使对于同一台机器,在使用过程中也可能会有所不同。
15.尽管如此,这些材料对于各种技术应用而言都是令人感兴趣且有前景的,不仅因为它们能够有效储存热能,而且因为在特定温度范围内发生的相变期间,它们能够使系统温度保持不变。
16.具体而言,它们的存储和热管理特性会引起极大的兴趣,特别是在车辆加热和冷却系统中,利用了pcm的高潜热及其在相变推进期间的稳定温度范围。
17.正如专利wo2016153959中所述,已知的pcm材料应用能够用于加热或预热车辆(带有内燃机)的内部。在这种情况下,在发动机运行的前循环期间,会利用pcm对热能的存储,因为能量随后会被释放并传递到车辆的hvac系统,从而允许车辆本身在发动机关闭时受到加热,由此而不会消耗燃料。类似地,如us 2013/0283827中所述,pcm的热能蓄积能力也会用于逆向机制,即在发动机关闭时实施空调和冷却车辆的系统。
18.另一方面,对于通过使用pcm材料补充经典液冷系统而冷却电机的解决方案,尤其是在汽车领域,仍然鲜有实例。
19.例如,根据j.-x.wang等的研究(“experimental investigation of the thermal control effects of phase change material based packaging strategy for on-board permanent magnet synchronous motors”,energy conversion and management,123(2016),232-242和“conception and experimental investigation of hybrid temperature control method using phase change material for permanent magnet synchronous motors”,experimental thermal and fluid science,81(2017),9-29),石蜡作为pcm用于更多电动飞行器(mea)或全电飞行器(aea),即机载设施部分或全电气化取代经典液压、机械或气动系统的飞行器的永磁同步电机(pmsm)的冷却和温度控制的应用是已知的。
20.然而,在这种情况下,不仅是就耗散功率峰值的强度及其动力学而言必然不同于高性能机器的电力牵引电机的j.-x wang等描述的电动机,而且所使用的石蜡还具有限于单次熔融温度值的活化(和由此的运行)温度,并因此不适用于高性能电机运行条件下的有效温度管理。
21.因此,在电机领域,优选汽车行业,仍然需要提供一种冷却系统,其使用pcm会完全或部分替代传统液体冷却系统,能够使之也在使用过程中有可能抑制可变强度和持续时间的功率峰值(例如,其特征在于汽车电动机给定的不同驱动方式和条件),并且具有广泛的活化温度范围而使之能够在宽工作温度范围内有效而不会在多次使用循环后出现材料损耗、损坏或性能受损。
22.本发明通过提供一种包含pcm蜡的混合物作为用于蓄积潜热的元件的组合物解决
了现有技术的上述缺点,由于存在至少两种具有不同熔融温度的不同蜡,能够实现大范围内的有效温度瞬变控制,使之有可能有效冷却电动汽车电机,并在多次循环后也能够高性能改善系统的稳定性,并且能够根据电机的不同运行条件而优化温度控制。
23.本发明的一个进一步的目的是提供一种用于生产盛装包含至少两种pcm蜡的混合物作为用于蓄积潜热的元件而高效管理温度瞬变的组合物的中空冷却夹套的方法,以及一种用于冷却包括使用所述中空冷却夹套的电机,优选汽车电机的方法。


技术实现要素:

24.本发明涉及一种包含至少两种属于相变材料类而具有不同熔融温度的蜡(pcm蜡)的混合物的组合物作为用于优选汽车的电机中蓄积潜热的元件的用途。
25.所述组合物的特征在于具有60-120℃、优选70-105℃的宽熔融温度范围。
26.根据本发明的用途的组合物包含至少两种选自由以下组成的组中的pcm蜡的混合物:
[0027]-熔融温度为60-75℃,优选约70℃的蜡(“蜡1”),
[0028]-熔融温度为76-85℃,优选约80℃的蜡(“蜡2”),
[0029]-熔融温度为86-102℃,优选约100℃的蜡(“蜡3”),
[0030]-熔融温度为103-120℃,优选约105℃的蜡(“蜡4”),
[0031]
及其组合。
[0032]
具体而言,根据本发明的用途的组合物能够包含上述蜡中的两种、三种或四种的混合物,并且能够用作在由所使用的蜡的熔融温度界定的宽温度范围内蓄积潜热的元件。
[0033]
在一个实施方式中,根据本发明的用途的组合物盛装于优选汽车用电机100的中空冷却夹套1内,所述夹套包括中空主体2和空腔6。
[0034]
本发明还涉及一种生产盛装包含至少两种pcm蜡的混合物的组合物的中空冷却夹套的方法,所述方法包括以下步骤:
[0035]
(i)制备包含至少两种具有不同熔融温度的pcm蜡的混合物的组合物,其特征在于具有60-120℃、优选70-105℃的熔融温度范围;
[0036]
(ii)将所述组合物加热到超过所述熔融温度范围的上限端点,从而获得完全处于熔融状态的组合物;
[0037]
(iii)将步骤(ii)中获得的仍处于熔融状态的组合物引入中空冷却夹套1中,从而填充所述夹套的空腔6。
[0038]
最后,本发明还涉及一种用于冷却优选汽车用电机的方法,其包括以下步骤:
[0039]
(a)制备电机100,电机100包括设有绕组的定子101、可旋转地与所述定子相关联的转子102和中空冷却夹套1,所述中空冷却夹套1盛装包含根据前述方法制备的至少两种pcm蜡的混合物的组合物;
[0040]
(b)通过向所述绕组提供电流而启动所述电机。
附图说明
[0041]
图1显示了用于电机100的冷却夹套1的立体图,该冷却夹套1设有空腔6,空腔6盛装根据本发明的用途的组合物。
[0042]
图2显示了设有冷却夹套1的电机100的立体图,该冷却夹套1设置有盛装根据本发明的用途的组合物的空腔6。
[0043]
图3显示了在一个或两个加热循环后通过差示扫描量热法(dsc)获得的与各pcm蜡相关的曲线图(显示于表i中,实施例1)。
[0044]
图4显示了在一个或两个加热循环后通过差示扫描量热法(dsc)获得的与至少两种pcm蜡的混合物相关的曲线图(显示于表ii,实施例2)。
[0045]
图5显示了当填充或未填充如实施例2中所述的pcm蜡混合物1的金属容器经受热循环时获得的温度曲线。
[0046]
图6显示了当填充或未填充如实施例2中所述的pcm蜡混合物2的金属容器经受热循环时获得的温度曲线。
[0047]
图7显示了当填充或未填充如实施例2中所述的pcm蜡混合物3的金属容器经受热循环时获得的温度曲线。
[0048]
图8显示了当填充或未填充如实施例2中所述的pcm蜡混合物4的金属容器经受热循环时获得的温度曲线。
[0049]
图9显示了当填充或未填充如实施例2中所述的pcm蜡混合物5的金属容器经受热循环时获得的温度曲线。
[0050]
图10显示了当填充或未填充如实施例2中所述的pcm蜡混合物1-5的金属容器经受热循环时获得的温度曲线之间的比较。
具体实施方式
[0051]
为了本发明的目的,术语“石蜡(paraffin wax)”、“硬石蜡(paraffin)”和“石蜡烃”作为完全可互换的同义词使用并且表示具有通式c
nh2n 2
的一类饱和脂肪烃(正烷烃),其碳原子数大于20。石蜡的实例是费-托(fischer-tropsch)蜡,即通过费-托合成产生的饱和脂肪烃的混合物,它提供用于温度为170-220℃而压力为1-10个大气压的条件下的碳氧化物的聚合。
[0052]
术语“蜡”和“pcm蜡”作为完全可互换的同义词使用,是指前面定义的属于相变材料类的蜡(pcm)。
[0053]
在本文中,术语“相变材料”(pcm)“旨在定义一种潜热蓄积材料,特别是蜡,其利用相变现象吸收传入的能量流,从而储存大量的能量并保持自身温度基本恒定。
[0054]
就pcm蜡而言,术语“熔融温度”和“活化温度”用作本发明目的的完全可互换的同义词。
[0055]
在本文中,术语“冷却夹套”并非是指夹套的绝对温度值;相反,它旨在定义一种能够抵抗电机温度升高的夹套,将其温度保持于最佳运行值。
[0056]
为了本发明的目的,术语“熔化状态”、“熔化的”和“液化的”被用作与“通过热变成液态”的含义可互换的同义词。
[0057]
本发明涉及包含至少两种属于相变材料类的蜡(pcm蜡)的混合物的组合物作为用于优选汽车用电机中蓄积潜热的元件的用途。
[0058]
所述组合物有利地能够吸收突然的外部温度变化,从而基本上保持系统的整体温度不变。所述组合物有效地发挥了用于蓄积潜热的元件的功能,因为它能够吸收由外部源
释放的热量,而不会使其内部温度升高到高于活化温度,即以基本上等温的方式。
[0059]
为了生产根据本发明用作蓄热元件用途的组合物,根据所希望的该混合物具有活性(即吸收热)的温度范围,可以组合不同的蜡,即具有两种不同熔融温度的蜡。
[0060]
根据本发明的用途的组合物优选在室温下呈固态,但是当温度升高并超过某个转变阈值时,该组合物液化,蓄积从电机排出的热量(液化潜热)。同样,当温度下降时,液化的组合物凝固并传递出热量(凝固潜热)。
[0061]
根据本发明用作蓄热潜热元件的组合物包含至少两种具有不同熔融温度的pcm蜡的混合物。因此,所述组合物具有宽的熔融温度范围。
[0062]
所述熔融温度范围为60-120℃,优选70-105℃。
[0063]
在本发明的一个实施方式中,所述组合物包含至少两种具有不同熔融温度的pcm蜡的混合物,所述蜡选自由以下组成的组中:
[0064]-熔融温度为60-75℃,优选约70℃的蜡(“蜡1”),
[0065]-熔融温度为76-85℃,优选约80℃的蜡(“蜡2”),
[0066]-熔融温度为86-102℃,优选约100℃的蜡(“蜡3”),
[0067]-熔融温度为103-120℃,优选约105℃的蜡(“蜡4”),
[0068]
及其组合。
[0069]
优选所述蜡选自由以下组成的组中:
[0070]-由直链链烷烃组成的蜡(“蜡1”),碳原子数为20-50且熔融温度为60-75℃,优选约70℃;
[0071]-由普遍直链烃链组成的全氢化费-托蜡(“蜡2”),平均分子量为500-700道尔顿而熔融温度为76-85℃,优选约80℃;
[0072]-一种由普遍直链烃链组成的全氢化费-托蜡(“蜡3”),平均分子量为800-1000道尔顿而熔点为86-102℃,优选约100℃;
[0073]-由通过费托合成产生的饱和正构烷烃的多组分混合物组成的蜡(“蜡4”),平均分子量为1000-1200道尔顿并且熔融温度为103-120℃,优选约105℃。
[0074]
在本发明的一个实施方式中,该组合物是一种“双蜡组合物”,其包含两种上面列出的pcm蜡的混合物。
[0075]
因此,所述双蜡组合物能够有利地用作在由所用蜡的熔融温度限定的宽温度范围内蓄积潜热的元件。
[0076]
例如,如果组合物包含“蜡1”与“蜡2”的混合物,则所述组合物能够用作60-85℃、优选约70-80℃的温度范围内蓄积潜热的元件,而其他可能的组合以此类推。
[0077]
在一个优选的实施方式中,该组合物包含“蜡2”与“蜡3”的混合物。因此,所述组合物能够有利地用作76-102℃、优选约80-约100℃的温度范围内蓄积潜热的元件。
[0078]
在另一个优选的实施方式中,该组合物包含“蜡2”与“蜡4”的混合物。因此,所述组合物能够有利地用作76-120℃、优选约80-约105℃的温度范围内蓄积潜热的元件。
[0079]
根据本发明的用途的双蜡组合物优选包含一种用量为40wt%-60wt%,优选45wt%-55wt%的蜡和另一种补充量为40wt%-60wt%,优选45wt%-55wt%的蜡。
[0080]
在本发明的一个实施方式中,该组合物是一种“三蜡组合物”,其包含上述三种pcm蜡的混合物。
[0081]
因此,所述三蜡组合物可以有利地用作在由所用蜡的熔融温度限定的宽温度范围内蓄积潜热的元件。
[0082]
例如,如果该组合物包含“蜡1”、“蜡2”和“蜡3”的混合物,则所述组合物能够用作60-102℃,优选约70-约100℃的温度范围内的潜热蓄积元件,而其他可能的组合以此类推。
[0083]
在一个优选的实施方式中,该组合物包含“蜡2”、“蜡3”和“蜡4”的混合物。因此,所述组合物能够有利地用作76-120℃、优选约80-约105℃温度范围内蓄积潜热的元件。
[0084]
根据本发明的用途的三蜡组合物优选包含一种用量为20wt%-60wt%,优选30wt%-50wt%的蜡和另两种补充量的蜡,即一种蜡的量为20wt%-60wt%,优选20wt%-40wt%,而其它蜡的量为20wt%-60wt%,优选20wt%-40wt%。
[0085]
在本发明的一个实施方式中,该组合物是一种“四蜡组合物”,其包含所有四种上面列出的pcm蜡的混合物。
[0086]
因此,所述四蜡组合物能够有利地用作在由所用蜡的熔融温度限定的宽温度范围内蓄积潜热的元件。
[0087]
在这种情况下,所述四蜡组合物能够用作在60-120℃、优选约70-约105℃的温度范围内蓄积潜热的元件。
[0088]
在一个优选的实施方式中,本发明的组合物包含40wt%-60wt%,优选45wt%-55wt%的“蜡2”与“蜡4”的混合物和40wt%-60wt%,优选45wt%-55wt%的“蜡1”与“蜡3”的混合物。因此,所述组合物包含用量为10wt%-30wt%、优选15wt%-25wt%的蜡1,用量为15wt%-35wt%、优选20-30wt%的蜡2,用量为20wt%-40wt%、优选25wt%-35wt%的蜡3,用量为15wt%-35wt%、优选20wt%-30wt%的蜡4。
[0089]
在另一个优选的实施方式中,本发明的组合物包含40wt%-60wt%,优选45wt%-55wt%的“蜡1”与“蜡2”的混合物和40wt%-60wt%,优选45wt%-55wt%的“蜡3”与“蜡4”的混合物。因此,所述组合物包含用量为10wt%-30wt%、优选15wt%-25wt%的蜡1,用量为20wt%-40%、优选25wt%-35wt%的蜡2,用量为20wt%-40wt%、优选25wt%-35wt%的蜡3,用量为10wt%-30wt%、优选15wt%-25wt%的蜡4。
[0090]
根据本发明的用途的四蜡组合物优选包含用量为10wt%-40wt%、优选15wt%-35wt%的第一蜡和补充量的其他三种蜡,即一种蜡用量为10wt%-40wt%,优选15wt%-35wt%,另一种蜡的用量为10wt%-40wt%,优选15wt%-35wt%,而还有一种蜡的用量为10wt%-40wt%,优选15wt%-35wt%。
[0091]
在一个实施方式中,根据本发明的用途作为在优选汽车用电机中用于蓄积潜热的元件的组合物盛装于中空冷却夹套1内。
[0092]
所述夹套优选包括围绕其中心轴线a延伸并设置有限定电机100的容纳体积5的径向内壁3和径向外壁4的中空主体2。
[0093]
换言之,中空体优选具有围绕中心轴线的至少部分管状构造,从而限定用于容纳电机的中心体积。
[0094]
而且,优选空腔6限定于径向内壁和径向外壁之间。
[0095]
因此,两个壁之间的中空主体的厚度不是完全“满的”,而是具有至少部分由所述空腔表示的一个或多个空的部分。
[0096]
根据本发明的一个方面,用作用于蓄热潜热的元件的组合物装入并均匀分布于冷
却夹套的所述空腔内。
[0097]
所述组合物优选以预先确定的量装入所述空腔中。
[0098]
有利的是,包含至少两种具有不同熔融温度的pcm蜡的混合物的组合物与优选汽车用电机100的电动机接触,该电动机包括设置有绕组的定子101,其中与该定子相关联的转子102同轴旋转;和如前所述的冷却夹套,其中该定子容纳于中空主体2的容纳体积5内。
[0099]
具体而言,包含于空腔6内的组合物与定子接触,吸收和释放热量而不影响夹套本身的温度和由此影响电机的温度。
[0100]
冷却夹套1并具体而言中空主体2优选由金属材料制成,优选由铝制成。其他可以用于制造冷却夹套的材料是,例如,导热率大于或等于90w/mk的铝合金、金属和合金。
[0101]
使用如前所述的组合物作为用于电机中蓄积潜热的元件而使该电机的电动机的温度能够保持于可接受的限度内,而同时降低存在的任何传统冷却液的流量和流速或甚至使之有可能完全消除传统的冷却液系统。
[0102]
与使用根据本发明的组合物相关的一个优点是,与仅使用一种类型的pcm蜡构成的用途(其具有精确活化温度(即由“三角形”熔化峰表示))不同,使用具有不同熔融温度的至少两种pcm蜡的混合物使之有可能拓宽发生相变的范围,即所述混合物吸收系统潜热的范围(参见图3和图4之间的比较)。
[0103]
熔化峰形状是“四边形”而不是“三角形”的事实确保了所述混合物有利地在温度范围内连续地活化,这与使用单个蜡表现出局部温度瞬变是不同的。
[0104]
与使用该组合物作为用于蓄积潜热的元件有关的另一个优点是,通过将至少两种具有不同活化温度的pcm蜡组合,如前所述,在电机的工作温度范围内,有可能使部分混合物处于固态,这维持粘度水平与其在机械设备如,例如,冷却夹套中的用途相容,即使在该混合物中的一种或多种其他蜡完全融化的情况下也是如此。
[0105]
由于根据本发明的用途的组合物的粘度取决于混合物中至少两种蜡的类型及其相对浓度(%量),根据待管理的不同热曲线,根据本发明的用途的组合物因此可以通过根据先前描述的以不同量混合不同类型的pcm蜡而进行修改。这有利地使之能够限制或甚至避免混合物分离和/或材料损失的现象,从而保持该组合物的原始均匀分布。根据本发明的用途的组合物因此具有高稳定性并且使之即使在多次热循环之后也能够获得高性能。
[0106]
本发明还涉及一种生产盛装包含至少两种pcm蜡的混合物的组合物的中空冷却夹套的方法,所述方法包括以下步骤:
[0107]
(i)制备包含至少两种具有不同熔融温度的pcm蜡的混合物的组合物作为用于蓄积潜热的元件,所述组合物的特征在于具有60-120℃、优选70-105℃的熔融温度范围;
[0108]
(ii)将该组合物加热至高于所述熔融温度范围上限端点,优选加热至80-160℃,更加优选100-140℃的温度,从而获得完全处于熔融状态的组合物;
[0109]
(iii)如前所述将步骤(ii)中获得且仍处于熔融状态的组合物引入中空冷却夹套1中,从而填充所述夹套的空腔6。
[0110]
所述中空冷却夹套如前所述并由此是优选汽车用电机的冷却夹套。
[0111]
包含至少两种pcm蜡的混合物的所述组合物如前所述。
[0112]
本发明还涉及一种用于冷却优选汽车用电机的方法,其包括以下步骤:
[0113]
(a)制备电机100,该电机100包括设置有绕组的定子101、可旋转地与所述定子相
关联的转子102,所述定子容纳于中空冷却夹套1的中空主体2的容纳体积5内,所述中空冷却夹套1盛装包含根据前述方法的步骤(i)-(iii)制备的至少两种pcm蜡的混合物的组合物;
[0114]
(b)通过向绕组提供电流而启动所述电机。
[0115]
根据本发明的用于冷却优选汽车用电机的方法,由于在夹套主体内部存在用于蓄积潜热的元件(即,如前所述的组合物),使之有可能总体上减缓电动机,特别是汽车应用中经受的快速温度瞬变,使该系统的温度能够尽可能地保持于电机运行的最佳值附近,优选用于控制于不同条件和不同驱动模式下。
[0116]
在优选实施方式中,根据本发明的用于冷却优选汽车用电机的方法包括一个以下进一步的步骤(a.1):在如前所述的冷却夹套1中还提供流体冷却回路12,优选液体冷却回路,与空腔6互补。
[0117]
有利的是,以这种方式优化冷却夹套的性能,从而最大化使用包含至少两种pcm蜡的混合物的组合物用作用于蓄积潜热的元件的优点,以及液体冷却系统的优点。
[0118]
这两个冷却系统相互补充并集成在一起,并在定子101的共享区域上精确工作,从而最大化电机的性能。
[0119]
根据本发明的用于冷却电机的方法的该实施方式,得益于冷却夹套中存在填充有与流体冷却回路互补的用于蓄积潜热的元件(即,如前所述的组合物)的空腔,使该系统的响应能够在冷却阶段也得到优化。
[0120]
实施例
[0121]
1.各pcm蜡的选择和dsc表征
[0122]
以下示例性实施例中使用的蜡的特性示意性地描述于下表(表i)中。
[0123]
表i
[0124][0125][0126]
通过差示扫描量热法(dsc)技术对蜡进行表征,利用该技术可以确定每个转变(加热时熔化和冷却时固化)的开始和结束温度。
[0127]
图3显示了与在第一次加热/冷却循环和第二次加热/冷却循环期间各蜡的样品的
dsc表征相关的曲线图。重要的是观察到图中所示曲线的形状仅在熔化阶段从第一个循环到第二个循环略有变化,而如果仅考虑再凝固阶段,这两个图是相同的。这是由于在第一个加热循环期间发生的内部重排。
[0128]
2.包含至少两种pcm蜡的混合物的组合物的选择和dsc表征
[0129]
根据本发明的一个实施方式使用的混合物的特征示意性地描述于下表(表ii)中。
[0130]
表ii
[0131][0132][0133]
使用的各种蜡混合物(混合物1、混合物2、混合物3、混合物4和混合物5)通过差示扫描量热法(dsc)进行表征,以便能够确定每种混合物的活化温度并观察所关注的温度范围,即60-120℃内的峰值变化。
[0134]
图4显示了在第一次加热/冷却循环期间和第二加热/冷却循环期间至少两种pcm蜡的这种混合物的样品的dsc表征相关的曲线图。同样在这种情况下,对于各个蜡的样品,图中所示曲线的形状仅在熔化阶段从第一循环到第二循环略有变化,而如果只是考虑重新凝固,这两个曲线图是相同的。然而,通过比较这两个图(图3和图4)可以理解的是,在至少两种蜡的混合物的情况下,曲线的形状更接近四边形,而不是各个蜡的情况的更接近“三角形”形状。这表明至少两种pcm蜡的混合物始终在特定范围内具有活性,这与单个蜡不同,单个蜡会表现出温度上更加局部化的转变。
[0135]
3.应用实施例
[0136]
图5-图10显示了当填充或未填充实施例2中描述的各种pcm蜡混合物的金属容器经受热循环时获得的温度曲线。金属容器能够用作研究如前所述的冷却夹套在模拟优选汽车用电机中存在的运行条件下的行为和热响应的模型。
[0137]
根据图5-图10所示的曲线可以理解的是,pcm蜡的混合物如何凭借它们在一定温度范围内以接近等温的方式蓄积潜热的能力,而使容器能够吸收热量而不会同时影响容器本身的温度。
[0138]
还可以观察到的是,使用具有不同活化温度的pcm蜡的混合物,温度曲线有差异地
取决于相对浓度(构成每种混合物的至少两种蜡的百分比量)和每种蜡的特征熔融温度(如表i-ii所示)而变化,使之有可能选择出最适合要管理的热曲线的混合物。
再多了解一些

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