【摘 要】
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硅橡胶（SR）本身的热导率只有0.2W/（m·K）,不能直接用作电动汽车（EVs）电池热管理（BTM）的冷却材料,需要向SR基体中添加导热填料提高SR复合材料的热导率。本文以六方氮化硼（h-BN）为主要导
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硅橡胶（SR）本身的热导率只有0.2W/（m·K）,不能直接用作电动汽车（EVs）电池热管理（BTM）的冷却材料,需要向SR基体中添加导热填料提高SR复合材料的热导率。本文以六方氮化硼（h-BN）为主要导热填料,分别通过纳米银粒子（Ag NPs）修饰h-BN的方法制备Ag NPs-h-BN导热填料,以及静电自行装配的方法将改性h-BN（mh-BN）和碳纤维（CF）混合制备mh-BN@CF复合填料,然后分别填充到SR基体中,制备出Ag NPs-h-BN/SR和mh-BN@CF/SR复合材料。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）、热重分析仪（TGA）等对SR复合材料的化学组成、表面形态和热稳定性进行表征;研究了填料混合方式、填料用量、填料填充比例等对SR复合材料导热性能、力学性能和电绝缘性能的影响。最后将SR复合材料应用于电池热管理系统（BTMS）中,通过计算流体力学（CFD）对电池组的温度和温差进行模拟仿真分析。研究发现:（1）利用Ag NPs修饰h-BN粒子制备出Ag NPs-h-BN复合填料,Ag NPs存在最佳含量。即当Ag NPs含量为2.2g时,填充量为90phr时,Ag NPs-h-BN/SR复合材料的热导率为1.28W/（m·K）。在力学性能方面和电绝缘性方面,在填充量为50phr时,Ag NPs-h-BN/SR复合材料的的拉伸强度为4.93MPa,相比于h-BN/SR复合材料的拉伸强度提高了18.8%,断裂伸长率稍有降低,为212%,体积电阻率保持在1015Ω·cm。（2）当mh-BN:CF=7:3时,mh-BN@CF/SR复合材料具有最高的热导率。当mh-BN@CF粒子添加量为54phr时,mh-BN@CF/SR复合材料的热导率为1.30W/（m·K）,相比于h-BN/CF/SR和h-BN/SR复合材料热导率分别提高了23.7%和57.4%,相比于SR基体的热导率提高了400.4%。mh-BN@CF/SR复合材料的拉伸强度为5.82Mpa,断裂伸长率为305.1%,相比于h-BN/CF/SR复合材料分别增加了12%和26%,相比于h-BN/SR复合材料分别增加了13%和145.3%。此外,mh-BN@CF/SR复合材料的体积电阻率约为1.5×1015Ω·cm。（3）在利用CFD对BTMS模拟仿真分析时,发现相比于SR复合材料作为冷却通道材料,使用mh-BN@CF/SR复合材料的电池组的最高温度降低了9.1K,这说明通过静电自行装配制备的mh-BN@CF填充到SR基体中制备的mh-BN@CF/SR复合材料良好的热导率有助于电池组的散热。
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