【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及乘用車熱管理材料領域，具體地，涉及一種采用輻射制冷車衣與相變儲熱模塊相耦合的乘用車靜態下高效控溫體系。
技術介紹
1、乘用車放置于室外的環境，在陽光下暴曬下，特別是在夏季日間高溫天氣的暴曬，其會吸收大量的太陽輻射、環境紅外輻射，空氣中的大量熱量也會通過對流和傳導進入汽車，會引起內部空間和部件的溫度急劇攀升。長時間的高溫和紫外線攝入車內，會引起內飾老化、輪胎與橡膠件劣化、產生有毒氣體、電子設備受損等嚴重危害，特別在新能源乘用車上，高溫容易造成電路老化、芯片受損，增加動力電池自燃的風險。另一方面，車內高溫的環境增加汽車啟動時的制冷能耗，給人體造成較低的舒適度。因此，乘用車靜態下高效控溫技術是亟需發展和應用的技術。在乘用車靜置狀態下，空調等熱管理設備通常是關閉，需要采用被動式熱管理材料才能解決這一問題。
2、輻射制冷技術通過反射太陽光、高紅外輻射、低熱導率的方式，將外部的熱量進行隔絕，實現高效的控溫效果。通過采用輻射制冷車衣覆蓋于乘用車外側的方式，可以實現在日間氣溫上升時對外界熱量進行一定程度的隔絕（通過反射太陽輻射、高密度紅外輻射、低熱導率），在氣溫下降和夜間時通過高密度的熱輻射實現對內部的散熱，從而實現乘用車駐車模式下的降溫和制冷。但是，在日間氣溫上升較快時，輻射制冷技術無法完全隔絕外界的熱量，仍然會吸收一定程度的太陽輻射，較少的熱量在密閉的車廂內即可使得車內溫度上升，降溫效果不理想。
3、相變儲熱可以通過物態相變的方式，以潛熱的方式，恒溫吸收大量的熱量，實現溫度調控。將相變儲熱模塊放置于車內
4、輻射制冷車衣由商業車衣基底和表層的輻射制冷涂層構成，其具有輻射制冷的基本功能，如高太陽光反射率、高紅外發射率和低熱導特性的，同時也需要具有較好的耐候性和柔韌性。cn219136684u公開了一種具有輻射制冷功能的車衣膜，其通過貼附于車漆表層來實現降溫和制冷。但該車衣膜不能覆蓋整個車的表面，太陽輻射仍然可以通過擋風玻璃進入車廂內，汽車靜態模式下制冷效果有限，且其與本專利技術的技術形式不同。另一方面，對于輻射制冷涂層而言，大量公開的專利文獻是針對于建筑或固定物體外層的應用，如cn116640486a、cn115449252a等，其用于建筑或其他固定物體表層時，需要考慮輻射制冷的基本功能和耐候性，而不需要考慮涂層的柔韌性。
5、目前未有公開報道將輻射制冷車衣和相變儲熱模塊進行功能耦合應用于車靜態模式下的制冷和控溫。
技術實現思路
1、為滿足汽車靜態放置于陽光下的高效制冷和降溫需求，本專利技術旨在提供一種室外汽車降溫和散熱的材料體系，其由外置輻射制冷車衣和內置相變儲熱模塊構成。在日間升溫時，輻射制冷車衣通過反射太陽輻射、高密度紅外輻射和低熱導隔絕掉大部分熱量，剩余熱量進入車廂內時，可通過相變儲熱模塊恒溫吸收，使得保持車廂內處于低溫狀態，此時，相變儲熱模塊可以提高輻射制冷車衣的降溫效果，輻射制冷車衣可以減少相變材料的使用量；在氣溫下降和夜間時，少量被相變儲熱模塊存儲的熱量，可以通過輻射制冷車衣的高密度紅外輻射快速傳輸到外界，使得車廂內部處于低溫狀態。在雙功能耦合作用下，實現車廂內部的低溫狀態，降低汽車起步控溫能耗，提高人體舒適度，以及減少由高溫引起的車內元件老化和動力電池自燃風險。
2、本專利技術所述輻射制冷車衣可以以普通商用車衣作為基底，在其表面噴涂或者粉刷一層輻射制冷涂層。所述輻射制冷涂層由粘結劑、增塑劑、無機組分構成，滿足高太陽光反射率、高紅外發射率、低熱導率、耐候性和較高的柔韌性要求。
3、優選地，輻射制冷車衣的制備基于商業化的鋁膜車衣，在外層涂覆一層輻射制冷涂料。該涂料除了具備輻射制冷特性，同時還具有耐候性和柔韌性。本專利技術所述輻射制冷涂層是將粘結劑、增塑劑、無機組分在水中混勻后形成涂料，然后將涂料采用噴涂或粉刷的方法涂覆于車衣表層，自然風干。其中，所述粘結劑可選用水性丙烯酸樹脂，提供高粘結性和高紅外發射率。所述增塑劑可以選自聚丙二醇、聚醋酸乙烯酯、羧甲基纖維素中的一種或多種，增強涂層的柔韌性。所述無機組分為高折射率的微米級的顆粒或空心微球，優選粒徑小于3?μm，其化學成分為無機氧化物，可以是氧化鋅、氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、氧化鎂等中的一種或多種，提供高的太陽光譜反射率和紅外發射率，提升耐候性，降低熱導率。
4、優選地，將粘結劑、增塑劑、無機組分按質量比為(40-60):(5-10):(30-55)進行配比。首先，稱取特定質量的無機組分，與水進行混合，攪拌2h以上使得無機顆粒分散均勻形成分散液，水的質量占比為30%-50%；然后，稱量特定比例的粘結劑和增塑劑混入前述分散液中，攪拌12-24小時，使得粘結劑和增塑劑充分溶解，獲得均一涂料。將涂料采用噴涂或粉刷的方法，涂覆于車衣表層，自然風干。通過合理配比，該車衣實現太陽光譜反射率大于80%，紅外發射率大于90%，其中，無機組分可以增強耐候性，增塑劑組分增強涂料的柔韌性，可在車衣中折疊收納而不脫落。
5、所述相變儲熱模塊由相變材料、多孔導熱骨架、聚合物、阻燃劑構成，其可用于車內控溫應具有定型性良好、相變溫度適宜、傳熱效率高、外形可塑型、阻燃性等特性。其中，所述相變材料可以是十六烷、十八烷、二十烷、聚乙二醇800、十二醇中的一種或多種，其相變溫度為15℃-35℃，提供恒溫儲熱特性，相變溫度在室溫附近實現內部低溫調控。所述多孔導熱骨架可以為膨脹石墨、石墨烯骨架中的一種，提供封裝和高傳熱效率。所述的聚合物為聚乙烯和/或聚氧化乙烯，可以提供分子鍵作用力封裝，提高相變材料的定型性和外形可塑型。所述阻燃劑可以選自氫氧化鋁、氫氧化鎂顆粒中的一種或多種，提供阻燃性。
6、優選地，將相變材料、多孔導熱骨架、聚合物、阻燃劑按質量比為(50-60):(10-20):（10-30）(10-20)進行配比，通過機械攪拌方法攪拌均勻后，加熱至80℃-150℃，恒溫吸附2小時，冷卻后進行壓片處理，獲得特定形狀的高導熱、定型性良好的相變儲熱模塊，相變溫度為15℃-35℃，儲熱密度在100j/g-180?j/g，之后將所述相變儲熱模塊內嵌于車內部空間中。
7、本專利技術將輻射制冷車衣和相變儲熱模塊進行功能耦合使用，在日間升溫時，輻射制冷車衣通過反射太陽輻射、高密度紅外輻射和低熱導隔絕掉大部分熱量，剩余熱量進入車廂內時，可通過相變儲熱模塊恒溫吸收，使得保持車廂內處于低溫狀態，此時，相變儲熱模塊可以提高輻射制冷車衣的降溫效果，輻射制冷車衣可以減少相變材料的使用量；在氣溫下降和夜間時，少量被相變儲熱模塊存儲的熱量，可以通過輻射制冷車衣的高密本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種汽車靜態控溫體系，包括覆蓋于汽車上的輻射制冷車衣和放置于汽車內的相變儲熱模塊，其特征在于，所述輻射制冷車衣的表層為輻射制冷涂層，其太陽光譜反射率大于80%，紅外發射率大于90%；所述相變儲熱模塊的相變溫度為15℃-35℃，儲熱密度在100J/g-180?J/g。
2.如權利要求1所述的汽車靜態控溫體系，其特征在于，所述輻射制冷車衣是以普通車衣為基底，在其表面噴涂或粉刷一層輻射制冷涂層而制備得到，所述輻射制冷涂層由粘結劑、增塑劑和無機組分構成，其中，所述粘結劑為水性丙烯酸樹脂；所述增塑劑選自聚丙二醇、聚醋酸乙烯酯、羧甲基纖維素中的一種或多種；所述無機組分為微米級的無機氧化物顆粒或空心微球。
3.如權利要求2所述的汽車靜態控溫體系，其特征在于，所述無機氧化物顆粒或空心微球的粒徑小于3?μm。
4.如權利要求2所述的汽車靜態控溫體系，其特征在于，所述無機組分的化學成分選自氧化鋅、氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、氧化鎂中的一種或多種。
5.如權利要求2所述的汽車靜態控溫體系，其特征在于，所述輻射制冷涂層中粘結劑、增塑劑和無機組分的質量比
6.如權利要求2所述的汽車靜態控溫體系，其特征在于，所述輻射制冷車衣通過下列方法制備得到：稱取無機組分，與水進行混合，其中水的質量占比為30%-50%，攪拌2h以上形成均勻的分散液；稱取粘結劑和增塑劑混入分散液中，攪拌12-24小時，使得粘結劑和增塑劑充分溶解，獲得均一涂料；將涂料采用噴涂或粉刷的方法涂覆于普通車衣表層，自然風干，得到輻射制冷車衣。
7.如權利要求1所述的汽車靜態控溫體系，其特征在于，所述相變儲熱模塊由相變材料、多孔導熱骨架、聚合物和阻燃劑構成，其中，所述相變材料的相變溫度為15℃-35℃。
8.如權利要求7所述的汽車靜態控溫體系，其特征在于，所述相變材料選自十六烷、十八烷、二十烷、聚乙二醇800、十二醇中的一種或多種；所述多孔導熱骨架為膨脹石墨或石墨烯；所述的聚合物為聚乙烯和/或聚氧化乙烯；所述阻燃劑為氫氧化鋁和/或氫氧化鎂顆粒。
9.如權利要求7所述的汽車靜態控溫體系，其特征在于，所述相變儲熱模塊中相變材料、多孔導熱骨架、聚合物、阻燃劑的質量配比為(50-60):(10-20):（10-30）(10-20)。
10.如權利要求7所述的汽車靜態控溫體系，其特征在于，所述相變儲熱模塊通過下述方法制備得到：將相變材料、多孔導熱骨架、聚合物和阻燃劑通過機械攪拌混勻，然后加熱至80℃-150℃，恒溫吸附2小時，冷卻后進行壓片處理，獲得特定形狀的所述相變儲熱模塊。
...【技術特征摘要】
1.一種汽車靜態控溫體系，包括覆蓋于汽車上的輻射制冷車衣和放置于汽車內的相變儲熱模塊，其特征在于，所述輻射制冷車衣的表層為輻射制冷涂層，其太陽光譜反射率大于80%，紅外發射率大于90%；所述相變儲熱模塊的相變溫度為15℃-35℃，儲熱密度在100j/g-180?j/g。
2.如權利要求1所述的汽車靜態控溫體系，其特征在于，所述輻射制冷車衣是以普通車衣為基底，在其表面噴涂或粉刷一層輻射制冷涂層而制備得到，所述輻射制冷涂層由粘結劑、增塑劑和無機組分構成，其中，所述粘結劑為水性丙烯酸樹脂；所述增塑劑選自聚丙二醇、聚醋酸乙烯酯、羧甲基纖維素中的一種或多種；所述無機組分為微米級的無機氧化物顆粒或空心微球。
3.如權利要求2所述的汽車靜態控溫體系，其特征在于，所述無機氧化物顆粒或空心微球的粒徑小于3?μm。
4.如權利要求2所述的汽車靜態控溫體系，其特征在于，所述無機組分的化學成分選自氧化鋅、氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、氧化鎂中的一種或多種。
5.如權利要求2所述的汽車靜態控溫體系，其特征在于，所述輻射制冷涂層中粘結劑、增塑劑和無機組分的質量比為(40-60):(5-10):(30-55)。
6.如權利要求2所述的汽車靜態控溫體系，其特征在于，所述輻射制冷車衣通過下列方法制備得到：稱...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄒如強，王培民，覃木林，張錦，申正會，賈凱航，
申請(專利權)人：北京大學，
類型：發明
國別省市：
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