የ EV ባትሪ ህዋሶች ያለ ትክክለኛው የሙቀት መከላከያ (thermal barrier) በጥብቅ ከታሸጉ፣ አንድ ከመጠን በላይ የሚሞቅ ሴል ሙቀትን ወደ ጎረቤት ህዋሶች ያስተላልፋል፣ የሙቀት ስርጭትን ያስነሳል፣ የባትሪ ጥቅሉን ያበላሻል እና ከባድ የእሳት ደህንነት አደጋን ይፈጥራል።
በጣም ውጤታማው መፍትሔ ማስቀመጥ ነው ። የኢቪ ባትሪ ኤርጄል መከላከያ ንጣፎችን በሴሎች፣ ሞጁሎች፣ ባስባር ዞኖች ወይም በጥቅል ደረጃ ትኩስ ቦታዎች መካከል የሙቀት ማስተላለፍን ለማቀዝቀዝ፣ የጨመቅ ጭንቀትን ለመምጠጥ እና የሙቀት አማቂ ስርጭትን ለመቆጣጠር የሚረዳ
የኢቪ ባትሪ ኤርጄል መከላከያ ፓድስ በሊቲየም-አዮን ባትሪ ጥቅሎች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውል እጅግ በጣም ቀላል የሙቀት መከላከያ ቁሳቁሶች ናቸው። እያንዳንዱ ሚሊሜትር የኢነርጂ ጥንካሬን ፣ ደህንነትን እና የመገጣጠም አስተማማኝነትን በሚነካው ከፍተኛ- density EV ጥቅሎች ውስጥ በተለይ ዋጋ አላቸው።
የምስል ምንጭ፡- Aspen Aerogels PyroThin thermal barrier የምህንድስና መርጃ።[1]
'ኤሮጄል ፓድ' የሚለው ቃል እንደ ተራ የአረፋ ወይም የስፖንጅ መከላከያ ከተወሰደ፣ የባትሪ ማሸጊያው ከሙቀት ሽግግር፣ ከመጭመቂያ ለውጥ እና ከሙቀት መሸሽ ላይ ያለውን ወሳኝ ጥበቃ ሊያጣ ይችላል።
ትክክለኛው መልስ የኤቪ ባትሪ ኤርጄል ኢንሱሌሽን ፓድ ከኤሮጄል ላይ ከተመሠረተ ቁሳቁስ የተሰራ እና ለሊቲየም-አዮን ሴል፣ ሞጁል ወይም ፓኬት ጥበቃ የተሰራ ቀጭን፣ ቀላል ክብደት ያለው የሙቀት መከላከያ ነው።
አስፐን ኤሮጀልስ ፒሮቲንን ከሴል-ወደ-ሴል፣ ሞጁል እና ጥቅል-አጥር ደረጃዎች የሙቀት መሸሹን ለመከላከል የተነደፈ አልትራቲን፣ ቀላል ክብደት ያለው መከላከያ እና የእሳት አደጋ መከላከያ እንደሆነ ይገልፃል።[1] በተግባራዊ የባትሪ ዲዛይን፣ እነዚህ ፓድዎች ሙቀት መዘግየት፣ መታገድ ወይም አቅጣጫ መዞር ባለበት ይቀመጣሉ።
የባትሪ መገኛ |
ዋና አደጋ |
የኤርጄል ፓድ ተግባር |
የምህንድስና እሴት |
|---|---|---|---|
በሴሎች መካከል |
ከሴል ወደ ሴል የሙቀት መስፋፋት |
ከተሳነው ሕዋስ የሙቀት ማስተላለፍን ይቀንሳል |
የጥቅል ደረጃ የደህንነት ህዳግን ያሻሽላል |
በሞጁሎች መካከል |
ከሞዱል ወደ ሞዱል እሳት ተስፋፋ |
የሙቀት መከላከያ ዞን ይፈጥራል |
የማቆያ ስትራቴጂን ይደግፋል |
በአውቶቡስ አሞሌ ወይም እርስ በርስ የተያያዙ ዞኖች |
የአካባቢ ሙቀት ትኩረት |
የኢንሱሌሽን እና የቦታ ድጋፍን ያቀርባል |
ትኩስ ቦታ የማስተላለፍ አደጋን ይቀንሳል |
ማሸግ ሽፋን ወይም የጎን ግድግዳ |
ውጫዊ እሳት ወይም ተጽዕኖ ሙቀት |
ተገብሮ የሙቀት ጥበቃን ይጨምራል |
የጥቅል ደህንነት ሥነ ሕንፃን ያጠናክራል። |
የመጭመቂያ ቁልል አካባቢ |
የሕዋስ እብጠት እና ግፊት ይለወጣል |
ከታመቀ ፓድ ንድፍ ጋር ይሰራል |
የተረጋጋ የሜካኒካዊ ግንኙነትን ያቆያል |
ከፍተኛ ኃይል ያለው የባትሪ ጥቅል በፈሳሽ ማቀዝቀዝ እና በቢኤምኤስ ክትትል ላይ ብቻ የሚመረኮዝ ከሆነ ስህተትን ሊያውቅ ይችላል ነገር ግን አንድ ሴል የሙቀት መሸሽ ከገባ በኋላ የሙቀት ማስተላለፍን በአካል ማቀዝቀዝ አልቻለም።
በጣም ጥሩው መፍትሄ ንቁ የሙቀት አስተዳደርን ከፓሲቭ ኤርጄል መከላከያ ንጣፎች ጋር ማጣመር ነው ፣ ስለሆነም ማሸጊያው ሁለቱንም የክትትል ቁጥጥር እና የአካላዊ ስርጭት የመቋቋም ችሎታ አለው።
የሙቀት መሸሽ የሙቀት ችግር ብቻ አይደለም; የሰንሰለት ምላሽ ችግር ነው። ጥሩ የኤርጀል ፓድ ከጀማሪው ሴል ወደ በአቅራቢያው ባሉ ህዋሶች ያለውን የሙቀት መጠን በመቀነስ የባትሪውን ጥቅል የበለጠ ጊዜ ይሰጣል።
ስህተት ፡ የማቀዝቀዣው ሳህን ብቻውን እያንዳንዱን የሙቀት ክስተት ሊያቆም እንደሚችል መገመት። ትክክል ፡ ማቀዝቀዣ፣ አየር ማስወጫ፣ ዳሳሾች፣ BMS ሎጂክ እና የኤርጄል እንቅፋቶችን አንድ ላይ መጠቀም።
ሙቀት በባትሪው ክምር ውስጥ በፍጥነት የሚንቀሳቀስ ከሆነ፣ BMS፣ ማቀዝቀዣ ሳህን ወይም የአየር ማስወጫ መንገድ ክስተቱን ከመቆጣጠሩ በፊት አጎራባች ህዋሶች አደገኛ የሙቀት መጠን ሊደርሱ ይችላሉ።
ቀጥተኛ መፍትሄው የጋዝ እንቅስቃሴን ለመገደብ እና በሙቀት አማቂ ሽፋን በኩል የሚተላለፍ የሙቀት ልውውጥን ለመቀነስ የኤሮጄል ናኖ-ቀዳዳ መዋቅርን መጠቀም ነው።
ናሳ እንዳስረዳው ኤሮጀሎች በጣም የተቦረቦሩ፣ በጣም ዝቅተኛ መጠጋጋት እና የሙቀት ማስተላለፍን ለመከላከል በጣም ውጤታማ ናቸው ምክንያቱም ቀዳዳቸው በናኖሜትር ክልል ውስጥ ነው።[2] ይህ ኤርጄል ስስ ሽፋን ከተለመደው ፖሊመር አረፋ የተሻለ አፈጻጸም ያለበት ቦታ እንዲሆን ያደርገዋል።
የምስል ምንጭ፡- ናሳ ኤርጄል መከላከያ ቁሳቁስ ምርምር።[2]
የከፍተኛ-ቮልቴጅ ማሰሪያው፣ ሴንሲንግ ታጥቆ ወይም የአውቶቡስ ባር ኢንሱሌሽን ወደ ሙቀት ማስተላለፊያ መንገድ በጣም ከተጠጋ፣ ሽፋኑ ሊቀንስ ይችላል፣ ተርሚናሎች ሊፈቱ ይችላሉ፣ እና በስህተት ክስተት የምርመራ ምልክቶች ሊሳኩ ይችላሉ።
የተሻለው መፍትሔ የኤርጄል መከላከያ ፓድን ከኤች.ቪ.ቪ ሽቦ፣ የቮልቴጅ ስሜት መስመሮች፣ የሙቀት ዳሳሾች፣ የአውቶቡስ ባር ሽፋኖች እና የጥቅል ማተሚያ ስትራቴጂ ጋር አብሮ መንደፍ ነው።
የባትሪ ደህንነት የሕዋስ ኬሚስትሪ ብቻ አይደለም። የሴል ማገጃዎችን፣ የከፍተኛ-ቮልቴጅ ማሰሪያ መስመርን፣ የአየር ማናፈሻ ቻናሎችን፣ ሴንሰር አቀማመጥን፣ መሬትን መትከልን፣ መከላከያን እና የማገናኛን ጥበቃን የሚያካትት ሙሉ ስርዓት ንድፍ ነው።
የመታጠቅ አካባቢ |
የሙቀት ስጋት |
የኤርጄል ፓድ ድጋፍ |
የንድፍ አስታዋሽ |
|---|---|---|---|
የ HV ገመድ መውጣት |
በሴል ማናፈሻ ወቅት የሙቀት መጎዳት |
ከሞቃት ዞኖች መለየትን ይፈጥራል |
ሙቀትን የሚቋቋም እጅጌ እና ተገቢውን ግርዶሽ ይጠቀሙ |
የቮልቴጅ ስሜት መታጠቂያ |
በሞጁል ማሞቂያ ጊዜ የምልክት ማጣት |
በአቅራቢያ ያሉ ዝቅተኛ-የአሁን ሽቦዎችን ይከላከላል |
ከአየር ማስወጫ መንገድ እና ከሹል የአውቶቡስ አሞሌዎች ይራቁ |
የሙቀት ዳሳሽ መሪ |
የውሸት ንባብ ወይም የሽቦ ጉዳት |
በሴል ፊት አቅራቢያ ያለውን የሙቀት መጋለጥ ይቆጣጠራል |
የሚፈለገውን ዳሳሽ እውቂያን አታግድ |
የባስባር ሽፋን ዞን |
አርክ እና የሙቀት ትኩረት |
ተገብሮ የኢንሱሌሽን ንብርብርን ይጨምራል |
ክሪፔጅ፣ ክሊራንስ እና ዳይኤሌክትሪክ ዲዛይን አቆይ |
የማሸጊያው አቀማመጥ አስቀድሞ ከቀዘቀዘ በኋላ ንጣፉ ከተመረጠ፣ መሐንዲሱ ደካማ ውፍረት፣ መጥፎ መጭመቅ፣ የተዘጋ የአየር ማራገቢያ ወይም ደህንነቱ ያልተጠበቀ የሃርድዌር ማጽዳት ሊገደድ ይችላል።
በጣም ጥሩው መፍትሔ የኤርጄል ፓድ አቅራቢውን እና የሽቦ ታጥቆ አቅራቢውን በሞጁል አቀማመጥ፣ ባለከፍተኛ-ቮልቴጅ ማዘዋወር እና የሙቀት ስርጭት ሲሙሌሽን ቀድመው ማሳተፍ ነው።
ጥሩ ምርጫ ሂደት የሚጀምረው በሴል ቅርጸት፣ ኬሚስትሪ፣ የኢነርጂ ጥግግት፣ የዒላማ ጥቅል ውፍረት፣ የመጨመቂያ ኃይል፣ የማቀዝቀዝ ቦታ፣ የአየር ማስወጫ አቅጣጫ እና የደህንነት ሙከራ ዒላማ ነው። ንጣፉ በጠፍጣፋ የላብራቶሪ ናሙና ላይ ብቻ ሳይሆን በእውነተኛው ሞጁል ቁልል ውስጥ መረጋገጥ አለበት።
ለፈጣን ግምገማ የሕዋስዎን መጠን፣ የሞዱል ስዕል፣ የዒላማ ውፍረት፣ የመጨመቂያ ክልል፣ ከፍተኛ የሙቀት መጠን እና ዓመታዊ መጠን ይላኩ። ትንሽ የተቆረጠ የአየር ጄል ናሙና የጅምላ ምርትን ከመጠቀምዎ በፊት ተስማሚነቱን ለማረጋገጥ ይረዳል።
ኤርጄል ጥቅም ላይ የሚውለው በቀላል እና በቀጭን መልክ ጠንካራ የሙቀት መከላከያዎችን ስለሚያቀርብ ነው። ይህ የባትሪ መሐንዲሶች ብዙ ጥቅል ቦታን ሳያባክኑ ሴሎችን እንዲከላከሉ ይረዳል።
ኤርጄል ፓድስ እያንዳንዱ ሕዋስ እንዳይሳካ አያግደውም. ዓላማቸው እንደ ሙሉው የጥቅል ንድፍ ላይ በመመስረት ከአንድ ያልተሳካ ሕዋስ ወደ አቅራቢያ ያሉ ሴሎች የሙቀት ስርጭትን ለማቀዝቀዝ ወይም ለማገዝ ነው።
በሴሎች መካከል፣ በሞጁሎች መካከል፣ በአውቶቡስ አሞሌዎች አቅራቢያ፣ ከጥቅል ሽፋን በታች፣ ከአየር ማስወጫ መንገዶች አጠገብ ወይም በጥቅል-ደረጃ ማገጃ ዞኖች ውስጥ ሊቀመጡ ይችላሉ።
ብዙ የኤርጄል ባትሪዎች በኤሌክትሪክ መከላከያ አፈፃፀም የተነደፉ ናቸው, ነገር ግን ትክክለኛው የዲኤሌክትሪክ ጥንካሬ በምርቱ መዋቅር እና በሙከራ ዘዴ ላይ የተመሰረተ ነው. ሁልጊዜ የአቅራቢውን የውሂብ ሉህ ያረጋግጡ።
የኢቪ ባትሪ ኤርጄል መከላከያ ንጣፎች በሴሎች መካከል የተቀመጡ ለስላሳ ወረቀቶች ብቻ አይደሉም። ከሴሎች ኬሚስትሪ፣ አየር ማናፈሻ፣ መጭመቂያ፣ ማቀዝቀዣ፣ አውቶቡሶች፣ ዳሳሾች፣ ማገናኛዎች እና የከፍተኛ-ቮልቴጅ ማሰሪያ መስመር ጋር መስራት ያለባቸው የደህንነት-ወሳኝ የሙቀት ማገጃዎች ናቸው።
ከ 15 ዓመታት በኋላ በአውቶሞቲቭ ሽቦ ማሰሪያዎች ፣ የኢቪ ባትሪ ኬብል ስብሰባዎች ፣ ከፍተኛ-ቮልቴጅ ግንኙነቶች እና ብጁ የተሽከርካሪ ሃይል ስርዓቶች ከሰራሁ በኋላ የመስክ ደንቤ ቀላል ነው የባትሪ ደህንነት በአንድ ቁሳቁስ ብቻ አይፈጠርም ። የተፈጠረው እያንዳንዱ ቁሳቁስ ፣ ሽቦ ፣ ማገናኛ እና የሙቀት መንገድ አብረው በሚሰሩበት መንገድ ነው። የእርስዎ የኢቪ ባትሪ ፕሮጀክት የኤርጄል ኢንሱሌሽን ፓድ፣ የኤች.ቪ.ቪ ታጥቆ መከላከያ፣ የአውቶቡስ ባር ኢንሱሌሽን ወይም የናሙና ደረጃ የሙቀት ማገጃ ግምገማ የሚያስፈልገው ከሆነ ከምርት በፊት የሕዋስ አቀማመጥን፣ የቮልቴጅ ክፍልን፣ የማዞሪያ መንገዱን እና የማረጋገጫ ግብን ይላኩ። ትንሽ ናሙና እና ቀደምት የምህንድስና ግምገማ በኋላ ላይ በጣም ትልቅ የጥቅል ደረጃ ውድቀትን ይከላከላል።
Aspen Aerogels፣ 'PyroThin Thermal Runaway Barrier for EVs።' Aspen Aerogels PyroThin
ናሳ፣ 'ኤሮጀልስ፡ ቀጭን፣ ቀላል፣ ጠንካራ።' ናሳ ኤርጄል ምርምር
የደቡብ ምዕራብ የምርምር ተቋም፣ 'UL 2580 መደበኛ የባትሪ ሙከራ።' SwRI UL 2580 የባትሪ ሙከራ
SAE International፣ 'SAE J2464 ኤሌክትሪክ እና ዲቃላ ኤሌክትሪክ ተሽከርካሪ ዳግም ሊሞላ የሚችል የኢነርጂ ማከማቻ ስርዓት የደህንነት እና አላግባብ መጠቀም ሙከራ።' SAE J2464
አስፐን ኤሮጀልስ፣ 'የኤሌክትሪክ ተሸከርካሪዎች የሙቀት መሸሸጊያ ቅነሳ።' የአስፐን ኤሮጀልስ የባትሪ ሙቀት መከላከያዎች
ናሳ ስፒኖፍ፣ 'ኤሮጀልስ ተልእኮዎችን እና የሸማቾችን ምርቶች ያስገባል።' NASA Spinoff Airgel መተግበሪያዎች