هل رغوة لعزل حزمة بطارية السيارة الكهربائية؟ 
الميلامين مناسبة

يمكن أن يؤدي استخدام الرغوة الخاطئة داخل حزمة بطارية السيارة الكهربائية إلى زيادة نقل الحرارة، وامتصاص الرطوبة، وإتلاف المكونات ذات الجهد العالي، والتسبب في النهاية في حدوث أعطال كهربائية، أو شكاوى العملاء، أو استدعاء السيارة.

الحل الأكثر فعالية هو استخدام رغوة الميلامين المخصصة للسيارات فقط في مناطق الحماية الحرارية والصوتية والثانوية المعتمدة. يوفر هيكلها الحراري ذو الخلية المفتوحة وزنًا منخفضًا وامتصاص الصوت والعزل الحراري ومقاومة اللهب المتأصلة. ومع ذلك، لا يجب معاملته كحاجز حراري مستقل.

حزمة بطارية ليثيوم أيون للسيارات الكهربائية. مصدر الصورة: مركز بيانات الوقود البديل التابع لوزارة الطاقة الأمريكية .

لماذا يمكن أن تتسبب الرغوة التقليدية في فشل حزمة بطارية السيارة الكهربائية؟

يمكن للرغوة منخفضة التكلفة التي تذوب أو تنكمش أو تمتص السائل أو تفقد استعادة الضغط أن تعرض قضبان التوصيل والأسلاك ذات الجهد العالي، مما يؤدي إلى التآكل أو إنذارات العزل أو الدوائر القصيرة أو فشل مستوى العبوة.

الحل الصحيح هو اختيار الرغوة وفقًا لوظيفتها الفعلية وبيئتها ومعايير التحقق من صحتها. يجب على المهندسين تقييم مقاومة درجات الحرارة، والقابلية للاشتعال، وقوة الضغط، وسلوك الرطوبة، والتوافق الكيميائي، والاهتزاز، والنظافة، ومتانة المادة اللاصقة. الرغوة المعتمدة للأجزاء الداخلية للمركبة ليست مناسبة تلقائيًا لحاوية البطارية.

ما الذي يجعل رغوة الميلامين مفيدة في أنظمة بطاريات السيارات الكهربائية؟

يزيد العزل الثقيل من كتلة البطارية، في حين أن الرغوة الصوتية القابلة للاحتراق يمكن أن تضيف حمل نار غير ضروري بالقرب من المكونات ذات الجهد العالي.

توفر رغوة الميلامين مزيجًا خفيف الوزن من الامتصاص الصوتي والعزل الحراري ومقاومة اللهب. تصف شركة BASF Basotect بأنها رغوة راتنجات الميلامين المرنة ذات الخلية المفتوحة ذات الوزن المنخفض والخصائص الفيزيائية المستقرة عبر نطاق واسع من درجات الحرارة.^[1] تتفحم المادة تحت التعرض للهب بدلا من ذوبانها وتنتج قطرات مشتعلة.

أين يجب استخدام رغوة الميلامين في حزمة بطارية السيارة الكهربائية؟

يمكن أن يؤدي تركيب الرغوة ضد فتحات الخلايا أو القضبان الحادة أو الكابلات غير المدعومة أو قنوات الصرف إلى إعاقة إطلاق الغاز وخلق مشاكل في التآكل أو التلوث أو التخليص الكهربائي.

الحل الأكثر أمانًا هو وضع رغوة الميلامين المحولة في مناطق العزل الثانوي والضوضاء والاهتزاز والخشونة (NVH) الخاضعة للرقابة. تشمل التطبيقات النموذجية ممتصات غطاء البطارية، وتجويفات العلبة المحمية، وقنوات التبريد، وأغطية الخدمة، والمسافة بين العبوة وأرضية السيارة. يجب أن تظل مسارات التهوية، والصرف، ومسافة الزحف، ونصف قطر انحناء الكابل، والوصول إلى الموصل دون عائق.

هل تستطيع رغوة الميلامين إيقاف الانفلات الحراري لبطارية السيارة الكهربائية؟

إن معالجة رغوة الميلامين القياسية كدرع حراري كامل يمكن أن يسمح للحرارة الشديدة واللهب والجزيئات وغازات التهوية بالوصول إلى الخلايا المجاورة أو مقصورة الركاب.

الحل الصحيح هو نظام حماية متعدد الطبقات يجمع بين الحواجز المعتمدة، والتهوية الخاضعة للرقابة، وهياكل العبوات، وأجهزة الاستشعار، واستراتيجيات إدارة البطارية. قد تقلل رغوة الميلامين من انتقال الحرارة الطبيعي والضوضاء الصوتية، لكن الحماية من الانفلات الحراري تتطلب عادةً أنظمة حواجز الميكا أو السيراميك أو الأيروجيل أو المنتفخة أو المركبة. تقوم UL Solutions بتقييم الانتشار من الخلية إلى الوحدة ومستوى الحزمة لأنه لا يمكن تأكيد أداء المواد من ورقة بيانات المواد الخام وحدها.^[3]

ما هي الاختبارات التي يجب أن تمر بها رغوة الميلامين لبطارية السيارة الكهربائية؟

الاعتماد فقط على ورقة بيانات المورد يمكن أن يسمح للمادة باجتياز الفحص الوارد ولكنه يفشل أثناء اهتزاز السيارة، أو التعرض للحريق، أو الغمر، أو الصدمة الحرارية، أو اختبار إساءة استخدام العبوة.

الحل هو التحقق من صحة المكون المحول النهائي داخل مجموعة البطارية المستهدفة. قد تشمل البرامج ذات الصلة UL 2580، وIEC 62660-3، وSAE J2464، وSAE J2929، وGB 38031، وUN 38.3، وUNECE R100، اعتمادًا على السيارة والسوق.^[3][4]

التعليمات

هل رغوة الميلامين مقاومة للماء؟

يمكن لرغوة الميلامين ذات الخلايا المفتوحة غير المعالجة أن تمتص الماء وتغير أبعادها في بيئات البطاريات الرطبة

حدد معالجة كارهة للماء أو واجهة واقية مناسبة حيث يكون التكثيف أو التعرض للسوائل ممكنًا. يجب اختبار الجزء النهائي بعد الغمر والرطوبة والتجفيف.

هل يمكن لرغوة الميلامين أن تلمس خلايا البطارية؟

التثبيت المباشر ضد الخلايا يمكن أن يتداخل مع بدل التورم أو التبريد أو التنفيس أو التحكم في الانتشار الحراري.

استخدم الاتصال المباشر بالخلية فقط بعد الحصول على موافقة مصمم البطارية وإكمال التحقق من صحة الخلية والوحدة والحزمة. عادةً ما تكون هناك حاجة إلى وجود فجوات خاضعة للرقابة وحواجز حرارية مخصصة حول مناطق الخلايا عالية الخطورة.

ما هي درجة الحرارة التي يمكن أن تتحملها رغوة الميلامين؟

يمكن أن يؤدي اختيار مادة من مطالبة درجة الحرارة العامة إلى انكماش أو فقدان الأداء في الصفائح النهائية.

تأكد من حدود درجة الحرارة المستمرة والقصيرة المدى لمجموعة الرغوة والمواد اللاصقة والمواجهة. أفادت شركة BASF أن بعض درجات Basotect للسيارات يمكنها الاحتفاظ بخصائص NVH عند درجات حرارة تصل إلى 240 درجة مئوية تقريبًا، لكن هذا لا يمثل مقاومة حرارية هاربة.^[2]

هل رغوة الميلامين أفضل من رغوة البولي يوريثان؟

يمكن أن يؤدي الاختيار حسب اسم المادة فقط إلى تكلفة غير ضرورية أو عدم كفاية أداء الحريق والصوت والرطوبة.

قارن الدرجات الدقيقة بمتطلبات التطبيق. غالبًا ما تُفضل رغوة الميلامين بسبب انخفاض وزنها، وامتصاص الصوت، وسلوك اللهب، في حين أن البولي يوريثان قد يوفر مزايا مختلفة في الختم والمرونة والتكلفة.

المراجع الرسمية

[1] BASF - خصائص ومعالجة رغوة راتنجات الميلامين Basotect

[2] BASF - تطبيق رغوة الميلامين Basotect للسيارات

[3] حلول UL - اختبار إساءة استخدام بطارية السيارات الكهربائية، والحرائق، والحرارة، والأداء

[4] لجنة الأمم المتحدة الاقتصادية لأوروبا - لائحة الأمم المتحدة رقم 100، المراجعة 3

[5] وزارة الطاقة الأمريكية – بطاريات السيارات الكهربائية