أين يجب وضع الحواجز الحرارية داخل حزمة بطارية السيارة الكهربائية؟

قد يؤدي استخدام العزل الممتاز في الموقع الخاطئ إلى السماح للحرارة أو اللهب أو غازات التنفيس بتجاوز الحاجز والانتشار عبر حزمة البطارية.

يجب وضع عزل البطارية وفقًا لمسار الانتشار المتوقع. تستهدف حواجز خلية إلى خلية أقرب خلية مجاورة، وتخلق حواجز وحدة إلى وحدة مستوى ثانيًا من الفصل، بينما تحمي المواد على مستوى العبوة الأغطية والمرفقات والمناطق الكهربائية الحساسة.

وبالتالي، تستخدم استراتيجية قوية لمنع الانتشار الحراري موقع المادة بعناية مثل أداء المادة. الهدف ليس ملء البطارية بمادة عازلة، بل قطع أهم المسارات الحرارية والكهربائية.

أين يجب تركيب حواجز من خلية إلى أخرى؟

إذا كان للخلايا المجاورة مسار حراري مباشر، فيمكن للخلية الفاشلة أن تنقل الطاقة بسرعة إلى جارتها.

ضع حواجز من خلية إلى أخرى على الواجهات حيث يمكن للخلايا المجاورة أن تتبادل الحرارة الأكثر ضررًا. بالنسبة للبنيات المنشورية والجرابية، قد يحتاج الحاجز أيضًا إلى استيعاب تورم الخلايا وضغطها طوال عمر البطارية.

تصف شركة Aspen Aerogels منتجات PyroThin الخاصة بها على وجه التحديد بأنها حواجز حرارية من خلية إلى خلية للبطاريات الأكياس والمنشورية، وتجمع بين الحماية الحرارية والسلوك الميكانيكي تحت ضغط البطارية.^[1]

أين يجب أن تذهب حواجز الوحدة إلى الوحدة؟

إن إيقاف التوصيل المباشر من خلية إلى أخرى لا يضمن عدم وصول الحدث الحراري إلى وحدة أخرى من خلال الأجزاء الهيكلية أو غازات التهوية أو اللهب.

استخدم الفصل على مستوى الوحدة النمطية لمقاطعة مسار النشر التالي. يجب أن تأخذ هندسة الحاجز في الاعتبار جدران الوحدات والفجوات والواجهات الهيكلية واتجاه التهوية المحتمل بدلاً من مجرد وضع لوح بين مسكنين للوحدة.

تحدد شركة سان جوبان منصات حرارية هاربة لكل من توسيد الخلايا والمواقع بين الوحدات، مما يوضح كيف يمكن لاستراتيجية الحاجز أن تمتد إلى ما هو أبعد من الخلايا الفردية.^[2]

هل يحتاج غطاء حزمة البطارية إلى عزل حراري؟

يمكن لاستراتيجية الحاجز التي تركز فقط بين الخلايا أن تترك غطاء العبوة معرضًا للنيران النفاثة والغازات الساخنة والجزيئات المقذوفة.

قم بتقييم غطاء العبوة والعلبة كمنطقتين منفصلتين للحماية من الهروب الحراري. تشير UL Solutions إلى أن الانفلات الحراري للبطارية يمكن أن ينتج لهبًا يشبه النفاث، وضغطًا وجزيئات قادرة على تآكل مادة الغلاف الواقي.^[3]

ولهذا السبب لا ينبغي التعامل مع العزل من خلية إلى أخرى وحماية الضميمة على أنهما قابلان للتبديل. يمكن أن يكون التعرض الحراري والميكانيكي مختلفًا جدًا.

كيف يجب على المهندسين أن يقرروا وضع الحاجز؟

يمكن أن تؤدي إضافة العزل في كل مكان إلى زيادة الوزن والتكلفة والضغط دون التحكم في آلية الانتشار السائدة.

قم بتخطيط الحدث الحراري قبل تحديد الأجزاء المقطوعة بالقالب. حدد الخلية البادئة، والخلايا المجاورة، واتجاه فتحة التهوية، وحدود الوحدة، وقضبان التوصيل، وهياكل التبريد، وغطاء العبوة، ومسارات اللهب أو الغاز المحتملة.

يمكن بعد ذلك تحسين سماكة الحاجز والمادة لكل موقع بدلاً من إجبار لوح عزل واحد على أداء كل وظيفة.

هل تحتاج إلى مساعدة في تحويل تخطيط البطارية إلى أجزاء عازلة مقطوعة بالقالب؟

أرسل إلى Fuqiang ترتيب خليتك ورسم الوحدة والفجوات المتاحة واتجاه فتحة التهوية ومتطلبات العزل. يمكن لفريقنا الهندسي مراجعة مواقع الحاجز من خلية إلى خلية وعلى مستوى الوحدة وعلى مستوى العبوة وإعداد العينات للتحقق من صحتها.

التعليمات

أين يجب أن يذهب العزل بين خلايا البطارية؟

وينبغي وضعه على واجهات الخلايا حيث يمكن أن يقلل من انتقال الحرارة إلى الخلايا المجاورة مع استيعاب الضغط المطلوب وحركة الخلية.

ما هو الحاجز الحراري من خلية إلى خلية؟

إنها مادة توضع بين الخلايا المجاورة لتقليل انتقال الحرارة والمساعدة في منع حدوث حدث حراري في إحدى الخلايا من إثارة الخلية التالية.

ما هو حاجز وحدة إلى وحدة؟

إنه عبارة عن حماية حرارية أو مقاومة للحريق يتم وضعها بين وحدات البطارية للمساعدة في الحد من الانتشار خارج الوحدة المتأثرة.

هل يجب أن يغطي عزل بطارية السيارة الكهربائية المجموعة بأكملها؟

ليس بالضرورة. يجب أن يتبع موقع الحاجز المخاطر الحرارية واللهب والكهربائية والتهوية. إن إضافة المواد التي توفر القليل من الحماية يمكن أن يؤدي إلى زيادة الكتلة والتكلفة دون داع.

هل العزل من خلية إلى أخرى كافٍ لوقف الانتشار الحراري؟

ليس دائما. يجب أن يأخذ تصميم العبوة أيضًا في الاعتبار غازات التهوية، واللهب، والتوصيل الهيكلي، وحدود الوحدة، وحماية العلبة.

أحزمة أسلاك السيارات ومنظور بطارية السيارة الكهربائية لمدة 15 عامًا

بعد 15 عامًا من العمل مع الأنظمة الكهربائية للسيارات، أتعامل مع عزل البطارية بطريقة تشبه إلى حد كبير حماية الحزام: ضع الحماية في المكان الذي تنتقل فيه طاقة العطل فعليًا. يمكن أن يكون الموضع الصحيح بنفس أهمية التوصيل الحراري أو القدرة على درجة الحرارة المطبوعة على ورقة بيانات المادة.

المراجع الرسمية

[1] Aspen Aerogels — حواجز حرارية من خلية إلى أخرى لبطاريات السيارات الكهربائية

[2] Saint-Gobain — منصات الخلايا والوحدات الحرارية من سلسلة TRP

[3] حلول UL - تقييم الانفلات الحراري لحاوية البطارية