Jak zvolíte tloušťku pěny MPP pro baterie EV?   

Volba tloušťky pěny MPP jednoduchým přizpůsobením jmenovité mezery baterie může způsobit nadměrný tlak v článku během montáže nebo příliš malý tlak později během životnosti baterie.

Vyberte tloušťku pěny MPP z okna úplného stlačení, nikoli ze samotné jmenovité mezery. Před zmrazením tloušťky podložky je třeba vzít v úvahu rozteč buněk, rozměrovou toleranci, kompresi na začátku životnosti, bobtnání na konci životnosti a požadovaný tlakový rozsah.

Proč není nominální mezera v buňce dostatečná?

Podložka dimenzovaná pouze pro nominální geometrii se může v nejmenší mezeře příliš stlačit a v největší mezeře nedostatečně stlačit.

Vypočítejte minimální a maximální instalované mezery napříč celým zásobníkem tolerance baterie. Poté porovnejte tyto rozměry s křivkou stlačení-síla-deformace vybrané MPP pěny.

Jmenovitá mezera mezi buňkami je pouze výchozím bodem. Tolerance rozměrů buněk, tolerance modulu a rámu, tloušťka lepidla a variace sestavy mohou změnit skutečnou kompresi aplikovanou na podložku.

Jak otok buněk ovlivňuje tloušťku pěny MPP?

Pokud pěna MPP dosáhne své oblasti vysoké síly příliš brzy, když se buňka rozpíná, tlak ve stohu může stoupnout za zamýšlené mechanické konstrukční okno.

Zvolte počáteční tloušťku pěny tak, aby podložka zůstala v přijatelném rozsahu stlačení od začátku životnosti do konce životnosti.

Výběr kompresní podložky baterie by proto měl vzít v úvahu chemii článků, očekávané bobtnání, dostupnou mezeru, tlak na začátku životnosti a tlak na konci životnosti spíše než samotnou tloušťku.^[1]

Silnější podložka není automaticky bezpečnější. Pokud je pěna příliš silná pro dostupnou mezeru, bateriový modul může začít fungovat nadměrným stlačením ještě předtím, než dojde k nabobtnání článků.

Měli byste používat pevné procento komprese?

Použití univerzálního pravidla, jako je „stlačit každou pěnu baterie o 30 %“, může při změně hustoty MPP, buněčné struktury nebo jakosti materiálu vytvořit zcela odlišné síly.

Použijte skutečné údaje o síle stlačení a průhybu pro konkrétní druh pěny MPP. Procento komprese má smysl pouze tehdy, když je spojeno s požadovanou silou nebo rozsahem tlaku.

ASTM D3575 poskytuje standardizované zkušební metody pro flexibilní buněčné materiály vyrobené z olefinových polymerů. Naměřené výsledky však platí pro definované testovací podmínky a neměly by být automaticky považovány za přesný výkon baterie.^[2]

Neschvalujte tloušťku pěny MPP pouze z obecného procenta komprese. Teplota, doba stárnutí a opakované stlačování mohou změnit mechanickou odezvu.

Co by mělo být testováno před konečným schválením tloušťky?

Tloušťka pěny MPP, která perfektně funguje v CAD, může stále selhat po tepelném stárnutí, opakované kompresi nebo instalaci do skutečného bateriového modulu.

Testujte prototypové destičky při minimálních, nominálních a maximálních očekávaných podmínkách stohu. Kdykoli je to možné, zahrňte skutečnou lepicí a laminovanou konstrukci.

Mezi důležité body ověření patří počáteční kompresní síla, deformace v tlaku, relaxace napětí, zotavení, teplotní stárnutí a rozměrová stabilita.

Pokud je lepidlo přidáno na jednu nebo obě strany, musí být jeho tloušťka také zahrnuta do konečného výpočtu stohování. 2mm pěna s lepicími a ochrannými fóliemi nemusí být nutně 2mm hotový komponent.

Nejste si jisti, zda potřebujete 1 mm, 2 mm nebo 3 mm MPP pěnu?

Pošlete Fuqiangovi minimální a maximální mezeru mezi buňkami, očekávané bobtnání buněk, cílovou kompresní sílu, provozní teplotu a požadované rozměry podložky. Náš technický tým může zkontrolovat kandidátní tloušťky MPP a připravit vysekané vzorky pro kompresní a montážní validaci.

FAQ

Jaká je nejlepší tloušťka pěny MPP pro baterie EV?

Univerzální nejlepší tloušťka neexistuje. Správná tloušťka pěny MPP závisí na mezeře baterie, rozměrové toleranci, bobtnání buněk, křivce komprese pěny a požadovaném rozsahu tlaku.

Měla by se tloušťka pěny MPP rovnat vzdálenosti mezi články baterie?

Ne. Podložka normálně potřebuje pracovat při kontrolované kompresi, takže přizpůsobení tloušťky nestlačené pěny přímo jmenovité mezeře nemusí vytvořit požadovaný tlak.

Poskytuje silnější pěna MPP lepší odpružení?

Ne automaticky. Zvyšující se tloušťka mění kompresní poměr a sílu působící na buňky. Výsledek musí zůstat v rozmezí tlaku přijatelného výrobcem baterie.

Jak moc by měla být MPP pěna stlačena?

Univerzální procento komprese neexistuje. Použijte data komprese-síla-průhyb ze specifické třídy MPP a porovnejte je s požadovaným tlakem v buňce.

Počítá se při výběru pěny baterie tloušťka lepidla?

Ano. Lepidlo citlivé na tlak, nosné fólie a laminované vrstvy přispívají ke konečné tloušťce stohu a měly by být zahrnuty do výpočtů tolerance.

Mělo by být při výběru tloušťky pěny zahrnuto bobtnání buněk?

Ano. Očekávané nabobtnání článků je jedním z nejdůležitějších vstupů, protože mění kompresi podložky a tlak v zásobníku po celou dobu životnosti baterie.

15letá perspektiva automobilového svazku vodičů a materiálů baterií

Po 15 letech práce s automobilovými elektrickými součástmi a materiály baterií doporučuji zmrazit tloušťku pěny MPP až po kontrole kompletní mechanické tolerance a kompresního okna . Správná podložka není jen ta, která vyplní mezeru v CAD v první den – je to ta, která udržuje kontrolovaný tlak, když se baterie mění po celou dobu její životnosti.

Autoritativní reference

[1] Saint-Gobain — Řízení bobtnání a komprese článků baterie EV

[2] ASTM D3575-20 — Testovací metody pro flexibilní buněčné materiály vyrobené z olefinových polymerů

[3] ASTM D4819 — Standardní specifikace pro flexibilní celulární polyolefinové materiály