Airgel εναντίον Mica: Τι είναι καλύτερο για τη θερμική προστασία μπαταριών EV;

Η επιλογή του λανθασμένου θερμικού φραγμού μπορεί να επιτρέψει στη θερμότητα από μια αποτυχημένη κυψέλη ιόντων λιθίου να φτάσει στα γειτονικά κύτταρα πιο γρήγορα, αυξάνοντας τον κίνδυνο θερμικής διάδοσης από κύτταρο σε κύτταρο.

Το airgel είναι γενικά καλύτερο όταν η σχεδιαστική προτεραιότητα είναι η μέγιστη θερμομόνωση σε ένα λεπτό, ελαφρύ στρώμα, ενώ η μαρμαρυγία είναι ισχυρότερη όταν η ηλεκτρική μόνωση, η δομική σταθερότητα και η απόδοση φραγμού υψηλής θερμοκρασίας είναι οι προτεραιότητες. Σε πολλά πακέτα μπαταριών EV, η καλύτερη λύση δεν είναι η επιλογή ενός υλικού καθολικά, αλλά η χρήση του καθενός όπου οι ιδιότητές του επιλύουν έναν συγκεκριμένο θερμικό και ηλεκτρικό κίνδυνο.

Ποια είναι η κύρια διαφορά μεταξύ Airgel και Mica;

Η αντιμετώπιση του αεροτζελ και της μαρμαρυγίας ως εναλλάξιμα μονωτικά υλικά μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα περιττό πάχος, βάρος, κόστος ή ανεπαρκή προστασία σε κρίσιμα σημεία μέσα στο πακέτο μπαταριών.

Επιλέξτε airgel κυρίως για θερμομόνωση και μαρμαρυγία κυρίως για ισχυρές εφαρμογές θερμοηλεκτρικών φραγμών. Η εξαιρετικά πορώδης δομή του Aerogel καταστέλλει τη μεταφορά θερμότητας εξαιρετικά αποτελεσματικά, ενώ η μαρμαρυγία παρέχει εξαιρετικές διηλεκτρικές ιδιότητες και παραμένει σταθερή διαστάσεων κάτω από έντονες θερμοκρασίες.

Η διάκριση γίνεται ιδιαίτερα σημαντική κατά τη διάρκεια της θερμικής διαφυγής. Η UL Solutions σημειώνει ότι τα θερμικά συμβάντα μπαταρίας EV μπορεί να περιλαμβάνουν εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες, φλόγες, πίεση και εκτοξευόμενα σωματίδια, πράγμα που σημαίνει ότι η επιλογή υλικού πρέπει να λαμβάνει υπόψη περισσότερες από μία τιμή θερμικής αγωγιμότητας.^[1]

Είναι το Airgel καλύτερο για θερμική προστασία από κύτταρο σε κύτταρο;

Χωρίς επαρκή μόνωση μεταξύ στενά συσκευασμένων κυψελών, η θερμότητα που απελευθερώνεται από ένα αποτυχημένο στοιχείο μπορεί να μεταφερθεί γρήγορα σε γειτονικές κυψέλες και να συμβάλει στη διάδοση μέσω της μονάδας.

Τα φράγματα που βασίζονται σε αερογέλη είναι ιδιαίτερα ελκυστικά όπου οι μηχανικοί χρειάζονται ισχυρή θερμική αντίσταση με ελάχιστο πάχος και βάρος. Η πορώδης δομή τους περιορίζει τη στερεή και αέρια αγωγιμότητα της θερμότητας, επιτρέποντας σε σχετικά λεπτά εμπόδια να επιβραδύνουν τη μεταφορά θερμότητας μεταξύ γειτονικών επιφανειών.

Αυτό καθιστά το airgel ιδιαίτερα σημαντικό για τα εμπόδια κυψέλης σε κυψέλες σε μονάδες υψηλής ενεργειακής πυκνότητας , όπου κάθε χιλιοστό του χώρου συσκευασίας έχει σημασία.

Πότε είναι καλύτερο το μίκα από το αεροτζέλ;

Η θερμομόνωση από μόνη της μπορεί να μην είναι επαρκής γύρω από ζυγούς, συνδέσεις υψηλής τάσης, καλύμματα μονάδων και άλλες θέσεις όπου η ηλεκτρική μόνωση και η μηχανική σταθερότητα είναι εξίσου σημαντικές.

Η μαρμαρυγία είναι συχνά η ισχυρότερη επιλογή όταν το εξάρτημα πρέπει να παρέχει τόσο φράγμα υψηλής θερμοκρασίας όσο και αξιόπιστη διηλεκτρική μόνωση. Μπορεί να υποστεί επεξεργασία σε φύλλα και προσαρμοσμένα εξαρτήματα κοπής για δομές δομοστοιχείων, ζυγών, περιβλημάτων και μονωτικών δομών υψηλής τάσης.

Αυτό καθιστά τη μαρμαρυγία ιδιαίτερα χρήσιμη κοντά σε ζυγούς HV, συνδέσμους, ηλεκτρικές διεπαφές, όρια μονάδων και περιοχές προστασίας σε επίπεδο πακέτου.

Airgel vs Mica: Ποιο υλικό έχει καλύτερη απόδοση;

Η επιλογή υλικών από μία μόνο προδιαγραφή, όπως η μέγιστη θερμοκρασία, μπορεί να κρύψει σημαντικές διαφορές στη θερμική αγωγιμότητα, τη συμπεριφορά συμπίεσης, την απόδοση του διηλεκτρικού, το πάχος και τη μηχανική αντοχή.

Συγκρίνετε τα υλικά σύμφωνα με την πραγματική τους λειτουργία στο εσωτερικό της μπαταρίας αντί να αναζητάτε έναν καθολικό νικητή. Ένας διαχωριστής κυψελών έχει πολύ διαφορετικές απαιτήσεις από ένα φράγμα ζυγού HV ή ένα εξάρτημα μόνωσης περιβλήματος.

Μπορούν το Airgel και το Mica να χρησιμοποιηθούν μαζί;

Ο εξαναγκασμός ενός μονωτικού υλικού να εκτελεί κάθε θερμική, ηλεκτρική και μηχανική λειτουργία μπορεί να δημιουργήσει μια αναποτελεσματική μπαταρία και να αυξήσει το κόστος του υλικού χωρίς βελτίωση της ασφάλειας.

Μια υβριδική αρχιτεκτονική μόνωσης μπορεί να χρησιμοποιεί αερογέλη κοντά σε κυψέλες και μαρμαρυγία γύρω από ηλεκτρικά ή μηχανικά απαιτητικές περιοχές. Αυτό επιτρέπει στους μηχανικούς να χρησιμοποιούν αερογέλη όπου η θερμική αντίσταση ανά μονάδα πάχους έχει μεγαλύτερη σημασία και μαρμαρυγία όπου η απόδοση του διηλεκτρικού και του δομικού φραγμού είναι κρίσιμη.

Για παράδειγμα, μια μονάδα μπαταρίας μπορεί να χρησιμοποιεί ένα σύνθετο αερογέλημα μεταξύ των κυψελών ενώ χρησιμοποιεί κομμένα εξαρτήματα μαρμαρυγίας γύρω από ζυγούς, συνδέσεις υψηλής τάσης, καλύμματα μονάδων ή διεπαφές περιβλήματος.

Πώς πρέπει οι μηχανικοί να επιλέξουν μεταξύ Airgel και Mica;

Η επιλογή ενός θερμικού φραγμού προτού κατανοήσετε τη χημεία των κυττάρων, τη συμπεριφορά διάδοσης, το διαθέσιμο διάκενο, το φορτίο συμπίεσης, την τάση και τα γύρω εξαρτήματα μπορεί να οδηγήσει σε ακριβό επανασχεδιασμό μετά τη δοκιμή της μονάδας.

Καθορίστε πρώτα το σενάριο αστοχίας και μετά επιλέξτε το υλικό και το πάχος γύρω από την απαιτούμενη θερμική, ηλεκτρική και μηχανική απόδοση. Τα εξαρτήματα πρωτοτύπων θα πρέπει τελικά να επικυρωθούν στα σχετικά επίπεδα κυψέλης, μονάδας και συσκευασίας.

Η UL Solutions εκτελεί δοκιμές θερμικής διάδοσης μπαταριών EV από το επίπεδο κυψέλης σε πακέτο και αξιολογεί την αποτελεσματικότητα των φραγμών κατά της διάδοσης και των μονωτικών υλικών.^[2] Το SAE J2464 αντιμετωπίζει επίσης τις δοκιμές κατάχρησης μπαταριών ηλεκτρικών και υβριδικών οχημάτων σε συνθήκες πέρα ​​από το κανονικό εύρος λειτουργίας τους.^[3]

Χρειάζεστε προσαρμοσμένα εξαρτήματα Airgel ή Mica για ένα έργο μπαταριών EV;

Το Fuqiang μπορεί να υποστηρίξει προσαρμοσμένα εξαρτήματα μόνωσης μπαταρίας σύμφωνα με την κυψέλη, τη μονάδα, το πακέτο, τη ράβδο ζυγών, τη φίσα και τη διάταξη καλωδίωσης υψηλής τάσης. Στείλτε μας το σχέδιό σας, το απαιτούμενο πάχος, τη θερμοκρασία λειτουργίας, την τάση και τη θέση εγκατάστασης για επιλογή υλικού ή αξιολόγηση δείγματος.

FAQ

Είναι το airgel καλύτερο από το μίκα για μπαταρίες EV;

Όχι καθολικά. Το Airgel είναι γενικά ισχυρότερο για θερμομόνωση υψηλής απόδοσης, ενώ η μαρμαρυγία είναι ιδιαίτερα πολύτιμη όταν απαιτείται επίσης ηλεκτρική μόνωση και δομική απόδοση θερμικού φραγμού.

Πού χρησιμοποιείται το airgel σε μια μπαταρία EV;

Τα σύνθετα υλικά αερογέλης θεωρούνται συνήθως για θέσεις με σφιχτό θερμικό φράγμα, όπως μεταξύ κυψελών μπαταρίας ή γύρω από μονάδες όπου ο περιορισμός της μεταφοράς θερμότητας είναι κρίσιμος.

Πού χρησιμοποιείται η μαρμαρυγία στις μπαταρίες EV;

Τα εξαρτήματα Mica μπορούν να χρησιμοποιηθούν γύρω από μονάδες, ζυγούς, συνδέσεις υψηλής τάσης, καλύμματα μπαταριών και διεπαφές περιβλημάτων που απαιτούν θερμική και ηλεκτρική απομόνωση.

Μπορεί η μαρμαρυγία να σταματήσει τη θερμική διαφυγή της μπαταρίας;

Η μαρμαρυγία δεν σταματά την ηλεκτροχημική θερμική διαφυγή που εμφανίζεται μέσα σε μια αποτυχημένη κυψέλη. Μπορεί να αποτελεί μέρος ενός συστήματος φραγμού που έχει σχεδιαστεί για να καθυστερεί τη διάδοση της θερμότητας και της φλόγας στα γύρω εξαρτήματα.

Μπορεί το airgel να αποτρέψει εντελώς τη θερμική διάδοση;

Κανένα υλικό δεν θα πρέπει να θεωρείται ότι εμποδίζει πλήρως τη διάδοση χωρίς επικύρωση σε επίπεδο συστήματος. Η απόδοση του φραγμού εξαρτάται από την κατασκευή του υλικού, το πάχος, τη χημεία των κυττάρων, την απόσταση, τη συμπίεση, τη ροή θερμότητας, τον εξαερισμό και την αρχιτεκτονική συσκευασίας.

Προοπτική 15ετούς καλωδίωσης αυτοκινήτου

Μετά από 15 χρόνια εργασίας με καλώδια αυτοκινήτων και ηλεκτρικά συστήματα ηλεκτρικών οχημάτων, βλέπω τη μόνωση της μπαταρίας ως μέρος της πλήρους αρχιτεκτονικής υψηλής τάσης—όχι μια μεμονωμένη απόφαση υλικού. Το Airgel μπορεί να ελέγξει τη μεταφορά θερμότητας γύρω από τις κυψέλες, ενώ η μαρμαρυγία μπορεί να παρέχει ισχυρό θερμικό και ηλεκτρικό διαχωρισμό γύρω από ζυγούς, συνδέσμους HV και διεπαφές καλωδίωσης.

Ως εκ τούτου, το καλύτερο υλικό δεν είναι απλώς το airgel ή η μαρμαρυγία. Είναι το υλικό, το πάχος, η γεωμετρία και η θέση που ταιριάζουν σωστά με την πραγματική κατάσταση αστοχίας της μπαταρίας.

Έγκυρες Αναφορές

[1] Λύσεις UL — Αξιολόγηση θερμικού διαφυγής περιβλήματος μπαταρίας (BETR).

[2] Λύσεις UL — Δοκιμές κατάχρησης μπαταρίας, πυρκαγιάς, θερμότητας και απόδοσης EV

[3] SAE International — Δοκιμή κατάχρησης μπαταρίας ηλεκτρικού οχήματος J2464