Πού πρέπει να τοποθετούνται τα θερμικά εμπόδια μέσα σε μια μπαταρία EV;

Η χρήση εξαιρετικής μόνωσης σε λάθος θέση μπορεί να επιτρέψει στη θερμότητα, τη φλόγα ή τα αέρια εξαερισμού να παρακάμψουν το φράγμα και να διαδοθούν μέσω της μπαταρίας.

Η μόνωση της μπαταρίας πρέπει να τοποθετείται σύμφωνα με την αναμενόμενη διαδρομή διάδοσης. Οι φραγμοί κυψέλης σε κυψέλη στοχεύουν στην πλησιέστερη γειτονική κυψέλη, οι φραγμοί από μονάδα σε μονάδα δημιουργούν ένα δεύτερο επίπεδο διαχωρισμού, ενώ τα υλικά σε επίπεδο συσκευασίας προστατεύουν καλύμματα, περιβλήματα και ευαίσθητες ηλεκτρικές ζώνες.

Επομένως, μια ισχυρή στρατηγική πρόληψης της θερμικής διάδοσης χρησιμοποιεί την τοποθεσία του υλικού τόσο προσεκτικά όσο και την απόδοση του υλικού. Ο στόχος δεν είναι να γεμίσει η μπαταρία με μόνωση, αλλά να διακόψει τις πιο σημαντικές θερμικές και ηλεκτρικές διαδρομές.

Πού πρέπει να εγκατασταθούν τα εμπόδια από κύτταρο σε κύτταρο;

Εάν οι γειτονικές κυψέλες έχουν άμεση θερμική διαδρομή, ένα αποτυχημένο στοιχείο μπορεί να μεταφέρει γρήγορα ενέργεια στον γείτονά του.

Τοποθετήστε φραγμούς κυψέλης σε κυψέλη στις διεπαφές όπου οι γειτονικές κυψέλες μπορούν να ανταλλάξουν την πιο επιζήμια θερμότητα. Για τις πρισματικές αρχιτεκτονικές και τις αρχιτεκτονικές θήκης, το φράγμα μπορεί επίσης να χρειαστεί να φιλοξενήσει τη διόγκωση και τη συμπίεση των κυττάρων καθ 'όλη τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Η Aspen Aerogels περιγράφει τα προϊόντα PyroThin της ειδικά ως θερμικά εμπόδια από κύτταρο σε κύτταρο για θήκη και πρισματικές μπαταρίες, συνδυάζοντας τη θερμική προστασία με τη μηχανική συμπεριφορά υπό συμπίεση μπαταρίας.^[1]

Πού πρέπει να πάνε τα εμπόδια από ενότητα σε μονάδα;

Η διακοπή της άμεσης αγωγιμότητας κυψέλης σε κυψέλη δεν εγγυάται ότι ένα θερμικό συμβάν δεν μπορεί να φτάσει σε άλλη μονάδα μέσω δομικών μερών, αερίων εξαερισμού ή φλόγας.

Χρησιμοποιήστε το διαχωρισμό σε επίπεδο μονάδας για να διακόψετε την επόμενη διαδρομή διάδοσης. Η γεωμετρία φραγμού θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη τα τοιχώματα της μονάδας, τα κενά, τις δομικές διεπαφές και την πιθανή κατεύθυνση εξαερισμού αντί να τοποθετεί απλώς ένα φύλλο μεταξύ δύο περιβλημάτων μονάδας.

Η Saint-Gobain προσδιορίζει τα θερμικά επιθέματα τόσο για την απορρόφηση των κυψελών όσο και για θέσεις μεταξύ των μονάδων, απεικονίζοντας πώς η στρατηγική φραγμού μπορεί να επεκταθεί πέρα ​​από μεμονωμένες κυψέλες.^[2]

Το καπάκι της μπαταρίας χρειάζεται θερμομόνωση;

Μια στρατηγική φραγμού που εστιάζεται μόνο μεταξύ των κυψελών μπορεί να αφήσει το κάλυμμα της συσκευασίας εκτεθειμένο σε φλόγες εκτόξευσης, θερμά αέρια και εκτοξευόμενα σωματίδια.

Αξιολογήστε το καπάκι και το περίβλημα της συσκευασίας ως ξεχωριστές ζώνες προστασίας από τη θερμική διαφυγή. Η UL Solutions σημειώνει ότι η θερμική διαφυγή μπαταρίας μπορεί να παράγει φλόγα που μοιάζει με πίδακα, πίεση και σωματίδια ικανά να διαβρώσουν το προστατευτικό υλικό του περιβλήματος.^[3]

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η μόνωση κυψέλης σε κυψέλη και η προστασία του περιβλήματος δεν πρέπει να αντιμετωπίζονται ως εναλλάξιμα. Η θερμική και η μηχανική έκθεση μπορεί να είναι πολύ διαφορετική.

Πώς πρέπει οι μηχανικοί να αποφασίζουν την τοποθέτηση φραγμού;

Η προσθήκη μόνωσης παντού μπορεί να αυξήσει το βάρος, το κόστος και τη συμπίεση χωρίς τον έλεγχο του κυρίαρχου μηχανισμού διάδοσης.

Χαρτογραφήστε το θερμικό συμβάν πριν ορίσετε τα κομμένα εξαρτήματα. Προσδιορίστε την κυψέλη εκκίνησης, τις γειτονικές κυψέλες, την κατεύθυνση εξαερισμού, τα όρια της μονάδας, τους διαύλους, τις δομές ψύξης, το κάλυμμα του πακέτου και τις πιθανές οδούς φλόγας ή αερίου.

Το πάχος του φραγμού και το υλικό μπορούν στη συνέχεια να βελτιστοποιηθούν για κάθε θέση αντί να αναγκάσουν ένα μονωτικό φύλλο να εκτελεί κάθε λειτουργία.

Χρειάζεστε βοήθεια για να μετατρέψετε τη διάταξη της μπαταρίας σε μονωτικά μέρη;

Στείλτε στον Fuqiang τη διάταξη των κυψελών σας, το σχέδιο της μονάδας, τα διαθέσιμα κενά, την κατεύθυνση αερισμού και τις απαιτήσεις μόνωσης. Η ομάδα μηχανικών μας μπορεί να ελέγξει τις θέσεις φραγμού κυψέλης σε κυψέλη, σε επίπεδο μονάδας και σε επίπεδο συσκευασίας και να προετοιμάσει δείγματα για επικύρωση.

FAQ

Πού πρέπει να πάει η μόνωση μεταξύ των στοιχείων της μπαταρίας;

Θα πρέπει να τοποθετηθεί στις διεπαφές των κυψελών όπου μπορεί να μειώσει τη μεταφορά θερμότητας σε γειτονικές κυψέλες, ενώ παράλληλα να εξυπηρετεί την απαιτούμενη συμπίεση και κίνηση των κυττάρων.

Τι είναι το θερμικό φράγμα από κύτταρο σε κύτταρο;

Είναι ένα υλικό που τοποθετείται μεταξύ γειτονικών κυψελών για να μειώσει τη μεταφορά θερμότητας και να αποτρέψει ένα θερμικό συμβάν σε ένα στοιχείο από το να προκαλέσει το επόμενο.

Τι είναι το εμπόδιο από ενότητα σε μονάδα;

Είναι θερμική ή πυροπροστασία τοποθετημένη μεταξύ των μονάδων μπαταρίας για να βοηθήσει στον περιορισμό της διάδοσης πέρα ​​από την πληγείσα μονάδα.

Πρέπει η μόνωση της μπαταρίας EV να καλύπτει ολόκληρο το πακέτο;

Όχι απαραίτητα. Η θέση του φραγμού θα πρέπει να ακολουθεί τους κινδύνους θερμότητας, φλόγας, ηλεκτρισμού και εξαερισμού. Η προσθήκη υλικού όπου παρέχει μικρή προστασία μπορεί να αυξήσει άσκοπα τη μάζα και το κόστος.

Είναι η μόνωση από κύτταρο σε κύτταρο αρκετή για να σταματήσει τη θερμική διάδοση;

Όχι πάντα. Ο σχεδιασμός της συσκευασίας πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη τα αέρια εξαερισμού, τις φλόγες, τη δομική αγωγιμότητα, τα όρια της μονάδας και την προστασία του περιβλήματος.

Μια 15ετής προοπτική καλωδίων και μπαταρίας EV αυτοκινήτου

Μετά από 15 χρόνια εργασίας με ηλεκτρικά συστήματα αυτοκινήτων, προσεγγίζω τη μόνωση της μπαταρίας σαν προστασία καλωδίωσης: τοποθετήστε την προστασία εκεί που πραγματικά ταξιδεύει η ενέργεια αστοχίας. Η σωστή τοποθέτηση μπορεί να είναι τόσο σημαντική όσο η θερμική αγωγιμότητα ή η ικανότητα θερμοκρασίας που αναγράφεται στο φύλλο δεδομένων υλικού.

Έγκυρες Αναφορές

[1] Aspen Aerogels — Θερμικά εμπόδια από κύτταρο σε κύτταρο για μπαταρίες EV

[2] Saint-Gobain — Σειρά TRP Cell and Module Thermal Runaway Pads

[3] UL Solutions — Αξιολόγηση θερμικής διαφυγής περιβλήματος μπαταρίας