Vistas: 0 Autor: Editor del sitio Hora de publicación: 2026-09-20 Origen: Sitio
El uso de un aislamiento excelente en la ubicación incorrecta aún puede permitir que el calor, las llamas o los gases de ventilación pasen por alto la barrera y se propaguen a través del paquete de baterías.
El aislamiento de la batería debe colocarse según la ruta de propagación esperada. Las barreras de celda a celda apuntan a la celda vecina más cercana, las barreras de módulo a módulo crean un segundo nivel de separación, mientras que los materiales a nivel de paquete protegen cubiertas, recintos y zonas eléctricas sensibles.
Por lo tanto, una estrategia sólida de prevención de la propagación térmica utiliza la ubicación del material con tanta atención como su rendimiento. El objetivo no es llenar la batería con aislamiento, sino interrumpir las vías térmicas y eléctricas más importantes.
Si las celdas adyacentes tienen una ruta térmica directa, una celda fallida puede transferir energía rápidamente a su vecina.
Coloque barreras entre células en las interfaces donde las células vecinas pueden intercambiar el calor más dañino. Para arquitecturas prismáticas y de bolsa, es posible que la barrera también deba adaptarse a la hinchazón y compresión de las células durante la vida útil de la batería.
Aspen Aerogels describe sus productos PyroThin específicamente como barreras térmicas de celda a celda para baterías prismáticas y de bolsa, que combinan protección térmica con comportamiento mecánico bajo compresión de la batería.[1]
Ubicación de la barrera |
Objetivo principal |
Pregunta clave de diseño |
|---|---|---|
Celda a celda |
Transferencia de calor directa lenta |
¿Puede funcionar bajo compresión celular? |
Módulo a módulo |
Limitar la propagación más allá de un módulo |
¿Están controladas las vías laterales y de ventilación? |
Tapa/cubierta del paquete |
Proteja el recinto y las estructuras orientadas a los pasajeros |
¿Puede soportar la exposición a llamas y partículas? |
Zona de alta tensión/barras |
Aislamiento eléctrico y térmico. |
¿Se mantienen las distancias dieléctricas? |
Detener la conducción directa de celda a celda no garantiza que un evento térmico no pueda alcanzar otro módulo a través de partes estructurales, gases de ventilación o llamas.
Utilice la separación a nivel de módulo para interrumpir la siguiente ruta de propagación. La geometría de la barrera debe considerar las paredes del módulo, los espacios, las interfaces estructurales y la probable dirección de ventilación en lugar de simplemente colocar una lámina entre dos carcasas de módulo.
Saint-Gobain identifica almohadillas térmicas tanto para la amortiguación de las celdas como para las ubicaciones entre los módulos, lo que ilustra cómo la estrategia de barrera puede extenderse más allá de las celdas individuales.[2]
Una estrategia de barrera centrada únicamente entre las celdas puede dejar la cubierta del paquete expuesta a llamas de chorro, gases calientes y partículas expulsadas.
Evalúe la tapa del paquete y el recinto como zonas separadas de protección térmica contra fugas. UL Solutions señala que la fuga térmica de la batería puede producir llamas similares a chorros, presión y partículas capaces de erosionar el material de la carcasa protectora.[3]
Esta es la razón por la que el aislamiento de celda a celda y la protección del recinto no deben considerarse intercambiables. La exposición térmica y mecánica puede ser muy diferente.
Agregar aislamiento en todas partes puede aumentar el peso, el costo y la compresión sin controlar el mecanismo de propagación dominante.
Mapee el evento térmico antes de definir las piezas troqueladas. Identifique la celda iniciadora, las celdas vecinas, la dirección de ventilación, los límites del módulo, las barras colectoras, las estructuras de enfriamiento, la cubierta del paquete y las posibles rutas de llama o gas.
Luego, el espesor y el material de la barrera se pueden optimizar para cada ubicación en lugar de obligar a una lámina aislante a realizar todas las funciones.
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Envíe a Fuqiang su disposición de celdas, dibujo de módulos, espacios disponibles, dirección de ventilación y requisitos de aislamiento. Nuestro equipo de ingeniería puede revisar las ubicaciones de las barreras de celda a celda, a nivel de módulo y a nivel de paquete y preparar muestras para su validación.
Debe colocarse en las interfaces de las celdas donde pueda reducir la transferencia de calor a las celdas adyacentes y al mismo tiempo adaptarse a la compresión y el movimiento de las celdas requeridos.
Es un material colocado entre celdas vecinas para reducir la transferencia de calor y ayudar a evitar que un evento térmico en una celda desencadene la siguiente.
Es una protección térmica o contra incendios colocada entre los módulos de batería para ayudar a limitar la propagación más allá del módulo afectado.
No necesariamente. La ubicación de la barrera debe tener en cuenta los riesgos térmicos, de llama, eléctricos y de ventilación. Agregar material donde proporciona poca protección puede aumentar innecesariamente la masa y el costo.
No siempre. El diseño del paquete también debe considerar los gases de ventilación, las llamas, la conducción estructural, los límites de los módulos y la protección del gabinete.
Una perspectiva de 15 años de mazos de cables para automóviles y baterías para vehículos eléctricos
Después de 15 años trabajando con sistemas eléctricos automotrices, abordo el aislamiento de la batería de manera muy similar a la protección del arnés: coloco la protección donde realmente viaja la energía de falla. La ubicación correcta puede ser tan importante como la conductividad térmica o la capacidad de temperatura impresa en la hoja de datos del material.
[1] Aspen Aerogels: barreras térmicas de celda a celda para baterías de vehículos eléctricos
[2] Saint-Gobain — Almohadillas térmicas fugitivas para módulos y celdas serie TRP
[3] Soluciones UL: Evaluación de fuga térmica del gabinete de batería
