Kuidas Vilgukivist soojusisolatsioon EV akudes töötab?

Vilgukivist soojusisolatsiooni kasutatakse elektrisõidukite akude rakendustes, kuna vilgukivipõhised materjalid taluvad kõrget temperatuuri ja võivad aidata säilitada termilise pinge all füüsilist barjääri. Sõltuvalt toote konstruktsioonist võivad vilgukivist lehed kaasa aidata kuumuse- ja leegikaitsele, pakkudes samal ajal elektriisolatsiooni.

Elektriisolatsioon, soojusisolatsioon ja leegikindlus on aga erinevad omadused. Elektriliseks eraldamiseks sobiv vilgukivi ei ole automaatselt tõhus termiline tõke. Terviklikku komposiiti tuleb hinnata selle kavandatud funktsiooni järgi.

Vilgukivipõhiste materjalide erinevad kaitsefunktsioonid EV akudes

Kuidas saab vilgukivist soojusisolatsioon vähendada soojusülekannet aku komponentide vahel?

Liigne soojusülekanne külgnevate komponentide vahel võib suurendada termilist kokkupuudet ja kahjustada temperatuuritundlikku isolatsiooni või lähedalasuvaid konstruktsioone.

Hinnake vilgukivipõhist tõket, kasutades selle mõõdetud paksuse soojuslikke omadusi ja kogu paigaldatud virnast.

Soojusülekanne sõltub materjali juhtivusest, paksusest, kontakttakistusest, survest ja temperatuuride erinevusest. ASTM C177 pakub valvega kuumutusplaadi meetodit püsiva oleku soojusülekande omaduste mõõtmiseks kindlaksmääratud tingimustel [1]. Toatemperatuuri lähedal mõõdetud tulemusi ei tohiks eeldada lühiajalise ekstreemse kuumutamise ajal. Soojusmodelleerimisel tuleb kasutada kavandatava kokkupuutega seotud andmeid.

Kus kasutatakse elektrisõidukite akudes vilgukivist termotõkkeid?

Valesti paigutatud tõke võib jätta kriitilised komponendid kuumuse kätte või häirida aku ettenähtud jahutus- ja õhutusfunktsioone.

Leidke vilgukivitõkked vastavalt termilise ohu hinnangule, elektrilisele arhitektuurile ja olemasolevale pakendamisruumile.

Kandideeritud asukohad võivad hõlmata valitud kärje-kärje liideseid, mooduli vaheseinu, siinikatteid ja korpuse pindu. Õige asukoht sõltub raku konstruktsioonist, termiliste sündmuste teedest, mehaanilisest kinnipidamisest ja külgnevate materjalide funktsioonidest. Vilgukivi ei tohiks asendada termilise liidese materjaliga, mis on ette nähtud soojuse ülekandmiseks jahutusplaadile ilma termiliste tagajärgede kontrollimiseta.

Kas vilgukivist lehed võivad peatada termilise leviku?

Kui eeldada, et ainuüksi kuumuskindel leht peatab levimise, võib aku konstruktsioon olla tundlik kõrge temperatuuriga gaaside, leegiga kokkupuute ja mehaaniliste kahjustuste suhtes.

Kinnitage vilgukivitõkked akusüsteemi jaoks määratletud tegelike termiliste ja mehaaniliste rikete tingimustes.

Termiline põgenemine hõlmab enamat kui püsiolekujuhtivust. Kuumad gaasid, osakesed, leegid, rõhk ja lokaalne materjali rike võivad barjääri mõjutada. ASTM E1354 mõõdab tulele reageerimise omadusi, nagu soojuse eraldumine ja suitsu teke kindlaksmääratud laboritingimustes [2], kuid see ei võimalda akuplokis leviku tõkestamist. Pakenditaseme testimine peab käsitlema tegelikku konstruktsiooni ja asjakohaseid ohutusnõudeid.

Kuidas peaksid insenerid võrdlema erinevaid vilgukivist soojusisolatsiooni klasse?

Kaks kõrgtemperatuurse vilgukiviisolatsioonina kirjeldatud materjali võivad käituda erinevalt, kuna nende sideained, tugevdused ja konstruktsioon ei ole identsed.

Enne klassi valimist võrrelge täielikke materjali spetsifikatsioone ja katsetulemusi ühtsetes tingimustes.

Küsige vilgukivi tüüpi, sideaine koostist, kui see on avaldatud, kogupaksust, konstruktsiooni, termilise katse tingimusi ja tõendeid konstruktsiooni terviklikkuse kohta pärast kokkupuudet. Standardis IEC 60695-11-10 kirjeldatakse kohaldatavate materjalide väikese leegiga sõelumismeetodeid [3]; seda ei tohiks käsitleda EV termilise põgenemise kvalifikatsioonina. Sobiv materjali läbivaatusplaan peab eristama rutiinset töötemperatuuri erakorralise veaga kokkupuutest.

Tehniliste materjalide võrdlemiseks jagage tõkke asukohta, saadaolevat ruumi, eeldatavat kuumusega kokkupuudet, külgnevaid komponente ja asjakohaseid ohutuseesmärke. Taotlege kandidaatkonstruktsioonide hindamist ja vajalikke konkreetseid tõendeid enne kinnitamist.

KKK

Kas vilgukivi on soojusisolaator või elektriisolaator?

Vilgukivi on hästi tuntud elektriisolatsiooni ja kuumakindluse poolest. Selle tõhusus soojustõkkena sõltub valmismaterjali konstruktsioonist, paksusest ja temperatuuritingimustest.

Kas vilgukivi isolatsioon võib asendada aku jahutusmaterjale?

Mitte automaatselt. Jahutusmaterjalid valitakse soojusülekande juhtimiseks, samas kui termiline barjäär võib olla mõeldud selle piiramiseks. Asendamine nõuab soojusprojekti kontrollimist.

Kas kõrgem temperatuuriklass tähendab paremat soojusisolatsiooni?

Ei. Temperatuuritaluvus kirjeldab ellujäämist või vastuvõetavat jõudlust kindlaksmääratud tingimustes, samas kui soojusisolatsioon puudutab soojusülekannet. Neid kahte omadust tuleb hinnata eraldi.

Kuidas tuleks vilgukivitõkkeid aku termilise äravoolu suhtes testida?

Testimine peaks kajastama aku konstruktsiooni termilist kokkupuudet, mehaanilist koormust, õhutustingimusi ja nõutavat kaitsefunktsiooni. Väikesemahulised materjalitulemused võivad toetada sõelumist, kuid ei asenda asjakohast kooste- või pakenditaseme valideerimist.

Kas vilgukivist lehed võivad kaitsta siine kuumuse eest?

Õige valiku korral võivad need kaasa aidata elektrilise eraldamise ja termilise kaitse tagamisele. Kogu siinikomplekt, sealhulgas tuged, pistikud ja külgnev isolatsioon, vajab siiski hindamist.

Järeldus

Vilgukivi soojusisolatsioon on kõige kasulikum, kui selle konkreetsed elektrilised, termilised ja leegiga seotud funktsioonid on selgelt määratletud. Kuumakindlus üksi ei taga termilist kaitset ja materjali testimise tulemusi ei tohi segi ajada pakenditaseme ohutusnäitajatega.

Materjali valiku arutamiseks või näidiste taotlemiseks esitage kavandatud tõkkejoonis, paigalduskoht, töötemperatuuri tingimused, eeldatav rikkega kokkupuude ja nõutavad valideerimiskriteeriumid. Kasutage neid sisendeid materjalikonstruktsioonide võrdlemiseks ja järelejäänud kvalifikatsioonilünkade tuvastamiseks.

Viited

1. ASTM International, ASTM C177 – standardne testimismeetod soojusvoo püsioleku mõõtmiseks ja soojusülekande omadusteks valvega kuumplaadiseadme abil.

2. ASTM International, ASTM E1354 – standardne katsemeetod kuumuse ja nähtava suitsu eraldumise määra jaoks, kasutades hapnikutarbimise kalorimeetrit.

3. IEC, IEC 60695-11-10:2013 – tuleohu katsetamine: 50 W horisontaalse ja vertikaalse leegi katsemeetodid.

15-aastane kogemus autotööstuses

Viieteistaastane autojuhtmete tööstuse kogemus juhib tähelepanu elektriisolatsiooni, temperatuuriga kokkupuute ja mehaanilise kaitse koostoimele. Materjali valik peaks olema seotud praktiliste tootmiskontrollide, mõõtmete kontrolli ja valideerimise tõenditega. Kliendiprojektides on isolatsioonikomponendi sobitamine tegeliku töö- ja montaažikeskkonnaga endiselt oluline elektrisüsteemi töökindla projekteerimise jaoks.