Kuhu tuleks EV aku sees termotõkked asetada?

Suurepärase isolatsiooni kasutamine vales kohas võib siiski võimaldada kuumusel, leegil või õhutusgaasidel barjäärist mööda minna ja akupaki kaudu levida.

Aku isolatsioon tuleks paigutada vastavalt eeldatavale levimisrajale. Rakkudevahelised tõkked sihivad lähimat naaberelementi, moodulitevahelised tõkked loovad teise eraldustaseme, samas kui pakenditaseme materjalid kaitsevad katteid, korpusi ja tundlikke elektritsoone.

Tugev termilise leviku vältimise strateegia kasutab seetõttu materjali asukohta sama hoolikalt kui materjali jõudlust. Eesmärk ei ole täita akut isolatsiooniga, vaid katkestada kõige olulisemad soojus- ja elektrikanalid.

Kuhu tuleks paigaldada rakkudevahelised tõkked?

Kui külgnevatel rakkudel on otsene soojustee, võib üks ebaõnnestunud rakk energiat kiiresti oma naabrile üle kanda.

Asetage rakkudevahelised tõkked liidestele, kus naaberrakud saavad vahetada kõige kahjulikumat soojust. Prisma- ja kottiarhitektuuride puhul võib barjäär vajada ka rakkude paisumist ja kokkusurumist kogu aku kasutusaja jooksul.

Aspen Aerogels kirjeldab oma PyroThin tooteid konkreetselt kui rakust rakku soojusbarjääri kottide ja prismapatareide jaoks, mis ühendavad termilise kaitse mehaanilise käitumisega aku kokkusurumisel.^[1]

Kuhu peaksid minema moodulivahelised tõkked?

Otsese elemendist rakku juhtivuse peatamine ei garanteeri, et termiline sündmus ei pääse konstruktsiooniosade, õhutusgaaside või leekide kaudu teise moodulini.

Kasutage järgmise levitee katkestamiseks moodulitaseme eraldamist. Tõkke geomeetria peaks arvestama mooduli seinu, lünki, struktuurseid liideseid ja tõenäolist õhutussuunda, selle asemel, et asetada lihtsalt leht kahe mooduli korpuse vahele.

Saint-Gobain tuvastab termiliselt põgenevad padjad nii rakkude pehmendamiseks kui ka moodulite vaheliseks asukohaks, näidates, kuidas barjääristrateegia võib ulatuda üksikutest rakkudest kaugemale.^[2]

Kas aku kaas vajab soojusisolatsiooni?

Barjääristrateegia, mis keskendub ainult rakkude vahele, võib jätta pakendi katte kokku leekide, kuumade gaaside ja väljapaiskuvate osakestega.

Hinnake pakendi kaant ja korpust eraldi termilise äravoolu kaitsetsoonidena. UL Solutions märgib, et aku kuumenemine võib tekitada joalaadset leeki, rõhku ja osakesi, mis võivad kahjustada kaitseümbrise materjali.^[3]

Seetõttu ei tohiks rakkudevahelist isolatsiooni ja korpuse kaitset käsitleda asendatavatena. Termiline ja mehaaniline kokkupuude võivad olla väga erinevad.

Kuidas peaksid insenerid tõkete paigutuse otsustama?

Isolatsiooni lisamine kõikjale võib suurendada kaalu, kulusid ja kokkusurumist ilma domineerivat levimismehhanismi kontrollimata.

Enne stantsitud osade määratlemist kaardistage termiline sündmus. Tuvastage initsiatiivkamber, naaberelemendid, õhutussuund, mooduli piirid, siinid, jahutusstruktuurid, pakendi kate ja võimalikud leegi või gaasi teed.

Tõkke paksust ja materjali saab seejärel optimeerida iga asukoha jaoks selle asemel, et sundida ühte isolatsioonilehte iga funktsiooni täitma.

Kas vajate abi aku paigutuse muutmisel stantsitud isolatsiooniosadeks?

Saatke Fuqiangile oma raku paigutus, mooduli joonis, saadaolevad lüngad, õhutusava suund ja isolatsiooninõuded. Meie insenerimeeskond saab üle vaadata rakkudevahelise, moodulitaseme ja paketitaseme barjääri asukohad ning valmistada proove valideerimiseks.

KKK

Kuhu peaks akuelementide vahel isolatsioon minema?

See peaks olema paigutatud elemendi liidestele, kus see võib vähendada soojusülekannet külgnevatele rakkudele, võimaldades samal ajal vajalikku kokkusurumist ja rakkude liikumist.

Mis on rakkudevaheline soojusbarjäär?

See on materjal, mis asetatakse naaberrakkude vahele, et vähendada soojusülekannet ja vältida termilise sündmuse käivitamist ühes rakus järgmises.

Mis on moodulivaheline barjäär?

See on termo- või tulekaitse, mis on paigutatud akumoodulite vahele, et piirata levimist mõjutatud moodulist kaugemale.

Kas EV aku isolatsioon peaks katma kogu paketi?

Mitte tingimata. Tõkke asukoht peaks järgima termilisi, leegi-, elektri- ja õhutusriske. Materjali lisamine kohtadesse, kus see vähe kaitseb, võib tarbetult suurendada massi ja kulusid.

Kas rakkudevaheline isolatsioon on piisav soojuslevi peatamiseks?

Mitte alati. Pakendi projekteerimisel tuleb arvestada ka õhutusgaase, leeke, konstruktsioonijuhtivust, mooduli piire ja korpuse kaitset.

15-aastane autotööstuse juhtmestiku ja elektrisõidukite aku perspektiiv

Pärast 15 aastat töötamist autode elektrisüsteemidega lähenen aku isolatsioonile sarnaselt rakmete kaitsele: asetage kaitse sinna, kuhu rikkeenergia tegelikult liigub. Õige paigutus võib olla sama oluline kui materjali andmelehele trükitud soojusjuhtivus või temperatuurivõime.

Autoriteetsed viited

[1] Aspen Aerogels – rakkudevahelised termobarjäärid elektrisõidukite akude jaoks

[2] Saint-Gobain – TRP-seeria elementide ja moodulite termilised jooksvad padjad

[3] UL Solutions – aku korpuse termilise äravoolu hindamine