پد بالشتک باتری EV چیست؟

انبساط کنترل نشده سلول باتری می تواند ماژول ها را تغییر شکل دهد، اتصالات الکتریکی را شل کند، به شینه ها آسیب برساند و در نهایت باعث خرابی پرهزینه بسته باتری شود.

پد بالشتک باتری EV این مشکل را با جذب انبساط سلولی حل می کند و در عین حال فشار کنترل شده و یکنواخت را در داخل ماژول باتری حفظ می کند.

بالشتک باتری EV یک لایه فشرده مهندسی شده است که بین کیسه یا سلول های باتری منشوری نصب شده است. به آن نیز می گویند. پد فشرده سازی باتری، پد سلول به سلول، پد مدیریت فشار یا پد تحمل .

پد فشرده سازی باتری EV بین سلول های منشوری. منبع تصویر: راه حل های نوار سن گوبین.

پد بالشتک باتری EV چه کار می کند؟

بدون یک پد بالشتک به درستی طراحی شده، تورم سلولی مکرر می تواند فشار موضعی بیش از حد، حرکت سلول، استرس اتصال دهنده و تخریب زودرس ماژول ایجاد کند.

راه حل صحیح یک پد با فشرده سازی کم با منحنی انحراف نیروی فشرده سازی کنترل شده است که با پنجره فشار سلول باتری مطابقت دارد.

هنگامی که سلول‌ها منبسط می‌شوند، پد فشرده می‌شود و زمانی که سلول‌ها منقبض می‌شوند به عقب فشار می‌آورند. این پاسخ کنترل شده، پشته سلولی را بدون اعمال فشار مخرب به پوشش سلولی پایدار نگه می دارد.

نادرست: بالشتک باتری EV به سادگی یک تکه فوم نرم است.

صحیح: این یک جزء مدیریت فشار است که در اطراف تورم سلول، دمای عملیاتی، مجموعه فشرده سازی، قدرت دی الکتریک، لرزش و تحمل مونتاژ مهندسی شده است.

پد فشرده سازی باتری چگونه کار می کند؟

پدی که بیش از حد سخت می‌شود می‌تواند سلول‌ها را خرد یا بیش از حد بارگذاری کند، در حالی که پدی که خیلی نرم است ممکن است باعث حرکت، آسیب لرزش و از دست دادن پایداری ماژول شود.

راه حل موثر انتخاب ماده ای با پاسخ تنش-کرنش قابل پیش بینی و نیروی پس زدگی پایدار در محدوده تراکم مورد نیاز است.

مهندسان این رفتار را از طریق انحراف نیروی تراکم یا CFD ارزیابی می کنند . CFD نشان می دهد که چه مقدار نیروی پد در سطوح مختلف فشرده سازی اعمال می شود.

یک منحنی CFD نسبتاً مسطح و کنترل شده به پد کمک می کند تا انبساط سلولی را بدون افزایش فشار ناگهانی ایجاد کند. مجموعه فشرده سازی کم به همان اندازه مهم است زیرا پد باید به جای صاف ماندن دائمی بازیابی شود.

پد کوسن باتری EV چه عملکردهایی را می تواند ارائه دهد؟

استفاده از فوم تک منظوره بدون بررسی محیط کامل ماژول می‌تواند باتری را در برابر لرزش، نشت الکتریکی، خطاهای مونتاژ و عدم تعادل فشار آسیب‌پذیر کند.

یک پد کوسن چند منظوره خودرویی باید با توجه به الزامات مکانیکی، الکتریکی، حرارتی و ساخت انتخاب شود.

بسته به جنس و ساختار آن، پد بالشتک باتری EV می تواند عملکردهای زیر را ارائه دهد:

• جبران انبساط سلولی: تنفس برگشت پذیر و تورم دائمی را در بر می گیرد.

• مدیریت فشار: نیروی کنترل شده ای را در سراسر پشته سلول حفظ می کند.

• کاهش ارتعاش: حرکت نسبی بین سلول های مجاور را محدود می کند.

• جذب شوک: بارهای مکانیکی را در هنگام برخورد جاده و کارکرد وسیله نقلیه کاهش می دهد.

• جبران تحمل: تغییرات ابعادی سلول و ماژول را جذب می کند.

• عایق الکتریکی: هنگامی که مواد دی الکتریک مشخص می شود به جداسازی اجزای باتری رسانا کمک می کند.

• پشتیبانی مونتاژ: سلول ها را در زمان تولید خودکار ماژول در موقعیت خود نگه می دارد.

کدام ماده برای پد بالشتک باتری EV بهترین است؟

انتخاب مواد فقط بر اساس قیمت یا نرمی می تواند منجر به تغییر شکل دائمی، فشار کنترل نشده، خرابی عایق یا رد شدن در طول اعتبارسنجی باتری شود.

بهترین ماده، ماده ای است که خواص تراکم، دما، دی الکتریک، پیری و اشتعال پذیری آن با طراحی سلول و ماژول خاص مطابقت داشته باشد.

پلی اورتان میکروسلولی و فوم سیلیکون به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند، اما آنها تحت گرما، رطوبت، فشرده سازی و پیری طولانی مدت رفتار متفاوتی دارند. پدهای چند لایه تخصصی نیز ممکن است فوم تراکم پذیر را با میکا یا لایه عایق حرارتی دیگر ترکیب کنند.

پد بالشتک باتری EV کجا نصب می شود؟

قرار دادن لنت در محل نامناسب می تواند فشرده سازی ناهموار ایجاد کند، در مسیرهای خنک کننده تداخل ایجاد کند، به سنسورها آسیب برساند یا نیرو را به شینه ها و کانکتورهای ولتاژ بالا منتقل کند.

پد باید بر اساس جهت انبساط سلول، سیستم مهار ماژول، طرح الکتریکی و طراحی مدیریت حرارتی قرار گیرد.

رایج ترین محل بین کیسه های مجاور یا سلول های منشوری است. پدها همچنین ممکن است بین سلول انتهایی و صفحه انتهایی ماژول یا در رابط های انتخابی ماژول قرار گیرند.

لنت نباید مانعی برای کانال‌های هواگیری، سطوح خنک‌کننده، سنسورهای فشار، ترمیستورها، شین‌ها یا مسیریابی مهار سیم ایجاد کند. شکل قالب آن باید به جای کپی کردن طرح کلی سلول، از ناحیه عملکردی سلول پیروی کند.

کدام آزمون ها و استانداردها باید در نظر گرفته شوند؟

پدی که در تست فشرده سازی دمای اتاق به خوبی عمل می کند ممکن است پس از پیری حرارتی، قرار گرفتن در معرض رطوبت، لرزش یا هزاران چرخه شارژ، باز هم شکست بخورد.

پد را در سطوح مواد، پشته سلولی، ماژول و بسته باتری کامل تحت محیط خودرو مورد نظر اعتبارسنجی کنید.

آزمایشات مهم مواد شامل CFD، مجموعه فشرده سازی، شل شدن استرس، استحکام دی الکتریک، اشتعال پذیری، پیری دما، پیری رطوبت، و سازگاری شیمیایی است.

الزامات سطح باتری ممکن است به استانداردهایی مانند ISO 6469-1، UL 2580، SAE J2380، SAE J2929، و مقررات UNECE شماره 100 اشاره کند . این استانداردها عمدتاً برای سیستم های باتری و ایمنی خودرو اعمال می شود. آنها به طور خودکار یک پد کوسن فردی را تأیید نمی کنند.

سوالات متداول

اصطلاحات نامشخص اغلب باعث می شود که خریداران فوم، ضخامت یا عملکرد ایمنی اشتباه را درخواست کنند.

قبل از درخواست مظنه یا نمونه، از پاسخ های مستقیم زیر برای تعریف برنامه استفاده کنید.

ضخامت پد بالشتک باتری EV چقدر باید باشد؟

ضخامت دلخواه می تواند سلول را بیش از حد فشرده کند یا ماژول را شل کند. ضخامت پد باید از فضای موجود، پیش بارگذاری، تحمل سلول، تورم مورد انتظار و فشار مجاز محاسبه شود.

آیا پد کوسن از فرار حرارتی جلوگیری می کند؟

یک بالشتک استاندارد ممکن است طی یک رویداد حرارتی شدید، گرما را بسوزاند یا به سلول های مجاور منتقل کند. زمانی که نیاز به کاهش حرارتی است، از یک پد انتشار حرارتی آزمایش شده خاص استفاده کنید.

پلی اورتان برای پد باتری بهتر است یا سیلیکون؟

انتخاب بر اساس نام ماده به تنهایی می تواند پاسخ دما یا فشار اشتباهی را ایجاد کند. پلی اورتان اغلب برای مدیریت فشار کارآمد انتخاب می شود، در حالی که سیلیکون ممکن است عملکرد قوی تری در دمای بالا ارائه دهد. انتخاب نهایی نیاز به تست برنامه دارد.

توصیه نهایی مهندسی

استفاده از پد بالشتک باتری EV به عنوان یک درج فوم ارزان قیمت می تواند تصمیمات جزئی مواد را به آسیب سلولی، خطاهای متناوب ولتاژ بالا، ادعاهای گارانتی و اعتبار مجدد کامل ماژول تبدیل کند.

آن را به عنوان یک جزء مدیریت فشار دقیق در نظر بگیرید و آن را همراه با سلول‌ها، صفحات انتهایی، سیستم خنک‌کننده، شین‌ها، کانکتورها و دسته سیم ولتاژ بالا تأیید کنید.

از 15 سال تجربه اتصال سیم خودرو و اتصال ولتاژ بالا ، آموخته ام که فشار مکانیکی داخل ماژول باتری هرگز تنها روی سلول ها تأثیر نمی گذارد. در نهایت به پایانه ها، باسبارها، کانکتورها، حسگرها و نقاط مسیریابی مهار می رسد.

قانون عملی من ساده است: قبل از اینکه به مشکل اتصال الکتریکی تبدیل شود، حرکت سلول را کنترل کنید . قبل از تأیید هر پد بالشتک باتری EV، منحنی فشار، مجموعه فشرده سازی، عملکرد دی الکتریک، پیری محیطی و گسترش سلول پایان عمر را با داده های ماژول واقعی بررسی کنید.

مراجع معتبر

1. شرکت راجرز، مواد پد باتری PORON EVExtend .

2. راه حل های نوار سن گوبان، انحراف نیروی تراکم در کاربردهای EV .

3. راه حل های نوار سن گوبان، مدیریت تورم سلول باتری EV .

4. راه حل های UL، تست باتری EV و استانداردهای نظارتی .

5. سازمان بین المللی استاندارد، ISO 6469-1:2019 ایمنی سیستم ذخیره انرژی قابل شارژ .

6. کمیسیون اقتصادی سازمان ملل متحد برای اروپا، مقررات UNECE شماره 100 .

7. SAE International، تست ارتعاش SAE J2380 باتری های خودروهای الکتریکی .

8. SAE International، استاندارد ایمنی سیستم باتری SAE J2929 .