מהו כרית סוללה EV?

הרחבת תאי סוללה בלתי מבוקרת עלולה לעוות מודולים, לשחרר חיבורים חשמליים, לגרום נזק לפסים ולבסוף לגרום לכשלים יקרים בערכת הסוללות.

כרית סוללה EV פותרת בעיה זו על ידי ספיגת התרחבות התא תוך שמירה על לחץ מבוקר ואחיד בתוך מודול הסוללה.

כרית סוללה EV היא שכבה דחיסה מהונדסת המותקנת בין נרתיק או תאי סוללה מנסרים. זה נקרא גם משטח דחיסת סוללה, משטח תא לתא, משטח ניהול לחץ או משטח סובלנות.

משטח דחיסה של סוללת EV בין תאים מנסרים. מקור תמונה: Saint-Gobain Tape Solutions.

מה עושה כרית סוללה EV?

ללא רפידת כרית שתוכננה כהלכה, נפיחות חוזרת ונשנית של תאים עלולה ליצור לחץ מקומי מופרז, תנועת תאים, מתח מחברים והתדרדרות מוקדמת של המודול.

הפתרון הנכון הוא כרית בעלת סט דחיסה נמוכה עם עקומת סטיית כוח דחיסה מבוקרת המותאמת לחלון הלחץ של תא הסוללה.

הכרית נדחסת כאשר התאים מתרחבים ודוחפת לאחור כאשר הם מתכווצים. תגובה מבוקרת זו שומרת על ערימת התא יציבה מבלי להפעיל לחץ מזיק על מעטפת התא.

שגוי: כרית סוללה EV היא פשוט חתיכת קצף רך.

נכון: זהו רכיב לניהול לחץ שהונדס סביב התנפחות התא, טמפרטורת הפעלה, ערכת דחיסה, חוזק דיאלקטרי, רטט וסובלנות הרכבה.

כיצד פועל משטח דחיסת סוללה?

רפידה שהופכת קשה מדי עלולה למעוך או להעמיס יתר על המידה תאים, בעוד שכרית רכה מדי עלולה לאפשר תנועה, נזק לרטט ואובדן יציבות המודול.

הפתרון היעיל הוא בחירת חומר עם תגובת מתח-מתח צפויה וכוח דחיפה יציב לאורך טווח הדחיסה הנדרש.

מהנדסים מעריכים התנהגות זו באמצעות הסטת כוח דחיסה, או CFD . CFD מראה כמה כוח הרפידה מפעילה ברמות דחיסה שונות.

עקומת CFD שטוחה ומבוקרת יחסית עוזרת לרפידה להתאים את התרחבות התא מבלי לייצר עליית לחץ פתאומית. סט דחיסה נמוך חשוב באותה מידה מכיוון שהרפידה חייבת להתאושש במקום להישאר שטוחה לצמיתות.

אילו פונקציות יכול לספק כרית סוללה EV?

שימוש בקצף חד-שימושי מבלי לבדוק את סביבת המודול המלאה עלול להשאיר את הסוללה פגיעה לרעידות, דליפות חשמל, שגיאות הרכבה וחוסר איזון בלחץ.

יש לבחור רפידת כרית רב תכליתית בדרגת רכב בהתאם לדרישות המכניות, החשמליות, התרמיות והייצור.

בהתאם לחומר ולמבנה שלה, כרית סוללה EV יכולה לספק את הפונקציות הבאות:

• פיצוי על הרחבת תאים: מתאים לנשימה הפיכה ונפיחות קבועה.

• ניהול לחץ: שומר על כוח מבוקר על פני ערימת התאים.

• הפחתת רעידות: מגביל את התנועה היחסית בין תאים סמוכים.

• בלימת זעזועים: מפחית עומסים מכניים במהלך פגיעות בכביש ותפעול הרכב.

• פיצוי סובלנות: סופג שינויים ממדי התא והמודול.

• בידוד חשמלי: עוזר להפריד בין רכיבי סוללה מוליכים כאשר מצוינים חומרים דיאלקטריים.

• תמיכה בהרכבה: מחזיק את התאים במקומם במהלך ייצור מודול אוטומטי.

איזה חומר הוא הטוב ביותר עבור כרית סוללה EV?

בחירת חומר רק לפי מחיר או רכות עלולה לגרום לעיוות קבוע, לחץ בלתי מבוקר, כשל בבידוד או דחייה במהלך אימות הסוללה.

החומר הטוב ביותר הוא זה שמאפייני הדחיסה, הטמפרטורה, הדיאלקטריים, ההזדקנות והדליקות שלו תואמים לעיצוב התא והמודול הספציפיים.

פוליאוריטן מיקרו תאי וקצף סיליקון נמצאים בשימוש נרחב, אך הם מתנהגים בצורה שונה תחת חום, לחות, דחיסה והזדקנות ארוכת טווח. רפידות רב שכבתיות מיוחדות עשויות גם לשלב קצף דחוס עם נציץ או שכבת בידוד תרמי אחרת.

היכן מותקן כרית סוללה EV?

הנחת הרפידה במיקום שגוי עלולה ליצור דחיסה לא אחידה, להפריע לנתיבי הקירור, להזיק לחיישנים או להעביר כוח לתוך פסים ומחברי מתח גבוה.

יש למקם את הרפידה בהתאם לכיוון התפשטות התא, מערכת ריסון המודול, פריסת החשמל ותכנון הניהול התרמי.

המיקום הנפוץ ביותר הוא בין כיס סמוך או תאים מנסרים. ניתן גם למקם רפידות בין תא קצה ללוחית הקצה של המודול או בממשקי מודול נבחרים.

אסור שהרפידה תחסום תעלות אוורור, משטחי קירור, חיישני לחץ, תרמיסטורים, פסים או ניתוב רתמות החוטים. הצורה החתוכה שלו צריכה לעקוב אחר אזור התא הפונקציונלי במקום פשוט להעתיק את מתאר התא.

אילו בדיקות ותקנים יש לקחת בחשבון?

רפידה שמתפקדת היטב בבדיקת דחיסה בטמפרטורת החדר עשויה עדיין להיכשל לאחר הזדקנות תרמית, חשיפה ללחות, רטט או אלפי מחזורי טעינה.

אמת את הרפידה ברמות חומר, ערימת תאים, מודול וחבילת סוללות מלאה בסביבת הרכב המיועדת.

בדיקות חומר חשובות כוללות CFD, ערכת דחיסה, הרפיית מתח, חוזק דיאלקטרי, דליקות, הזדקנות טמפרטורה, הזדקנות לחות ותאימות כימית.

דרישות רמת הסוללה עשויות להתייחס לתקנים כגון ISO 6469-1, UL 2580, SAE J2380, SAE J2929 ותקנה מס' 100 של UNECE . תקנים אלה חלים בעיקר על מערכות מצברים ובטיחות רכב; הם אינם מאשרים אוטומטית כרית כרית בודדת.

שאלות נפוצות

טרמינולוגיה לא ברורה גורמת לרוב לקונים לבקש את פונקציית הקצף, העובי או הבטיחות הלא נכונים.

השתמש בתשובות הישירות הבאות כדי להגדיר את היישום לפני בקשת הצעת מחיר או מדגם.

כמה עבה צריכה להיות כרית סוללה ל-EV?

עובי שרירותי יכול לדחוס יתר על המידה את התא או להשאיר את המודול רופף. יש לחשב את עובי הרפידה ממקום פנוי, עומס מראש, סובלנות תאים, נפיחות צפויה ולחץ מותר.

האם כרית כרית מונעת בריחה תרמית?

כרית כרית סטנדרטית עלולה לשרוף או להעביר חום לתאים סמוכים במהלך אירוע תרמי חמור. השתמש בכרית התפשטות תרמית שנבדקה במיוחד כאשר נדרשת הפחתת בריחת תרמית.

האם פוליאוריטן או סיליקון עדיף לרפידות סוללה?

בחירה לפי שם החומר בלבד עלולה לייצר תגובת טמפרטורה או לחץ שגויה. פוליאוריטן נבחר לעתים קרובות לניהול לחץ יעיל, בעוד שסיליקון עשוי להציע ביצועים חזקים יותר בטמפרטורה גבוהה; הבחירה הסופית דורשת בדיקת יישום.

המלצה הנדסית סופית

התייחסות לרפידת סוללת EV כאל תוספת קצף זולה יכולה להפוך החלטה חומרית קלה לנזק לתא, תקלות מתח גבוה לסירוגין, תביעות אחריות ואימות מלא של המודול.

התייחס אליו כאל רכיב ניהול לחץ מדויק ואמת אותו יחד עם התאים, לוחות הקצה, מערכת הקירור, פסי האוטובוס, המחברים ורתמת החוטים במתח גבוה.

מניסיון של 15 שנות חיבור חוט לרכב וחיבורי מתח גבוה , למדתי שלחץ מכני בתוך מודול סוללה לעולם אינו משפיע רק על התאים. בסופו של דבר הוא מגיע לטרמינלים, פסים, מחברים, חיישנים ונקודות ניתוב של רתמות.

הכלל המעשי שלי הוא פשוט: שלטו בתנועת התא לפני שתהפוך לבעיית חיבור חשמלי . לפני אישור כל כרית סוללה EV, ודא את עקומת הלחץ, ערכת הדחיסה, הביצועים הדיאלקטריים, ההזדקנות הסביבתית והרחבת התא עם סוף החיים עם נתוני המודול בפועל.

הפניות סמכותיות

1. תאגיד רוג'רס, חומר רפידת סוללה של PORON EVExtend .

2. Saint-Gobain Tape Solutions, סטיית כוח דחיסה ביישומי EV .

3. Saint-Gobain Tape Solutions, ניהול התנפחות תאי EV .

4. פתרונות UL, בדיקת סוללות EV ותקנים רגולטוריים .

5. הארגון הבינלאומי לתקינה, ISO 6469-1:2019 בטיחות מערכת אחסון אנרגיה נטענת .

6. הוועדה הכלכלית של האו'ם לאירופה, תקנה מס' 100 של UNECE .

7. SAE International, SAE J2380 בדיקת רטט של מצברים לרכב חשמלי .

8. SAE הבינלאומי, SAE J2929 תקן בטיחות מערכת סוללה .