מאגר תא סוללה לרכב מתייחס לרפידת הריפוד הניתנת לדחיסה, בעלת בידוד גבוה
מתן אפשרות לתאי ליתיום-יון להתרחב בחופשיות במהלך טעינת זרם כבד יוצר כוחות דחיסה מקומיים קיצוניים , הגורמים לעיוות קטסטרופלי של הדיור, לקצרים פנימיים ולקרע מיידי של סגירת מארז הסוללות.
שילוב רפידות חיץ אלסטומריות מהונדסים בדיוק בין פני התא מאפשרת למארז לספוג בבטחה התפשטות נפח תוך שמירה על לחץ נגדי מכני עקבי.
שכבות ריפוד מתקדמות אלו קורסות ומתאוששות באופן דינמי תחת עומסים מכניים מחזוריים. הם מבטיחים שמטריצת התא תישאר ארוזה היטב בתוך המתחם המבני שלה, עומדת בדרישות הבטיחות הפונקציונליות שנקבעו על ידי ISO 26262 ומונעות בלאי מבני מוקדם.
שימוש בחומרי הפרדה גנריים ובלתי מבודדים בין תאי פריזמטיים או פאוצ'ים בעלי קיבולת גבוהה, מאפשר לכישלון של תא בודד להיסגר מיידית לתאים שכנים , ולעורר שריפה מסיבית ובלתי ניתנת לשליטה ברכב.
פריסת מחסומים תרמיים בעלי ביצועים גבוהים כמו גומי סיליקון המושרה בקרמיקה או רפידות קצף מיקרו-תאיות עוצר את הולכת החום הצידית מתה במסלוליה.
לחומרים מיוחדים אלו יש דירוגי מוליכות תרמית נמוכים במיוחד לצד UL 94 V-0 . עיכוב בעירה קפדני גם כאשר הוא נחשף לטמפרטורות אוורור מקומיות העולה על 600 מעלות צלזיוס, המאגר שומר על תכונות הבידוד המבני והתרמיות שלו, ומגן על תאים סמוכים מנקודות הצתה קריטיות.
בחירת חומר הדחיסה והמחסום התרמי האידיאלי תלויה במשקל היעד של החבילה, פרופיל הלחץ המכני וטווח טמפרטורת הפעולה:
סוג חומר |
סט ריפוד ודחיסה מכאני |
עמידות תרמית ולהבה (UL 94) |
משקל ויעילות נפח |
|---|---|---|---|
פוליפרופילן מורחב (EPP) |
דחיסה מתונה; ספיגת פגיעות מעולה אך עיוות קבוע גבוה יותר לאורך זמן. |
בידוד תרמי טוב, אך גבול טמפרטורת שיא נמוך יותר בהשוואה לסיליקון. |
קל משקל במיוחד; מוריד משמעותית מסת חבילת מתח גבוה הכוללת. |
פוליאוריתן מיקרו-תאי (MPP) |
התנגדות ערכת דחיסה מעולה; חוזר לעובי המקורי במשך אלפי מיקרו-מחזורים. |
בידוד מקומי מעולה; תצורות סטנדרטיות עומדות בדרישות UL 94 V-0. |
צפיפות גבוהה; אידיאלי עבור כיס מרווח הדוק או מרווחי תאים מנסרים. |
קצף גומי סיליקון |
שומר על לחץ נגדי מכני עקבי בטווחי טמפרטורות קיצוניים לרכב. |
ביצועים מקסימליים; סובל קוצי חום קיצוניים גבוהים וחוסם להבה ישירה. |
פרופיל כבד יותר; אפשרות פרימיום השמורה ליישומי EV במתח גבוה ובעל בטיחות גבוהה. |
ניתוב חוטי חיישן רופפים וחסרי הגנה וחוטי מתח דרך אזורי הדחיסה של התא מוביל לצביטה מכאנית חמורה , הגורם לאובדן אות מיידי ולקצר חשמלי במהלך הרחבת התא.
ציון ערוצי ניתוב רתמת תיל מעוצבים בפרופיל נמוך לצד ההיקף החיצוני של מאגרי התאים מבטיח קווי נתונים ללא פשרות.
מתודולוגיית בידוד קפדנית זו מגנה על קווי ניטור תאים שבריריים במתח נמוך מפני כוחות דחיסה במתח גבוה. הוא עומד בתקני תאימות CISPR 25 Class 5 , ומבטיח משוב טלמטרי לא פגום לחלוטין למערכת ניהול הסוללות (BMS) לאורך כל תוחלת החיים של הרכב החשמלי.
מדוע תאי סוללה זקוקים למאגרי ריפוד?
תאי ליתיום-יון מתרחבים ומתכווצים (נושמים) באופן טבעי במהלך טעינה ופריקה כימית. מאגרי ריפוד בין תאים כמו MPP או גומי סיליקון סופגים את השינויים הממדיים החוזרים על עצמם, ומונעים עיוות מבני ובו זמנית פועלים כמבודדים תרמיים בטמפ' גבוהה בין תאים סמוכים.
מה ההבדל בין EPP ל-MPP בחבילות סוללות?
EPP (פוליפרופילן מורחב) הוא קל משקל ומבני להפליא, מה שהופך אותו למושלם לאריזת פערים ריקים גדולים והפחתת מסת המודול הכוללת. MPP (פוליאוריתן מיקרו-תאי) מציע עדיפה בהרבה התנגדות ערכית דחיסה , כלומר הוא שומר על גמישות וכוח הקפיצה שלו לאורך אלפי מחזורי דחיסה טוב בהרבה מ-EPP.
מדוע נעשה שימוש בקצף גומי סיליקון באגירת סוללות במתח גבוה?
קצף גומי סיליקון מצוין כאשר מודול EV דורש הגנה תרמית מקסימלית וביצועי דחיסה יציבים על פני טמפרטורות קיצוניות (-40°C עד 200°C+). הוא מספק עיכוב בעירה מעולה בהשוואה לרוב הפלסטיק, מה שהופך אותו למחסום המוביל נגד התפשטות תרמית חמורה.
איזון כוחות התרחבות מבניים תוך ניהול בידוד חשמלי דורש ידע חומרי מעמיק ומיוחד. מתוך 15 שנות ניסיון מסור שלי בתעשיית רתמות תיל ושילוב סוללות לרכב , אני מתמחה בהנדסת פריסות מתח גבוה מוקשחות, בחירת חומרים נכונים לאחסון תאים, וביצוע עיצובי חיווט מאובטחים ללא צביטה העומדים בתקני בטיחות בינלאומיים.
מפתחים מודול סוללה בצפיפות גבוהה? בין אם אתה נאבק עם חוטי חיישן צבוטים, בחירה בין סיליקון ל-MPP עבור פרויקט פעיל, או דורש חיווט ברמה גבוהה דוגמאות ללא בידוד לבדיקת אימות אב טיפוס, לחץ למטה כדי להתייעץ עם קבוצת ההנדסה שלנו היום.
הפניות ותקני תעשייה:
[1] למידע נוסף על פרוטוקולי בדיקות פונקציונליות של רכב חשמלי דרך הרשמית ISO 26262 תקן בטיחות רכב .1
[2] הערכת דליקות פלסטיק, דירוג מחסום תרמי ופרמטרי בדיקה תחת מפרט UL 94 של מעבדות החתמים.2
