Što je jastučić za EV bateriju?

Nekontrolirano širenje baterijskih ćelija može deformirati module, olabaviti električne veze, oštetiti sabirnice i na kraju izazvati skupe kvarove baterijskog paketa.

Jastučić za EV bateriju rješava ovaj problem apsorbiranjem širenja ćelija uz održavanje kontroliranog i jednolikog pritiska unutar baterijskog modula.

Podloga za EV bateriju je konstruirani kompresibilni sloj ugrađen između vrećice ili prizmatičnih baterijskih ćelija. Također se naziva kompresijska podloga za baterije, podloga od ćelije do ćelije, podloga za upravljanje pritiskom ili podloga za toleranciju.

Kompresijska podloga za EV bateriju između prizmatičnih ćelija. Izvor slike: Saint-Gobain Tape Solutions.

Čemu služi jastučić za EV bateriju?

Bez pravilno dizajniranog jastučića, opetovano oticanje stanica može stvoriti prekomjerni lokalni pritisak, pomicanje stanica, napetost konektora i preuranjenu degradaciju modula.

Ispravno rješenje je jastučić niske kompresije s kontroliranom krivuljom otklona sile kompresije usklađenom s prozorom tlaka baterije.

Jastučić se sabija kada se stanice šire i gura natrag kada se skupljaju. Ovaj kontrolirani odgovor održava stabilan niz ćelija bez primjene štetnog pritiska na kućište ćelije.

Netočno: jastučić za EV bateriju jednostavno je komad mekane pjene.

Točno: to je komponenta za upravljanje tlakom projektirana oko bubrenja ćelija, radne temperature, kompresije, dielektrične čvrstoće, vibracija i tolerancija montaže.

Kako radi baterijski kompresijski jastuk?

Jastučić koji postane pretvrd može zgnječiti ili preopteretiti stanice, dok jastučić koji je premekan može dopustiti pomicanje, oštećenje vibracijama i gubitak stabilnosti modula.

Učinkovito rješenje je odabrati materijal s predvidljivom reakcijom naprezanje-deformacija i stabilnom povratnom silom u potrebnom rasponu kompresije.

Inženjeri procjenjuju ovo ponašanje kroz otklon sile kompresije ili CFD . CFD pokazuje koliku silu jastučić primjenjuje pri različitim razinama kompresije.

Relativno ravna i kontrolirana CFD krivulja pomaže jastučiću da se prilagodi širenju stanica bez naglog povećanja pritiska. Niska kompresija je jednako važna jer se jastučić mora oporaviti, a ne ostati trajno spljošten.

Koje funkcije može pružiti jastučić za EV bateriju?

Korištenje jednonamjenske pjene bez provjere okruženja punog modula može učiniti bateriju osjetljivom na vibracije, curenje struje, pogreške pri sklapanju i neravnotežu tlaka.

Višenamjenski jastučić za automobile treba odabrati prema mehaničkim, električnim, toplinskim i proizvodnim zahtjevima.

Ovisno o materijalu i konstrukciji, jastučić za EV bateriju može imati sljedeće funkcije:

• Kompenzacija širenja stanica: Omogućuje reverzibilno disanje i trajno oticanje.

• Upravljanje tlakom: Održava kontroliranu silu preko niza ćelija.

• Smanjenje vibracija: Ograničava relativno kretanje između susjednih ćelija.

• Apsorpcija udarca: Smanjuje mehanička opterećenja tijekom sudara s cestom i rada vozila.

• Kompenzacija tolerancije: apsorbira varijacije dimenzija ćelija i modula.

• Električna izolacija: Pomaže u odvajanju vodljivih komponenti baterije kada su navedeni dielektrični materijali.

• Potpora za sklapanje: drži ćelije na mjestu tijekom automatizirane proizvodnje modula.

Koji je materijal najbolji za podlogu za EV bateriju?

Odabir materijala samo prema cijeni ili mekoći može rezultirati trajnom deformacijom, nekontroliranim pritiskom, kvarom izolacije ili odbacivanjem tijekom validacije baterije.

Najbolji materijal je onaj čija svojstva kompresije, temperature, dielektrika, starenja i zapaljivosti odgovaraju specifičnom dizajnu ćelije i modula.

Mikrocelularna poliuretanska i silikonska pjena naširoko se koriste, ali se drugačije ponašaju pod utjecajem topline, vlage, kompresije i dugotrajnog starenja. Specijalizirani višeslojni jastučići također mogu kombinirati kompresibilnu pjenu sa tinjcem ili drugim slojem toplinske izolacije.

Gdje je instaliran jastuk za EV bateriju?

Postavljanje podloge na pogrešno mjesto može stvoriti neravnomjernu kompresiju, ometati puteve hlađenja, oštetiti senzore ili prenijeti silu na sabirnice i visokonaponske konektore.

Jastučić treba postaviti u skladu sa smjerom širenja ćelije, sigurnosnim sustavom modula, električnim rasporedom i dizajnom upravljanja toplinom.

Najčešći položaj je između susjednih vrećica ili prizmatičnih stanica. Jastučići se također mogu postaviti između krajnje ćelije i krajnje ploče modula ili na odabranim sučeljima modula.

Jastučić ne smije ometati ventilacijske kanale, rashladne površine, senzore tlaka, termistore, sabirnice ili usmjeravanje kabelskog svežnja. Njegov izrezani oblik trebao bi slijediti funkcionalno područje ćelije, a ne jednostavno kopirati obris ćelije.

Koje testove i standarde treba uzeti u obzir?

Jastučić koji se dobro ponaša u testu kompresije na sobnoj temperaturi i dalje može biti neuspješan nakon toplinskog starenja, izlaganja vlazi, vibracijama ili tisućama ciklusa punjenja.

Validirajte jastučić na razini materijala, snopa ćelija, modula i kompletne baterije u predviđenom automobilskom okruženju.

Važni testovi materijala uključuju CFD, kompresiju, popuštanje naprezanja, dielektričnu čvrstoću, zapaljivost, temperaturno starenje, vlažnost i kemijsku kompatibilnost.

Zahtjevi za razinu baterije mogu se odnositi na standarde kao što su ISO 6469-1, UL 2580, SAE J2380, SAE J2929 i UNECE Pravilnik br. 100 . Ovi se standardi uglavnom odnose na sustave baterija i sigurnost vozila; oni ne certificiraju automatski pojedinačnu podlogu za jastuke.

Često postavljana pitanja

Nejasna terminologija često uzrokuje da kupci traže krivu pjenu, debljinu ili sigurnosnu funkciju.

Upotrijebite sljedeće izravne odgovore kako biste definirali aplikaciju prije nego što zatražite ponudu ili uzorak.

Kolika bi debljina trebala biti podloga za EV bateriju?

Proizvoljna debljina može previše stisnuti ćeliju ili ostaviti modul labavim. Debljina jastučića mora se izračunati iz raspoloživog prostora, predopterećenja, tolerancije stanica, očekivanog bubrenja i dopuštenog tlaka.

Sprječava li jastučić toplinski bijeg?

Standardni jastučić može izgorjeti ili prenijeti toplinu na susjedne ćelije tijekom jakog toplinskog događaja. Upotrijebite posebno testiranu podlogu za širenje topline kada je potrebno ublažiti toplinsko odbijanje.

Je li poliuretan ili silikon bolji za baterije?

Odabir samo prema nazivu materijala može proizvesti pogrešan odziv temperature ili tlaka. Poliuretan se često odabire za učinkovito upravljanje tlakom, dok silikon može ponuditi bolje performanse pri visokim temperaturama; konačni odabir zahtijeva testiranje aplikacije.

Konačna inženjerska preporuka

Tretiranje jastučića za EV bateriju kao jeftinog pjenastog umetka može malu materijalnu odluku pretvoriti u oštećenje ćelije, povremene kvarove visokog napona, jamstvene zahtjeve i potpunu revalidaciju modula.

Tretirajte ga kao preciznu komponentu za upravljanje tlakom i provjerite ga zajedno s ćelijama, završnim pločama, rashladnim sustavom, sabirnicama, konektorima i visokonaponskim kabelskim snopom.

Iz mojih 15 godina iskustva u automobilskom kabelskom snopu i visokonaponskom međusobnom povezivanju , naučio sam da mehanički pritisak unutar baterijskog modula nikada ne utječe samo na ćelije. Na kraju dolazi do terminala, sabirnica, konektora, senzora i točaka usmjeravanja kabelskog svežnja.

Moje praktično pravilo je jednostavno: kontrolirajte kretanje ćelije prije nego što postane problem s električnim povezivanjem . Prije nego što odobrite bilo koju podlogu za EV bateriju, provjerite krivulju tlaka, kompresiju, dielektričnu izvedbu, starenje u okolišu i ekspanziju ćelija na kraju životnog vijeka sa stvarnim podacima modula.

Mjerodavne reference

1. Rogers Corporation, PORON EVExtend Battery Pad Materijal .

2. Saint-Gobain Tape Solutions, Otklon sile kompresije u primjenama EV .

3. Saint-Gobain Tape Solutions, Upravljanje bubrenjem ćelija akumulatora električnih vozila .

4. UL rješenja, Testiranje EV baterija i regulatorni standardi .

5. Međunarodna organizacija za standardizaciju, ISO 6469-1:2019 Sigurnost sustava za pohranu punjive energije .

6. Ekonomska komisija Ujedinjenih naroda za Europu, UNECE Pravilnik br. 100 .

7. SAE International, SAE J2380 ispitivanje vibracija baterija električnih vozila .

8. SAE International, SAE J2929 Sigurnosni standard baterijskog sustava .