Gdje bi se trebale postaviti toplinske barijere unutar EV baterije?

Korištenje izvrsne izolacije na pogrešnom mjestu još uvijek može dopustiti toplini, plamenu ili ispuštenim plinovima da zaobiđu barijeru i prošire se kroz bateriju.

Izolaciju baterije treba postaviti u skladu s očekivanim putem širenja. Prepreke između stanica ciljaju na najbližu susjednu ćeliju, barijere od modula do modula stvaraju drugu razinu razdvajanja, dok materijali na razini paketa štite poklopce, kućišta i osjetljive električne zone.

Robusna strategija sprječavanja širenja topline stoga koristi lokaciju materijala jednako pažljivo kao i performanse materijala. Cilj nije napuniti bateriju izolacijom, već prekinuti najvažnije toplinske i električne putove.

Gdje bi se trebale postaviti međućelijske barijere?

Ako susjedne ćelije imaju izravan toplinski put, jedna pokvarena ćelija može brzo prenijeti energiju u svoju susjednu.

Postavite prepreke između stanica na sučeljima gdje susjedne stanice mogu razmjenjivati ​​najštetniju toplinu. Za prizmatične i torbičaste arhitekture, barijera će također možda trebati prilagoditi bubrenje i kompresiju stanica tijekom trajanja baterije.

Aspen Aerogels opisuje svoje proizvode PyroThin posebno kao međućelijske toplinske barijere za vrećice i prizmatične baterije, kombinirajući toplinsku zaštitu s mehaničkim ponašanjem pod kompresijom baterije.^[1]

Gdje bi trebale ići prepreke od modula do modula?

Zaustavljanje izravnog provođenja od stanice do stanice ne jamči da toplinski događaj ne može doći do drugog modula kroz strukturne dijelove, ispušne plinove ili plamen.

Koristite odvajanje na razini modula za prekid sljedećeg puta širenja. Geometrija barijere trebala bi uzeti u obzir zidove modula, praznine, strukturna sučelja i vjerojatni smjer ventilacije, a ne jednostavno postavljanje ploče između dva kućišta modula.

Saint-Gobain identificira toplinske jastučiće za ublažavanje ćelija i mjesta između modula, ilustrirajući kako se strategija barijere može proširiti izvan pojedinačnih ćelija.^[2]

Treba li poklopac baterije toplinski izolirati?

Strategija barijere usmjerena samo između stanica može ostaviti poklopac pakiranja izloženim mlaznom plamenu, vrućim plinovima i izbačenim česticama.

Procijenite poklopac pakiranja i kućište kao odvojene zaštitne zone od toplinskog odlijevanja. UL Solutions napominje da toplinski odjek baterije može proizvesti plamen poput mlaza, tlak i čestice koje mogu nagrizati zaštitni materijal kućišta.^[3]

Zbog toga se izolacija između stanica i zaštita kućišta ne bi smjele smatrati zamjenjivima. Toplinska i mehanička izloženost može biti vrlo različita.

Kako bi inženjeri trebali odlučiti o postavljanju barijera?

Dodavanje izolacije posvuda može povećati težinu, cijenu i kompresiju bez kontrole dominantnog mehanizma širenja.

Mapirajte toplinski događaj prije definiranja izrezanih dijelova. Identificirajte početnu ćeliju, susjedne ćelije, smjer ventilacije, granice modula, sabirnice, rashladne strukture, poklopac paketa i potencijalne puteve plamena ili plina.

Debljina barijere i materijal tada se mogu optimizirati za svako mjesto umjesto da se jedna izolacijska ploča tjera da obavlja svaku funkciju.

Trebate li pomoć za pretvaranje rasporeda baterije u izrezane izolacijske dijelove?

Pošaljite Fuqiangu svoj raspored ćelija, crtež modula, dostupne praznine, smjer ventilacije i zahtjeve za izolaciju. Naš inženjerski tim može pregledati lokacije barijera od ćelije do ćelije, na razini modula i na razini paketa i pripremiti uzorke za validaciju.

FAQ

Gdje bi trebala biti izolacija između baterijskih ćelija?

Trebao bi biti smješten na sučeljima ćelija gdje može smanjiti prijenos topline na susjedne ćelije, a istodobno se prilagoditi potrebnoj kompresiji i pomicanju stanica.

Što je toplinska barijera između stanica?

To je materijal postavljen između susjednih ćelija kako bi se smanjio prijenos topline i spriječilo da toplinski događaj u jednoj ćeliji izazove sljedeću.

Što je barijera od modula do modula?

To je toplinska ili protupožarna zaštita postavljena između baterijskih modula kako bi se ograničilo širenje izvan zahvaćenog modula.

Treba li izolacija baterije za EV pokriti cijeli paket?

Nije nužno. Postavljanje barijere treba slijediti rizike od topline, plamena, električne energije i ventilacije. Dodavanje materijala tamo gdje pruža slabu zaštitu može nepotrebno povećati masu i troškove.

Je li izolacija od stanice do stanice dovoljna da zaustavi širenje topline?

Ne uvijek. Dizajn paketa također mora uzeti u obzir izlazne plinove, plamen, strukturnu vodljivost, granice modula i zaštitu kućišta.

15-godišnja perspektiva automobilskog kabelskog svežnja i baterija za električna vozila

Nakon 15 godina rada s automobilskim električnim sustavima, izolaciji akumulatora pristupam slično kao zaštiti kabelskog svežnja: postavite zaštitu tamo gdje zapravo putuje energija kvara. Ispravno postavljanje može biti jednako važno kao i toplinska vodljivost ili temperaturna sposobnost otisnuta na podatkovnoj tablici materijala.

Mjerodavne reference

[1] Aspen aerogelovi — toplinske barijere između stanica za baterije za električna vozila

[2] Saint-Gobain — TRP serija ćelija i modulskih toplinskih jastučića

[3] UL rješenja — Procjena toplinskog odstupanja kućišta baterije