Airgel vs Mica: Melyik a jobb az elektromos járművek akkumulátorának hővédelméhez?

A nem megfelelő hőgát megválasztása lehetővé teheti, hogy az egyik meghibásodott lítium-ion cellából származó hő gyorsabban elérje a szomszédos cellákat, növelve a cellák közötti hőterjedés kockázatát.

Az Airgel általában jobb, ha a tervezési prioritás a maximális hőszigetelés egy vékony, könnyű rétegben, míg a csillám erősebb, ha az elektromos szigetelés, a szerkezeti stabilitás és a magas hőmérsékletű gát teljesítménye a prioritás. Sok elektromos autó akkumulátorcsomag esetében a legjobb megoldás nem az egyik anyag kiválasztása univerzálisan, hanem mindegyik olyan használata, ahol tulajdonságai megoldják a specifikus hő- és elektromos kockázatot.

Mi a fő különbség az Airgel és a Mica között?

Az aerogél és a csillám cserélhető szigetelőanyagként való kezelése szükségtelen vastagságot, súlyt, költséget vagy nem megfelelő védelmet eredményezhet az akkumulátorcsomag kritikus helyein.

Válassza az aerogélt elsősorban a hőszigeteléshez, a csillámot pedig elsősorban a robusztus hő-elektromos gát alkalmazásokhoz. Az Aerogel rendkívül porózus szerkezete rendkívül hatékonyan gátolja a hőátadást, míg a csillám kiváló dielektromos tulajdonságokat biztosít, és méretstabil marad magas hőmérsékleten is.

A megkülönböztetés különösen fontossá válik a termikus kifutás során. Az UL Solutions megjegyzi, hogy az elektromos járművek akkumulátorának hőhatásai rendkívül magas hőmérsékletet, lángot, nyomást és kilökődő részecskéket foglalhatnak magukban, ami azt jelenti, hogy az anyagválasztásnál többet kell figyelembe venni, mint egyetlen hővezető képességet.^[1]

Az Airgel jobb a sejt-sejt hő elleni védelemhez?

A szorosan egymásra helyezett cellák közötti megfelelő szigetelés nélkül az egyik meghibásodott cella által felszabaduló hő gyorsan átkerülhet a szomszédos cellákba, és hozzájárulhat a modulon keresztüli terjedéshez.

Az aerogél alapú korlátok különösen vonzóak ott, ahol a mérnököknek erős hőállóságra van szükségük minimális vastagsággal és tömeggel. Porózus szerkezetük korlátozza a szilárd és gázhalmazállapotú hővezetést, lehetővé téve a viszonylag vékony gátak lelassítását a szomszédos felületek között.

Ez különösen fontossá teszi az aerogélt a nagy energiasűrűségű modulok sejt-sejt gátjainál , ahol a csomagolási hely minden millimétere számít.

Mikor jobb a csillám, mint az aerogél?

Előfordulhat, hogy a hőszigetelés önmagában nem elegendő a gyűjtősínek, a nagyfeszültségű csatlakozások, a modulfedelek és más olyan helyeken, ahol az elektromos leválasztás és a mechanikai stabilitás ugyanolyan fontos.

A csillám gyakran az erősebb választás, ha az alkatrésznek magas hőmérsékletű gátat és megbízható dielektromos szigetelést kell biztosítania. Lemezekké és egyedi préselt alkatrészekké dolgozható fel modulokhoz, gyűjtősínekhez, burkolatokhoz és nagyfeszültségű szigetelő szerkezetekhez.

Ez különösen hasznossá teszi a csillámot a nagyfeszültségű sínek, csatlakozók, elektromos interfészek, modulhatárok és csomagszintű védelmi területek közelében.

Airgel vs Mica: Melyik anyag teljesít jobban?

Az anyagok egyetlen specifikációból (például maximális hőmérséklet) történő kiválasztása jelentős különbségeket rejthet a hővezető képességben, a kompressziós viselkedésben, a dielektromos teljesítményben, a vastagságban és a mechanikai tartósságban.

Hasonlítsa össze az anyagokat a tényleges funkciójuk szerint az akkumulátorban, ahelyett, hogy egy univerzális győztest keresne. A cellaleválasztó nagyon eltérő követelményeket támaszt a nagyfeszültségű gyűjtősín sorompóval vagy a burkolat szigetelő elemeitől.

Használható együtt az Airgel és a Mica?

Ha egy szigetelőanyagot kényszerítenek arra, hogy minden hő-, elektromos és mechanikai funkciót elvégezzen, az akkumulátoregység nem hatékony, és a biztonság növelése nélkül növelheti az anyagköltséget.

A hibrid szigetelőarchitektúra aerogélt használhat sejtek és csillám közelében az elektromosan vagy mechanikailag igényes területeken. Ez lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy aerogélt használhassanak ott, ahol a vastagságegységenkénti hőellenállás a legfontosabb, és csillámot, ahol a dielektromos és szerkezeti akadályok teljesítménye kritikussá válik.

Például egy akkumulátormodul aerogél-kompozitot használhat a cellák között , miközben préselt csillám alkatrészeket használ a gyűjtősínek, nagyfeszültségű csatlakozások, modulburkolatok vagy burkolati interfészek körül.

Hogyan válasszanak a mérnökök az Airgel és a Mica között?

A hőgát kiválasztása a cellák kémiájának, a terjedési viselkedésnek, a rendelkezésre álló hézagnak, a kompressziós terhelésnek, a feszültségnek és a környező alkatrészeknek a megértése előtt költséges újratervezéshez vezethet a modul tesztelése után.

Először határozza meg a meghibásodási forgatókönyvet, majd válassza ki az anyagot és a vastagságot a szükséges hő-, elektromos és mechanikai teljesítmény körül. A prototípus alkatrészeket végül a megfelelő cella-, modul- és csomagszinteken kell érvényesíteni.

Az UL Solutions az EV-akkumulátorok hőterjedési vizsgálatát végzi a cellától a csomag szintjéig, és értékeli a terjedésgátló akadályok és szigetelőanyagok hatékonyságát.^[2] A SAE J2464 az elektromos és hibrid járművek akkumulátorainak visszaélésszerű tesztelésére is vonatkozik, normál működési tartományon kívüli körülmények között.^[3]

Egyedi Airgel vagy Mica alkatrészekre van szüksége egy elektromos autó akkumulátor projektjéhez?

A Fuqiang támogatja az egyedi akkumulátor-szigetelő alkatrészeket a cellának, modulnak, csomagnak, gyűjtősínnek, csatlakozónak és nagyfeszültségű vezetékezésnek megfelelően. Küldje el nekünk a rajzát, a szükséges vastagságot, az üzemi hőmérsékletet, a feszültséget és a beépítési helyet anyagválasztáshoz vagy mintaértékeléshez.

GYIK

Az aerogél jobb, mint a csillám az elektromos járművek akkumulátoraihoz?

Nem egyetemesen. Az airgel általában erősebb a nagy hatásfokú hőszigeteléshez, míg a csillám különösen értékes, ha elektromos szigetelésre és szerkezeti hőzáró teljesítményre is szükség van.

Hol használják az aerogélt az elektromos járművek akkumulátorában?

Az aerogél kompozitokat általában olyan szűk hőzáró helyeken használják, mint például az akkumulátorcellák között vagy a modulok körül , ahol a hőátadás korlátozása kritikus.

Hol használják a csillámot az elektromos járművek akkumulátoraiban?

A csillám alkatrészek körül használhatók, modulok, gyűjtősínek, nagyfeszültségű csatlakozások, akkumulátorfedelek és burkolati interfészek amelyek hő- és elektromos szigetelést igényelnek.

Megállíthatja-e a csillám az akkumulátor hőkezelését?

A csillám nem akadályozza meg a meghibásodott cellában fellépő elektrokémiai termikus kifutást. Részét képezheti egy akadályrendszernek, amely késlelteti a hő és a láng terjedését a környező alkatrészekre.

Megakadályozhatja-e teljesen az aerogél a termikus elszabadulást?

Nem feltételezhető, hogy rendszerszintű érvényesítés nélkül semmilyen anyag teljesen megakadályozza a terjedést. Az akadályok teljesítménye függ az anyag felépítésétől, vastagságától, cella kémiától, távolságtól, kompressziótól, hőáramtól, szellőztetéstől és a csomag felépítésétől.

15 éves autóipari kábelköteg perspektíva

Az autóipari kábelkötegekkel és elektromos járművek elektromos rendszereivel végzett 15 évnyi munka után az akkumulátorok szigetelését a teljes nagyfeszültségű architektúra részének tekintem – nem elszigetelt anyagi döntésnek. Az Airgel képes szabályozni a hőátadást a cellák körül, míg a csillám robusztus hő- és elektromos elválasztást biztosít a gyűjtősínek, a HV csatlakozók és a vezetékes interfészek körül.

A legjobb anyag tehát nem egyszerűen az aerogél vagy a csillám. Az anyag, a vastagság, a geometria és a hely az, amely megfelel az akkumulátor valódi meghibásodási módjának.

Hiteles hivatkozások

[1] UL-megoldások – Akkumulátorház termikus kifutó (BETR) értékelése

[2] UL megoldások – elektromos járművek akkumulátorának visszaélése, tűz-, hő- és teljesítményteszt

[3] SAE International – J2464 elektromos járművek akkumulátorának visszaélési vizsgálata