Որոնք են EV մարտկոցի օդագելային մեկուսիչ բարձիկներ: Ջերմային արգելքի ուղեցույց

Եթե ​​EV մարտկոցի բջիջները սերտորեն փաթեթավորված են առանց ճիշտ ջերմային պատնեշի, մեկ գերտաքացող բջիջը կարող է ջերմություն փոխանցել հարևան բջիջներին, խթանել ջերմային տարածումը, վնասել մարտկոցի փաթեթը և ստեղծել հրդեհային անվտանգության լուրջ վտանգ:

Ամենաարդյունավետ լուծումը EV մարտկոցի աերոգելային մեկուսացման բարձիկներն է բջիջների, մոդուլների, ավտոբուսային գոտիների կամ փաթեթի մակարդակի տաք կետերի միջև՝ ջերմության փոխանցումը դանդաղեցնելու, սեղմման սթրեսը կլանելու և ջերմային անհետացող տարածումը վերահսկելու համար:

EV մարտկոցի օդագելային մեկուսացման բարձիկներն ծայրահեղ թեթև ջերմային խոչընդոտող նյութեր են, որոնք օգտագործվում են լիթիում-իոնային մարտկոցների փաթեթներում: Դրանք հատկապես արժեքավոր են բարձր խտության EV փաթեթներում, որտեղ յուրաքանչյուր միլիմետրը ազդում է էներգիայի խտության, անվտանգության և հավաքման հուսալիության վրա:

Պատկերի աղբյուր՝ Aspen Aerogels PyroThin ջերմային արգելքի ինժեներական ռեսուրս:^[1]

Ի՞նչ է EV մարտկոցի օդագելային մեկուսիչ պահոցը:

Եթե ​​'aerogel pad' տերմինը դիտարկվում է որպես սովորական փրփուր կամ սպունգային մեկուսացում, մարտկոցի փաթեթը կարող է կորցնել կրիտիկական պաշտպանությունը ջերմության փոխանցման, սեղմման փոփոխության և ջերմային անհետացող տարածման դեմ:

Ճիշտ պատասխանն այն է, որ EV մարտկոցի աերոգելի մեկուսացման բարձիկը բարակ, թեթև ջերմային պատնեշ է, որը պատրաստված է աերոգելի վրա հիմնված նյութից և նախագծված է լիթիում-իոնային բջիջների, մոդուլների կամ փաթեթների պաշտպանության համար:

Aspen Aerogels-ը նկարագրում է PyroThin-ը որպես գերբարակ, թեթև մեկուսացման և հրդեհային պատնեշ, որը նախատեսված է բջիջ-բջջ, մոդուլ և փաթեթ-անջատող մակարդակներում ջերմային փախուստը մեղմելու համար:^[1] Գործնական մարտկոցների նախագծման մեջ այս բարձիկները տեղավորվում են այնտեղ, որտեղ ջերմությունը պետք է հետաձգվի, արգելափակվի կամ վերահղվի:

Ինչու են Airgel բարձիկներն օգտագործվում EV մարտկոցների փաթեթներում:

Եթե ​​բարձր էներգիայի մարտկոցի փաթեթը հիմնված է միայն հեղուկի սառեցման և BMS մոնիտորինգի վրա, այն կարող է հայտնաբերել անսարքություն, բայց դեռևս չի կարող ֆիզիկապես դանդաղեցնել ջերմության փոխանցումը, երբ բջիջը մտնում է ջերմային փախուստ:

Ավելի լավ լուծում է ակտիվ ջերմային կառավարումը համատեղել պասիվ օդագելի մեկուսացման բարձիկների հետ, այնպես որ փաթեթն ունի և՛ մոնիտորինգի հսկողություն, և՛ ֆիզիկական տարածման դիմադրություն:

Ջերմային փախուստը ոչ միայն ջերմաստիճանի խնդիր է. դա շղթայական ռեակցիայի խնդիր է։ Լավ աերոգելի բարձիկը մարտկոցի փաթեթին ավելի շատ ժամանակ է տալիս՝ նվազեցնելով ջերմության փոխանցումը մեկնարկող բջիջից դեպի մոտակա բջիջներ:

Սխալ է՝ ենթադրելով, որ միայն հովացման ափսեը կարող է դադարեցնել յուրաքանչյուր ջերմային իրադարձություն: Ճիշտ է. օգտագործելով սառեցման, օդափոխության, սենսորների, BMS տրամաբանության և օդագելերի հետ միասին:

Ինչպե՞ս են Airgel-ի մեկուսիչ բարձիկները դադարեցնում ջերմության փոխանցումը:

Եթե ​​ջերմությունը շատ արագ շարժվում է մարտկոցի կույտի միջով, հարակից բջիջները կարող են վտանգավոր ջերմաստիճանի հասնել, քանի դեռ BMS-ը, հովացման ափսեը կամ օդափոխման ուղին կարող են կառավարել իրադարձությունը:

Ուղղակի լուծումը աերոգելի նանո-ծակոտկեն կառուցվածքի օգտագործումն է՝ գազի շարժումը սահմանափակելու և ջերմամեկուսիչ շերտով հաղորդիչ ջերմափոխանակումը նվազեցնելու համար:

NASA-ն բացատրում է, որ աերոգելները չափազանց ծակոտկեն են, շատ ցածր խտությամբ և շատ արդյունավետ ջերմության փոխանցումը կանխելու համար, քանի որ դրանց ծակոտիները գտնվում են նանոմետրերի միջակայքում:^[2] Սա արժեքավոր է դարձնում օդագելը, որտեղ բարակ մեկուսացումը պետք է ավելի լավ աշխատի, քան սովորական պոլիմերային փրփուրը:

Պատկերի աղբյուր՝ ՆԱՍԱ-ի օդագել մեկուսացման նյութի հետազոտություն:^[2]

Ի՞նչ է նշանակում 'Series' EV Battery Series-Aerogel Insulation Pads-ում:

Եթե ​​'սերիան'-ը սխալ է հասկացվում որպես հատուկ էլեկտրական բաղադրիչ, ապա կարող է սխալ բարձիկ ընտրվել մարտկոցի տուփի ներսում սխալ տեղում:

Ճիշտ մեկնաբանությունն այն է, որ 'EV մարտկոցների շարքի աերոգելային մեկուսացման բարձիկներ' սովորաբար վերաբերում են աերոգելի բարձիկներին, որոնք օգտագործվում են սերիական կապակցված մարտկոցի բջիջի կամ մոդուլի դասավորության մեջ, այլ ոչ թե միջադիրի, որը փոխանցում է սերիայի հոսանք:

EV փաթեթները պարունակում են բջիջներ, որոնք միացված են հաջորդաբար և զուգահեռ՝ նպատակային լարման և հզորության հասնելու համար: Airgel-ի բարձիկները սովորաբար հոսանք չկրող ջերմային և մեխանիկական մասեր են, որոնք տեղադրված են բջիջների շարքի ուղու, մոդուլի կույտի կամ փաթեթի պատնեշի կառուցվածքի մոտ:

Ինչպե՞ս են Airgel բարձիկները տարբերվում միկայից, փրփուրից կամ կերամիկական մանրաթելից:

Եթե ​​EV մարտկոցի բարձիկը ընտրվում է միայն ըստ գնի կամ հաստության, փաթեթը կարող է կորցնել հավասարակշռությունը ջերմային արգելափակման, սեղմման վերականգնման, դիէլեկտրական ուժի, քաշի և հավաքման հանդուրժողականության միջև:

Լավագույն լուծումը աերոգելի, միկայի, փրփուրի և կերամիկական մանրաթելի համեմատությունն է իրական խափանման ռեժիմով.

Airgel-ը սովորաբար ընտրվում է, երբ փաթեթը բարակ և թեթև ձևով ամուր մեկուսացման կարիք ունի: Միկան ուժեղ է դիէլեկտրական և բոցապատնեշի կատարման համար, փրփուրը օգտակար է սեղմման և հանդուրժողականության կլանման համար, իսկ կերամիկական մանրաթելն օգտագործվում է այնտեղ, որտեղ կարևոր է ծայրահեղ ջերմային դիմադրությունը:

Որտեղ են տեղադրվում Airgel բարձիկներ EV մարտկոցի մոդուլում:

Եթե ​​օդագելային բարձիկները տեղադրվում են պատահականորեն՝ հաշվի չառնելով ջերմության հոսքը, օդափոխության ուղղությունը, սեղմման բեռը և ամրագոտիների երթուղին, փաթեթը դեռ կարող է ենթարկվել ջերմային տարածման կամ մեխանիկական միջամտության:

Ճիշտ լուծումը օդագելային բարձիկներ տեղադրելն է՝ ըստ ջերմային տարածման ուղու, բջիջների քիմիայի, մոդուլի կույտի ճնշման, հովացման ափսեի գտնվելու վայրի և բարձր լարման ամրագոտիների մաքրման:

Քսակի և պրիզմատիկ բջիջների համար բարձիկներ սովորաբար տեղադրվում են մեծ բջիջների երեսների միջև: Գլանաձև բջիջների համար օդագելը կարող է օգտագործվել որպես թիթեղներ, թևեր, մոդուլային պատնեշներ կամ փաթեթի մակարդակի մեկուսացման շերտեր՝ կախված ճարտարապետությունից:

OEM կամ մարտկոցի փաթեթի նախագծերի համար ուղարկեք բջջային ձևաչափը, քիմիան, կույտի ճնշումը, մոդուլի գծագրումը, օդափոխման ուղին և ջերմային փորձարկման պահանջները մինչև հարթակի վերջնական ընտրությունը: Նմուշի փոքր կտրվածքը կարող է բացահայտել տեղակայման, սեղմման և հավաքման ռիսկը նախքան գործիքավորումը:

Ինչպե՞ս են Airgel բարձիկներն աշխատում ավտոմոբիլային մետաղալարերի ամրացման համակարգերի հետ:

Եթե ​​բարձր լարման ամրագոտին, զգայական ամրագոտին կամ ավտոբուսի մեկուսացումը շատ մոտ է ջերմային տարածման ուղուն, ապա մեկուսացումը կարող է քայքայվել, տերմինալները կարող են թուլանալ, և ախտորոշիչ ազդանշանները կարող են ձախողվել անսարքության ժամանակ:

Ավելի լավ լուծումը օդագելային մեկուսացման բարձիկներն է HV լարերի, լարման զգացող գծերի, ջերմաստիճանի սենսորների, ավտոբուսի ծածկույթների և փաթեթների կնքման ռազմավարության հետ միասին:

Մարտկոցի անվտանգությունը միայն բջջային քիմիա չէ: Դա ամբողջական համակարգային դիզայն է, որը ներառում է բջջային խոչընդոտներ, բարձր լարման ամրագոտիների երթուղիներ, օդափոխման ալիքներ, սենսորների տեղադրում, հիմնավորում, պաշտպանություն և միակցիչի պաշտպանություն:

Ինչ կատարողական տվյալներ պետք է ստուգեն գնորդները:

Եթե ​​մատակարարը տրամադրում է միայն հաստությունը և գինը, գնորդը չի կարող դատել, թե արդյոք բարձիկը կդիմանա սեղմմանը, ջերմային ազդեցությանը, բոցին, խոնավությանը, թրթռմանը կամ փաթեթի հավաքման սթրեսին:

Ճիշտ լուծումը տեխնիկական տվյալների թերթիկ, ջերմային հաղորդունակության տվյալներ, սեղմման կոր, դիէլեկտրական փորձարկման արդյունք, կրակի դիմադրության մասին տեղեկատվություն, աշխատանքային ջերմաստիճանի միջակայք և ծերացման տվյալներ պահանջելն է:

Aspen Aerogels-ը նշում է, որ իր աերոգելի հարթակը կարող է օպտիմիզացվել ջերմային հաղորդունակության, հաստության և սեղմման արձագանքի համար:^[1] Սրանք հենց այն պարամետրերն են, որոնք մարտկոցի ինժեներները պետք է վերանայեն նախքան բարձիկ ընտրելը:

Ո՞ր ստանդարտներն են կապված EV մարտկոցի օդագել բարձիկների հետ:

Եթե ​​օդագելային բարձիկներն ընտրվեն առանց դրանք կապելու մարտկոցի անվտանգության վավերացման հետ, նյութը կարող է հիանալի տեսք ունենալ առանձին-առանձին, բայց չի կարող աջակցել փաթեթի մակարդակի սերտիֆիկացմանը կամ չարաշահման փորձարկմանը:

Ճիշտ լուծումն այն է, որ հարթակի ընտրությունը միացվի EV մարտկոցի անվտանգության թեստերին, ինչպիսիք են ջերմային, մեխանիկական, էլեկտրական, բնապահպանական և չարաշահումների փորձարկման պահանջները:

SwRI-ն բացատրում է, որ UL 2580 թեստավորումը գնահատում է EV մարտկոցի անվտանգությունը էլեկտրական, մեխանիկական, ջերմային, բնապահպանական և անվտանգության հետ կապված թեստերի ընթացքում:^[3] SAE J2464-ը նկարագրում է չարաշահման թեստեր, որոնք կարող են օգտագործվել էլեկտրական և հիբրիդային էլեկտրական մեքենաների վերալիցքավորվող էներգիայի պահպանման համակարգերի համար:^[4]

Սխալ է՝ հարցնելը, թե միայն օդագելի բարձիկը «անցնում է UL 2580»: Ճիշտ է. մարտկոցի ամբողջական հավաքման փորձարկումը, քանի որ փաթեթի երկրաչափությունը, բջիջների քիմիան, օդափոխությունը, լարերը և արգելքների տեղադրումը ազդում են վերջնական արդյունքի վրա:

Ինչպե՞ս պետք է ընտրել Airgel բարձը EV մարտկոցի նախագծի համար:

Եթե ​​բարձիկը ընտրվում է փաթեթի դասավորությունն արդեն սառեցված լինելուց հետո, ինժեներին կարող է ստիպել վատ հաստության, վատ սեղմման, օդափոխության արգելափակման կամ ամրագոտիների անապահով մաքրման մեջ:

Լավագույն լուծումը մոդուլի դասավորության, բարձր լարման երթուղղման և ջերմային տարածման մոդելավորման ժամանակ վաղաժամ ներգրավելն է օդագելային պահոցների մատակարարին և մետաղալարերի ամրագոտի մատակարարին:

Լավ ընտրության գործընթացը սկսվում է բջջային ձևաչափից, քիմիայից, էներգիայի խտությունից, թիրախային փաթեթի հաստությունից, սեղմման ուժից, հովացման ափսեի դիրքից, օդափոխության ուղղությունից և անվտանգության փորձարկման թիրախից: Պահոցը պետք է վավերացվի իրական մոդուլի կույտում, ոչ միայն հարթ լաբորատոր նմուշի վրա:

Արագ գնահատման համար ուղարկեք ձեր բջջի չափը, մոդուլի նկարը, թիրախի հաստությունը, սեղմման միջակայքը, առավելագույն ջերմաստիճանի իրադարձությունը և տարեկան ծավալը: Աերոգելի փոքր նմուշը կարող է օգնել հաստատելու տեղավորումը զանգվածային արտադրության գործիքավորումից առաջ:

ՀՏՀ

Որոնք են EV մարտկոցի օդագելային մեկուսացման բարձիկներ:

Դրանք աերոգելի վրա հիմնված բարակ ջերմային պատնեշներ են, որոնք օգտագործվում են EV մարտկոցների փաթեթների ներսում՝ նվազեցնելու ջերմության փոխանցումը, դանդաղ ջերմային տարածումը և աջակցել մարտկոցի անվտանգության դիզայնին:

Ինչու է օդագելն օգտագործվում EV մարտկոցներում:

Airgel-ը օգտագործվում է, քանի որ այն ապահովում է ամուր ջերմամեկուսացում թեթև և բարակ տեսքով: Սա օգնում է մարտկոցի ինժեներներին պաշտպանել բջիջները՝ չվատնելով չափից շատ տուփի տարածքը:

Արդյո՞ք օդագելային բարձիկները դադարեցնում են ջերմային փախուստը:

Airgel բարձիկները չեն խանգարում յուրաքանչյուր բջիջի ձախողմանը: Նրանց նպատակն է դանդաղեցնել կամ օգնել դադարեցնել ջերմության տարածումը մեկ ձախողված բջիջից մոտակա բջիջներ՝ կախված փաթեթի ամբողջական ձևավորումից:

Որտե՞ղ են դրված օդագելային բարձիկները մարտկոցի փաթեթում:

Դրանք կարող են տեղադրվել բջիջների միջև, մոդուլների միջև, ավտոբուսների մոտ, փաթեթների ծածկույթների տակ, օդափոխման ուղիների կողքին կամ փաթեթի մակարդակի արգելապատնեշների գոտիներում:

Արդյո՞ք օդագելային բարձիկներն էլեկտրական մեկուսիչ են:

Շատ օդագել մարտկոցների բարձիկներ նախագծված են էլեկտրական մեկուսացման կատարողականությամբ, սակայն դիէլեկտրական ճշգրիտ ուժը կախված է արտադրանքի կառուցվածքից և փորձարկման մեթոդից: Միշտ ստուգեք մատակարարի տվյալների թերթիկը:

Արդյո՞ք օդագելային բարձիկներն ավելի լավն են, քան միկա թիթեղները:

Նրանք տարբեր խնդիրներ են լուծում։ Airgel-ը ամուր է բարակ ջերմամեկուսացման համար, մինչդեռ միկան ուժեղ է դիէլեկտրական և բոցապատնեշի համար: Շատ EV փաթեթներ կարող են օգտագործել երկու նյութերը տարբեր շերտերում:

Կարո՞ղ են օդագելային բարձիկները փոխարինել սեղմման բարձիկներին:

Երբեմն դրանք կարող են աջակցել ինչպես ջերմային, այնպես էլ սեղմման գործառույթներին, բայց ոչ միշտ: Բջիջների այտուցվածությունը, կույտերի ճնշումը և երկարաժամկետ սեղմման պահվածքը պետք է վավերացվեն:

Փորձագիտական ​​նշում

EV մարտկոցի օդագելային մեկուսացման բարձիկներն ուղղակի փափուկ թիթեղներ չեն, որոնք տեղադրված են բջիջների միջև: Դրանք անվտանգության համար կարևոր ջերմային խոչընդոտներ են, որոնք պետք է աշխատեն բջիջների քիմիայի, օդափոխության, սեղմման, սառեցման, ավտոբուսների, սենսորների, միակցիչների և բարձր լարման ամրագոտիների երթուղու հետ:

Ավտոմոբիլային մետաղալարերի ամրագոտիների, էլեկտրաէներգիայի մարտկոցների մալուխների, բարձր լարման փոխկապակցման և տրանսպորտային միջոցների հատուկ հոսանքի համակարգերի հետ աշխատելուց հետո 15 տարի աշխատելուց հետո իմ դաշտի կանոնը պարզ է. մարտկոցի անվտանգությունը երբեք չի ստեղծվում միայն մեկ նյութի միջոցով. այն ստեղծվում է այնպես, որ յուրաքանչյուր նյութ, մետաղալար, միակցիչ և ջերմային ուղի միասին աշխատում են: Եթե ​​ձեր EV մարտկոցի նախագծին անհրաժեշտ են օդագելային մեկուսացման բարձիկներ, HV ամրագոտիների պաշտպանություն, ավտոբուսի մեկուսացում կամ նմուշի աստիճանի ջերմային արգելքի վերանայում, ուղարկեք բջջային դասավորությունը, լարման դասը, երթուղային ուղին և վավերացման թիրախը մինչև արտադրությունը: Փոքր նմուշը և վաղ ինժեներական վերանայումը կարող են կանխել փաթեթի մակարդակի շատ ավելի մեծ ձախողումը հետագայում:

Հղումներ

1. Aspen Aerogels, 'PyroThin Thermal Runaway Barrier for EVs.' Aspen Aerogels PyroThin

2. ՆԱՍԱ, «Աերոգելներ. ավելի բարակ, թեթև, ավելի ուժեղ»: NASA Airgel Research

3. Հարավարևմտյան հետազոտական ​​ինստիտուտ, «UL 2580 ստանդարտ մարտկոցի փորձարկում»: SwRI UL 2580 մարտկոցի փորձարկում

4. SAE International, 'SAE J2464 Electric and Hybrid Electric Vehicle Rechargeable Energy Storage System Safety and Abuse Testing.' SAE J2464

5. Aspen Aerogels, 'Thermal Runaway Mitigation for Electric Vehicles.' Aspen Aerogels Battery Ջերմային խոչընդոտներ

6. NASA Spinoff, 'Aerogels Insulate Missions and Consumer Products': NASA Spinoff Airgel հավելվածներ