効果的な熱バリアがないと、損傷した 1 つのバッテリー セルからの熱が隣接するセル、ワイヤー ハーネス、バスバー、センサー、バッテリー エンクロージャに広がる可能性があり、熱伝播とパック レベルの故障のリスクが高まります。
実際的な解決策は、セル間、モジュール間、パック保護の重要な領域にカスタム シリカ ナノ断熱パネルを設置することです。 そのナノ多孔質シリカ構造は、スペースが限られたEVバッテリーパックに適した薄くて軽量な構造を維持しながら、熱伝達を制限します。
カスタマイズされたエアロゲル遮熱コンポーネントを評価するエンジニア。画像出典: アスペン エアロゲル .[1]
従来のフォームやプラスチック シートは、セルの激しい熱にさらされると収縮、溶融、または絶縁性能を失う可能性があり、熱エネルギーが近くのセルや高電圧コンポーネントに到達する可能性があります。
シリカナノ断熱パネルは伝導熱伝達を遅らせ、バッテリーの監視、通気、保護システムが反応するまでの時間を増やします。 エアロゲルベースのバリアは、耐熱性と薄厚・軽量を組み合わせることができるため、コンパクトなパウチや角形バッテリーモジュールに適しています。[1]
パネルは、単独の火災保証としてではなく、完全な熱暴走戦略の 1 つの層として扱う必要があります。 パックの安全性には、セルの選択、センサー、通気路、構造的障壁、冷却制御、ヒューズ、バッテリー管理保護も含める必要があります。
パネルのサイズが正しくないと、バッテリーセルが不均一に圧縮され、通気経路が遮断され、バスバーに干渉したり、高電圧ワイヤーハーネスが挟まれたりする可能性があります。
正しい解決策は、セルの化学的性質、ギャップ サイズ、圧縮力、熱流束の目標、誘電要件、およびバッテリー パックの形状に従ってパネルをカスタマイズすることです。 Aspen Aerogels は、人工細胞バリアは熱伝導率、厚さ、圧縮応答を最適化できると述べています。[1]
デザインアイテム |
カスタマイズ要件 |
不正確な場合のリスク |
|---|---|---|
パネルの厚さ |
利用可能なギャップと熱目標を一致させる |
絶縁不良または組み立て干渉 |
圧縮応答 |
セルの膨張と接触圧力を制御 |
細胞の変形またはバリア疲労 |
表面仕上げ |
防塵、摩耗、絶縁保護のために選択 |
パーティクル汚染または漏電 |
カットアウトとエッジ |
通気口、センサー、バスバー、サービスアクセスを維持 |
ガス放出の遮断または設置の損傷 |
ハーネスのクリアランス |
ケーブルの曲げ半径を保護し、コネクタの張力を緩和します |
摩耗、絶縁損傷、または HV 絶縁障害 |
完全なパネルには、シリカエアロゲル、微多孔性シリカ、強化繊維、保護フィルム、コーティング、または感圧接着剤が使用される場合があります。 シリカ絶縁コアより先に表面仕上げと接着剤が破損する可能性があるため、正確な構造を検証する必要があります。
実験室の熱伝導率の値だけでは、パネルが実際のバッテリー パック内のセルの通気、炎、高温の粒子、振動、湿度、および長期の圧縮に耐えられることを証明することはできません。
正しい解決策は、完成したパネルを材料、セル、モジュール、パックのレベルでテストすることです。 ULソリューションは、モジュールおよびパックレベルでの断熱バリアの有効性を含め、粉砕、加熱、釘刺し、過充電、短絡、火炎暴露による熱伝播を評価します。[2]
推奨される検証には、圧縮下の熱抵抗、火炎暴露、絶縁耐力、振動、機械的衝撃、湿度、寸法安定性、粒子放出、および接着剤の老化が含まれます。該当するプログラムには、車両および対象市場に応じて、UL 2580、SAE J2464、ISO 6469-1、および UN 規制 No. 100 が含まれる場合があります。[2][3][4]
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セルの種類、利用可能なギャップ、パネルの厚さ、圧縮範囲、最高温度、誘電要件、図面、プロトタイプ評価の年間需要を送信してください。
これは、バッテリー モジュールまたはパック内の熱伝達を低減するために、ナノ多孔質シリカまたはシリカ エアロゲルを使用した薄い断熱コンポーネントです。
熱の伝播を遅らせることができますが、検証された通気、冷却、感知、およびパックレベルの防火壁がなければ完全な保護を保証することはできません。
一般的な場所には、セル間、モジュール間、パック カバーの下、保護された高温ゾーンの周囲などがあります。
はい。パネルを適切に配置すると、放射熱と伝導熱への曝露を軽減できますが、ケーブルを圧縮したり、コネクタへのアクセスを妨げたりしてはなりません。
15 年間の自動車用ワイヤーハーネスとバッテリーパックのレビュー
15 年間の自動車用ワイヤー ハーネスの経験に基づいて、セル、バスバー、センサー、コネクタ、高電圧ケーブルの配線とともにサーマル パネルを検討することをお勧めします。 最良の断熱パネルとは、単に最も厚い断熱パネルではありません。これは、圧縮、通気、またはワイヤーハーネスのリスクを生み出すことなく熱を制御するカスタマイズされたバリアです。
[1] アスペン エアロゲル — PyroThin EV バッテリーの熱暴走バリア
[2] UL ソリューション — EV バッテリーの火災、熱伝播、および性能試験
