EV батарея ұяшықтары арасында аэрогельді оқшаулау қаншалықты қалың болуы керек?

Егер аэрогель тосқауылы тым жұқа болса, істен шыққан ұяшықтан келетін жылу көршісіне тым тез жетуі мүмкін; егер ол қажетсіз қалың болса, қаптама ұяшықтардың құнды көлемін жоғалтады, құнын арттырады және ұяшықтардың қысылуын өзгерте алады.

EV батареялары үшін әмбебап аэрогель қалыңдығы жоқ — дұрыс мән ұяшықтар химиясынан, жылулық энергиядан, қолжетімді аралықтан, қысудан, рұқсат етілген қорғалған температурадан және модульді тексеру нәтижелерінен таңдалуы керек. Призматикалық және қапшық ұяшықтары үшін инженерлік тосқауылдар көбінесе бірнеше миллиметр қалыңдығын құрайды, бірақ соңғы мән батареяның нақты архитектурасында дәлелденуі керек.

EV батарея ұяшықтары үшін стандартты аэрогель қалыңдығы бар ма?

'Әр батареяға 2 мм аэрогель жеткілікті' сияқты бекітілген ережені пайдалану жоғары энергиялы ұяшықтарды қорғай алмауы немесе қауіптілігі төмен модульдегі бос орынды жоғалтуы мүмкін.

Дұрыс шешім - нақты қысылған жағдайда қажетті жылу кедергісі қалыңдығын анықтау. Нәтижеге ұяшық пішімі, химиясы, сақталған энергиясы, аралығы, желдету бағыты, қысу күші, тосқауыл құрылысы және көрші ұяшықтағы рұқсат етілген температура әсер етеді.

Aspen Aerogels оның автомобиль ұяшықтарының тосқауылдары қоса алғанда, арнайы мақсаттар үшін жасалғанын айтады жылу өткізгіштік, қалыңдық және қысу реакциясын , бұл кедергі қалыңдығы әмбебап саннан гөрі қолданбаға тәуелді дизайн параметрі екенін күшейтеді.^[1]

2–3 мм аэрогельдік тосқауыл жеткілікті бола ала ма?

Ұяшық өлшемін, қысуды, жылыту жолдарын және желдетуді ескермей 2–3 мм сәтті сынақ нәтижесін келтіру мүлде басқа батарея жинағына жалған сенім тудыруы мүмкін.

Бірнеше миллиметр кейбір призматикалық немесе қалталы ұяшық конструкцияларында техникалық өміршең болуы мүмкін, бірақ толық модуль сынағы таралудың қажетті кешігуін растағанда ғана. Қалыңдықты материалдың құрамы мен қысу күйінен бөлуге болмайды.

Аспен пайдаланып бір шағын модуль үлгісін жариялады . шамамен 50% штаммға дейін сығылған 2,35 мм PyroThin тосқауылын екі 62 Ah призмалық ұяшықтар арасында Бұл арнайы сынақта көрші ұяшық термиялық қашқынға енбеді, бірақ Аспен сонымен қатар шағын модуль нақты қаптамада табылған кейбір қайталама жылу жолдарын оқшаулағанын атап өтеді.^[2]

Сондықтан бұл 2,35 мм нәтиже әмбебап EV спецификациясы емес, пайдалы инженерлік мысал болып табылады.

Сығымдау қажетті қалыңдықты қалай өзгертеді?

Тек қысылмаған қалыңдығы бойынша таңдалған тосқауыл ұяшықтар ісініп, модуль көлік құралының қызмет ету мерзімі бойына материалды қысқанда мүлдем басқаша жұмыс істеуі мүмкін.

Шешім қызмет ету мерзімінің басындағы және аяқталатын қысылған қалыңдығын және жылу өнімділігін бағалау болып табылады. Призматикалық және қапшық жасушалары велосипедпен жүру кезінде өлшемді өзгерте алады, сондықтан тосқауыл термиялық кедергіні сақтай отырып, қысу алаңы ретінде де әрекет етуі мүмкін.

Аспен арнайы механикалық өнімділікті, қысу кезіндегі шаршауды және қысу кезіндегі жылу өткізгіштікті ұяшықтар арасындағы кедергілер үшін маңызды дизайн факторлары ретінде анықтайды.^[3]

Аэрогельдің қалыңдығын қандай факторлар анықтайды?

Жалғыз жылу өткізгіштіктен қалыңдықты таңдау басқа жылу жолдарын және нақты жылу-қашудың таралуына үстемдік ете алатын механикалық шектеулерді елемейді.

Инженерлер тосқауыл қалыңдығын қатырмас бұрын ұяшықтар арасындағы толық интерфейсті бағалауы керек. Ең маңызды кірістер төменде көрсетілген.

Неліктен қалың аэрогель тосқауылын қолданбасқа?

Әрбір ұяшық тосқауылының өлшемін ұлғайту бума энергиясының тығыздығын азайтуы, модуль өлшемдері мен құнын арттыруы және жоспарланған ұяшықты қысу жүйесіне кедергі келтіруі мүмкін.

Дұрыс шешім жылу-тарату және механикалық талаптарға сәйкес келетін жобалық маржамен ең аз бекітілген конструкцияны пайдалану болып табылады. Үлкен көлемді EV бумаларында тіпті ондаған немесе жүздеген ұяшық интерфейстері арқылы қайталанатын миллиметрдің қосымша бөлігі бума өлшемдеріне айтарлықтай әсер етуі мүмкін.

Бұл аэрогельдің ұяшықтар арасындағы кедергілер үшін тартымды болуының бір себебі: өндірушілер салыстырмалы түрде жұқа, жеңіл құрылымдарға өте жоғары жылу кедергісін жасай алады.^[4]

Жасуша химиясы қажетті аэрогель қалыңдығын өзгерте ме?

LFP, NMC және басқа жасуша химиялары үшін бірдей тосқауыл дизайнын пайдалану термиялық қашу мінез-құлқындағы, ұяшық энергиясындағы, желдетудегі және қаптаманың архитектурасындағы негізгі айырмашылықтарды елемеуге болады.

Кедергі жасушаның нақты химиясына және триггер-клетка әрекетіне сәйкестендірілген болуы керек. Аспен оның жасушалық тосқауылдары LFP, NMC және қалыптасып келе жатқан қатты күйдегі жүйелерді қоса алғанда, белгілі бір қолданбалар үшін оңтайландырылған қалыңдық пен қаттылық профильдері бар бірнеше химияға арналғанын атап өтеді.^[5]

Химия маңызды, бірақ бұл жалғыз параметр емес. Ұяшықтың сыйымдылығы, геометриясы, заряд күйі, аралық, қысу, салқындату және көрші құрылымдар таралу әрекетін елеулі түрде өзгерте алады.

Модульді сынау алдында аэрогельдің қалыңдығын таңдау керек пе?

Модуль деңгейіндегі сынақтар купон сынағымен көрсетілмеген өткізгіш, радиациялық немесе желдеткіш газ жылу жолдарын анықтаса, тек материалдың деректер парағынан өндіріс қалыңдығын мұздату қымбат қайта құруға әкелуі мүмкін.

Бастапқы қалыңдықты анықтау үшін материалды есептеулер мен ұяшық деңгейіндегі сынақтарды пайдаланыңыз, содан кейін сериялық шығарылым алдында модуль немесе бума деңгейінде толық құрылысты растаңыз. Нағыз аккумуляторда құлақшалар, шиналар, салқындатқыш тақталар, қысу құрылымдары, саңылаулар, бекіткіштер, оқшаулау және негізгі ұяшық бетінің тосқауылын айналып өтетін желдету жолдары бар.

Aspen дәл осылай аккумуляторлық модульдер мен бумалардың күрделі жүйелер екенін және қызмет ету мерзімінің соңына дейін ұяшық тосқауылының өнімділігі үшін барлығына сәйкес келетін бір өлшемді сынақ жоқ екенін айтады.^[3]

Аэрогельдің қалыңдығы шиналар мен батарея сымдарына қалай әсер етеді?

Айналадағы электрлік қаптаманы тексермей ұяшық тосқауылының қалыңдығын ұлғайту модуль қабатының өлшемдерін өзгертіп, шиналарға, сезгіш сымдарға, қосқыштарға немесе жоғары вольтты сымдардың бағытталуына қосымша күш түсіруі мүмкін.

Дұрыс шешім аэрогельдің қалыңдығын электрлік байланыс жүйесімен бірге қарастыру болып табылады. Ұяшық аралықтарының өзгеруі шинаның геометриясын, BMS сезгіш сымының ұзындығын, қосқыш орнын, оқшаулау саңылауын және модуль айналасындағы жоғары вольтты кабельдердің бағытын өзгертуі мүмкін.

Осы себепті, жылу-барьерлік өзгерісті оқшауланған материалды алмастыру ретінде қарастыруға болмайды. Ұяшықтардың аралығы, қысу, слюда оқшаулауы, шиналар, силикон төсемдер, BMS сымдары және HV сымдарының интерфейстері құралдарды мұздату алдында бірге тексерілуі керек.

Аэрогель жасушаларының тосқауылын анықтау керек пе?

Инженерлік шолу үшін ұяшықтардың химиясын, сыйымдылығын, ұяшық өлшемдерін, қол жетімді саңылауды, қысу талабын, мақсатты қалыңдық диапазонын, желдету бағытын, жылу таралу талабын, CAD модулін және қоршаған шина немесе сым схемасын дайындаңыз.

Үлгіні бағалау соңғы өндіріс қалыңдығын шығару алдында термиялық өнімділікті де, қысылған механикалық әрекетті де растауы керек.

Жиі қойылатын сұрақтар

EV батарея ұяшықтары арасындағы әдеттегі аэрогель қалыңдығы дегеніміз не?

Әмбебап қалыңдығы жоқ. Жасалған ұяшық тосқауылдарының қалыңдығы бірнеше миллиметр болуы мүмкін, бірақ соңғы мән материалға, ұяшық дизайнына, қысуға және қажетті термиялық таралу өнімділігіне байланысты.

Батарея ұяшықтары арасында 2 мм аэрогель жеткілікті ме?

Ол кейбір дизайндарда жеткілікті, ал басқаларында жеткіліксіз болуы мүмкін. Қалыңдықты нақты жасуша химиясы, энергия, қысу, жылу жолдары және модуль архитектурасы арқылы тексеру керек.

Аэрогельді қысу оның термиялық қорғанысын төмендете ме?

Бұл аэрогель құрылысына байланысты. Автомобиль ұяшықтарының тосқауылдары олардың нақты қысу күйінде сипатталуы керек, өйткені механикалық деформация қалыңдықты өзгертеді және жылулық әрекетке әсер етуі мүмкін.

Қалың аэрогель әрқашан қауіпсіз бе?

Жоқ. Қалыңдықтың жоғарылауы жылу кедергісін жақсартуы мүмкін, бірақ қаптаманың энергия тығыздығын азайтады, ұяшықтардың қысылуын өзгертеді, құнын арттырады және шинаға немесе сым геометриясына әсер етеді.

Аэрогельді ұяшық немесе модуль деңгейінде сынау керек пе?

Екеуі де пайдалы болуы мүмкін. Ұяшық деңгейіндегі сынақтар экран тосқауылының өнімділігіне көмектеседі, бірақ модуль және бума деңгейін тексеру маңызды, себебі батареяның толық жүйесінде қосымша жылу тасымалдау және газ шығару жолдары бар.

15 жылдық автомобиль аккумуляторы мен сымды орнату перспективасы

Автокөлік құрамдас бөлігі мен сымды орнатудың 15 жылдық тәжірибесіне сүйене отырып, аккумулятор жинағын түсінбей тұрып, аэрогель тосқауылын жай ғана '2 мм' немесе '3 мм' деп көрсетпеймін.

Дұрыс қалыңдық - бұл қысу, орау, шиналар, сезгіш сым және жоғары вольтты бағыттау талаптарын қанағаттандыра отырып, ұяшықтан ұяшыққа жылу беруді басқаратын ең аз расталған құрылыс. EV батареялар жинағында жылу материалдары мен электрлік байланыстар бірге жобалануы керек.

Беделді сілтемелер

[1] Aspen аэрогельдері — PyroThin аэрогель жасушалардан жасушаға термиялық тосқауылдар

[2] Aspen аэрогельдері — жасушадан жасушаға термиялық таралу шағын модульдік тестілеу

[3] Aspen аэрогельдері — жылу тосқауылдарын жобалау, қысу және тексеру

[4] Аспен аэрогельдері - термиялық таралу және жасушадан жасушаға кедергілер

[5] Aspen Aerogels — EV батареясының термиялық бөгет қолданбалары