Қарау саны: 0 Автор: Сайт редакторы Жариялау уақыты: 2026-07-05 Шығу орны: Сайт
EV батарея ұяшықтары дұрыс жылу тосқауылсыз тығыз оралса, бір қызып кету ұяшығы жылуды көрші ұяшықтарға өткізіп, термиялық таралуды тудыруы, батарея жинағын зақымдауы және өрт қауіпсіздігіне елеулі қатер тудыруы мүмкін.
Ең тиімді шешім - орналастыру . электр батареясының аэрогельді оқшаулау төсемдерін жылу тасымалдануды баяулату, қысу кернеуін сіңіру және термиялық қашудың таралуын басқаруға көмектесу үшін ұяшықтар, модульдер, шиналар аймақтары немесе бума деңгейіндегі ыстық нүктелер арасына
EV аккумуляторлық аэрогельді оқшаулағыш төсемдер - литий-ионды аккумулятор пакеттерінің ішінде қолданылатын өте жеңіл жылу тосқауыл материалдары. Олар әрбір миллиметр энергия тығыздығына, қауіпсіздікке және құрастыру сенімділігіне әсер ететін тығыздығы жоғары EV пакеттерінде әсіресе құнды.
Сурет көзі: Aspen Aerogels PyroThin жылу тосқауылының инженерлік ресурсы.[1]
Егер 'аэрогель төсеніші' кәдімгі көбік немесе губка оқшаулағышы ретінде қарастырылса, батарея жинағы жылу беруден, қысу өзгерісінен және термиялық таралудан маңызды қорғанысты жоғалтуы мүмкін.
Дұрыс жауап: EV аккумуляторының аэрогельді оқшаулағыш төсемі аэрогель негізіндегі материалдан жасалған және литий-ионды ұяшықты, модульді немесе қаптаманы қорғау үшін жасалған жұқа, жеңіл жылу тосқауыл болып табылады.
Aspen Aerogels PyroThin-ді ұяшықтар арасындағы, модульдер мен қаптамалардағы кедергілер деңгейінде термиялық қашуды азайтуға арналған ультра жұқа, жеңіл оқшаулау және өртке қарсы тосқауыл ретінде сипаттайды.[1] Практикалық батарея дизайнында бұл төсемдер жылуды кешіктіру, блоктау немесе қайта бағыттау қажет жерде орналасады.
Батареяның орны |
Негізгі тәуекел |
Аэрогель төсемінің функциясы |
Инженерлік құндылық |
|---|---|---|---|
Жасушалар арасында |
Жасушадан жасушаға термиялық таралу |
Істен шыққан ұяшықтан жылу беруді баяулатады |
Қаптама деңгейіндегі қауіпсіздік шегін жақсартады |
Модульдер арасында |
Өрттің модульден модульге таралуы |
Жылулық кедергі аймағын жасайды |
Қорғау стратегиясын қолдайды |
Шина немесе өзара байланыс аймақтары астында |
Жергілікті жылу концентрациясы |
Оқшаулауды және аралықты қолдауды қамтамасыз етеді |
Ыстық нүктені тасымалдау қаупін азайтады |
Қаптаманың қақпағы немесе бүйір қабырғасы |
Сыртқы өрт немесе соққы жылуы |
Пассивті термиялық қорғанысты қосады |
Қаптаманың қауіпсіздік архитектурасын нығайтады |
Компрессиялық стек аймағы |
Жасушаның ісінуі және қысымның өзгеруі |
Компрессиялық төсем дизайнымен жұмыс істейді |
Тұрақты механикалық байланысты сақтайды |
Егер жоғары энергиялы батареялар жинағы тек сұйық салқындату мен BMS бақылауына сүйенсе, ол ақаулықты анықтауы мүмкін, бірақ ұяшық термиялық қашықтығына енген кезде жылу беруді физикалық түрде баяулата алмайды.
Ең жақсы шешім - белсенді жылуды басқаруды пассивті аэрогельді оқшаулағыш төсемдермен біріктіру, сондықтан пакетте бақылау бақылауы және физикалық таралу кедергісі бар.
Термиялық қашу тек температура мәселесі емес; бұл тізбекті реакция мәселесі. Жақсы аэрогель төсемі бастапқы ұяшықтан жақын орналасқан ұяшықтарға жылу өткізгіштігін азайту арқылы батарея жинағына көбірек уақыт береді.
Қате: тек салқындату пластинасының өзі әрбір термиялық оқиғаны тоқтата алады. Дұрыс: салқындату, желдету, сенсорлар, BMS логикасы және аэрогель тосқауылдарын бірге пайдалану.
Егер жылу батарея жинағы арқылы тым жылдам қозғалса, BMS, салқындату тақтасы немесе желдету жолы оқиғаны басқара алмай тұрып, көрші ұяшықтар қауіпті температураға жетуі мүмкін.
Тікелей шешім - газ қозғалысын шектеу және оқшаулау қабаты арқылы өткізгіш жылу беруді азайту үшін аэрогельдің нано-кеуекті құрылымын пайдалану.
NASA аэрогельдердің өте кеуекті, тығыздығы өте төмен және жылу берудің алдын алуда жоғары тиімді екенін түсіндіреді, өйткені олардың кеуектері нанометрлік диапазонда.[2] Бұл аэрогельді жұқа оқшаулау қарапайым полимер көбікке қарағанда жақсырақ жұмыс істеуі керек жерде құнды етеді.
Сурет көзі: NASA аэрогельді оқшаулау материалын зерттеу.[2]
Егер 'серия' арнайы электрлік құрамдас ретінде дұрыс түсінілмесе, батарея жинағының ішіндегі дұрыс емес орынға қате жастықша таңдалған болуы мүмкін.
Дұрыс түсіндірме мынада: 'ЭВ батарея сериясы-аэрогельді оқшаулағыш төсемдер' әдетте сериялық ток өткізетін төсем емес, сериялы қосылған батарея ұяшығы немесе модуль құрылымы бойынша қолданылатын аэрогель төсемдерін білдіреді.
EV пакеттерінде мақсатты кернеу мен сыйымдылыққа жету үшін тізбектей және параллель қосылған ұяшықтар бар. Аэрогель төсемдері әдетте ұяшық қатары жолының, модуль стектің немесе қаптаманың тосқауыл құрылымының жанында орналасқан ток өткізбейтін жылу және механикалық бөліктер болып табылады.
Мерзімі |
Мағынасы |
Жалпы түсінбеушілік |
Дұрыс таңдау нүктесі |
|---|---|---|---|
Қатарлы ұяшықтар |
Кернеуді арттыру үшін қосылған ұяшықтар |
Оқшаулағыш төсем ток өткізеді |
Қажет болса, төсеніш жылу және электрлік оқшаулауды қамтамасыз етуі керек |
аэрогель төсемі |
Жұқа жылу оқшаулағыш тосқауыл |
Бұл жай ғана жұмсақ көбік |
Қалыңдықты, қысуды, температураны және жалынның әрекетін тексеріңіз |
Компрессиялық төсем |
Жасушаның ісіну қысымын бақылайды |
Ол кез келген жылу кедергісін ауыстыра алады |
Кейбір конструкциялар қысу мен жылу оқшаулауын қажет етеді |
Жылулық кедергі |
Таралуды баяулатады немесе блоктайды |
Ол әрбір жасушаның бұзылуының алдын алады |
Ол сиқырлы иммунитетті емес, оқшаулауды қолдайды |
EV батареясының төсеніші тек бағасы немесе қалыңдығы бойынша таңдалса, бума жылуды блоктау, қысуды қалпына келтіру, диэлектрлік беріктік, салмақ және құрастыру төзімділігі арасындағы тепе-теңдікті жоғалтуы мүмкін.
Ең жақсы шешім аэрогельді, слюданы, көбікті және керамикалық талшықты нақты істен шығу режимі бойынша салыстыру болып табылады: термиялық қашу, ұяшықтардың ісінуі, діріл, электрлік оқшаулау, жалынға ұшырау немесе мақсатты шығындар.
Аэрогель әдетте қаптамаға жұқа және жеңіл пішінде күшті оқшаулау қажет болғанда таңдалады. Слюда диэлектрлік және жалынға төзімділік үшін күшті, көбік қысу және төзімділік сіңіру үшін пайдалы, ал керамикалық талшық төтенше ыстыққа төзімділік маңызды жерлерде қолданылады.
Материал |
Негізгі күш |
Негізгі шектеу |
Ең жақсы батареяны пайдалану |
|---|---|---|---|
аэрогель төсемі |
Жұқа кеңістікте өте төмен жылу өткізгіштік |
Жоғары құны және мұқият өңдеуді қажет етеді |
Жасушадан ұяшыққа және модульге жылулық кедергілер |
Слюда парағы |
Жоғары диэлектрлік және жалынға төзімділік |
Төменгі қысылғыштық |
Электр оқшаулау және өртке қарсы бөгет қабаттары |
Силикон көбік |
Қысуды қалпына келтіру және тығыздау |
Қатты ыстықта әлсіз термиялық блоктау |
Саңылауларды толтыру, жастықтау және дірілді бақылау |
Керамикалық талшық |
Төтенше температураға төзімділік |
Шаң, сынғыштық немесе құрастыру мәселелері |
Жоғары жылу кедергісі және қаптама брандмауэр аймақтары |
Егер аэрогель төсеніштері жылу ағынын, желдету бағытын, қысу жүктемесін және жіптердің бағытын ескермей кездейсоқ орналастырылса, қаптама әлі де термиялық таралу немесе механикалық кедергілерге ұшырауы мүмкін.
Дұрыс шешім аэрогель төсемдерін термиялық таралу жолына, ұяшықтар химиясына, модуль қабатының қысымына, салқындату пластинасының орналасуына және жоғары вольтты жіптердің саңылауына сәйкес орналастыру болып табылады.
Қалталар мен призмалық жасушалар үшін жастықшалар әдетте үлкен ұяшықтардың арасына орналастырылады. Архитектураға байланысты цилиндрлік ұяшықтар үшін аэрогельді парақтар, гильзалар, модульдер тосқауылдары немесе қаптама деңгейіндегі оқшаулау қабаттары ретінде пайдалануға болады.
OEM немесе аккумуляторлық жинақ жобалары үшін соңғы жастықшаны таңдау алдында ұяшық пішімін, химияны, стектің қысымын, модуль сызбасын, желдету жолын және термиялық сынақ талаптарын жіберіңіз. Кішкентай үлгіні кесу құралды қолданар алдында орнату, қысу және құрастыру қаупін көрсете алады.
Егер жоғары вольтты сым, сезгіш жіп немесе шиналық оқшаулау жылу таралу жолына тым жақын бағытталса, оқшаулау нашарлауы, терминалдар босап, ақаулық оқиғасы кезінде диагностикалық сигналдар істен шығуы мүмкін.
Ең жақсы шешім аэрогельді оқшаулағыш төсемдерді HV сымдарымен, кернеуді сезу желілерімен, температура сенсорларымен, шиналық қақпақтармен және қаптаманы тығыздау стратегиясымен бірге жобалау болып табылады.
Батарея қауіпсіздігі тек жасушалық химия емес. Бұл ұяшық тосқауылдарын, жоғары вольтты сымдарды бағыттауды, желдету арналарын, сенсорды орналастыруды, жерге қосуды, экранды және қосқышты қорғауды қамтитын толық жүйе дизайны.
Жіптер аймағы |
Жылу қаупі |
Аэрогель төсеміне қолдау көрсету |
Дизайн туралы еске салғыш |
|---|---|---|---|
HV кабелінің шығуы |
Жасушаны желдету кезінде жылудың зақымдалуы |
Ыстық аймақтардан бөліну жасайды |
Ыстыққа төзімді гильзаны және тиісті штепсельді пайдаланыңыз |
Кернеуді сезетін құрылғы |
Модульді қыздыру кезінде сигнал жоғалуы |
Маңайдағы төмен ток сымдарын қорғайды |
Желдеткіш жолдан және шинаның өткір жиектерінен алыс ұстаңыз |
Температура сенсорының сымы |
Жалған оқу немесе сымның зақымдануы |
Жасуша бетінің жанында жылу әсерін басқарады |
Қажетті сенсор контактісін блоктамаңыз |
Шина жабу аймағы |
Доға және жылу концентрациясы |
Пассивті оқшаулау қабатын қосады |
Шығуды, тазартуды және диэлектрлік дизайнды сақтаңыз |
Егер жеткізуші тек қалыңдық пен бағаны қамтамасыз етсе, сатып алушы төсеніш қысуға, жылу әсеріне, жалынға, ылғалдылыққа, дірілге немесе қаптаманы құрастыру кернеуіне төтеп бере алатынын шеше алмайды.
Дұрыс шешім техникалық деректер парағын, жылу өткізгіштік деректерін, қысу қисығын, диэлектрлік сынақ нәтижесін, жалынға төзімділік туралы ақпаратты, жұмыс температурасының диапазонын және қартаю деректерін сұрау болып табылады.
Aspen Aerogels оның аэрогель платформасы жылу өткізгіштік, қалыңдық және қысу реакциясы үшін оңтайландырылғанын атап өтеді.[1] Бұл батарея инженерлері жастықшаны таңдамас бұрын қарап шығуы керек дәл параметрлер.
Деректер элементі |
Неліктен маңызды |
Жеткізушіден не сұрау керек |
|---|---|---|
Жылу өткізгіштік |
Жылуды бөгеу қабілетін көрсетеді |
Нақты қысу кезінде өлшенген мән |
Қалыңдыққа төзімділік |
Жасуша қабатының қысымына және орамның сәйкестігіне әсер етеді |
Номиналды қалыңдық және төзімділік диапазоны |
Қысу әрекеті |
Ісінуді және құрастыру қысымын бақылайды |
Кернеу-деформация қисығы және қалпына келтіру деректері |
Диэлектрлік күш |
Электрлік оқшаулауды қолдайды |
Сынақ кернеуі, үлгі қалыңдығы және әдісі |
Жалын және өрт өнімділігі |
Термиялық қашуды қорғауды қолдайды |
Сынақ стандарты және үлгі конфигурациясы |
Қоршаған ортаның қартаюы |
Қаптаманың ұзақ мерзімді сенімділігін тексереді |
Ылғалдылық, термиялық цикл және діріл деректері |
Егер аэрогель төсемдері оларды батарея қауіпсіздігін тексерумен байланыстырмай таңдалса, материал оқшауланғанда тамаша көрінуі мүмкін, бірақ бума деңгейіндегі сертификаттауды немесе теріс пайдалануды тексеруді қолдамайды.
Дұрыс шешім - жастықшаны таңдауды жылу, механикалық, электрлік, қоршаған орта және теріс пайдалану сынақтары сияқты EV батареясының қауіпсіздік сынақтарымен байланыстыру.
SwRI UL 2580 сынағы электрлік, механикалық, жылулық, қоршаған орта және қауіпсіздікке қатысты сынақтар арқылы EV батареясының қауіпсіздігін бағалайтынын түсіндіреді.[3] SAE J2464 электрлік және гибридті электр көлігінің қайта зарядталатын энергияны сақтау жүйелері үшін қолданылуы мүмкін теріс пайдалану сынақтарын сипаттайды.[4]
Қате: аэрогель төсемінің жалғыз 'UL 2580-ден өтуі' сұрау. Дұрыс: батареяның толық жинағын сынау, себебі қаптаманың геометриясы, ұяшықтар химиясы, желдету, сымдар және тосқауылдың орналасуы түпкілікті нәтижеге әсер етеді.
Егер жастықша қаптаманың сұлбасы әлдеқашан қатып қалғаннан кейін таңдалса, инженер нашар қалыңдыққа, нашар қысуға, желдеткіштің бітелуіне немесе арқанды қауіпсіз тазартуға мәжбүр болуы мүмкін.
Ең жақсы шешім аэрогель төсемінің жеткізушісін және сымды жеткізушіні модульді орналастыру, жоғары вольтты бағыттау және жылу таратуды модельдеу кезінде ертерек тарту болып табылады.
Жақсы таңдау процесі ұяшық пішімі, химия, энергия тығыздығы, мақсатты қаптама қалыңдығы, қысу күші, салқындату пластинасының орналасуы, желдету бағыты және қауіпсіздік сынағы мақсатынан басталады. Тақта жалпақ зертханалық үлгіде ғана емес, нақты модуль стегінде тексерілуі керек.
Жылдам бағалау үшін ұяшық өлшемін, модуль сызбасын, мақсатты қалыңдығын, қысу ауқымын, максималды температура оқиғасын және жылдық көлемді жіберіңіз. Кішкентай кесілген аэрогель үлгісі жаппай өндіріс құралына дейін жабдықты растауға көмектеседі.
Олар жылу беруді азайту, термиялық таралуды баяулату және аккумулятордың қауіпсіздік дизайнын қолдау үшін EV аккумулятор жинағында қолданылатын жұқа аэрогель негізіндегі термиялық тосқауыл төсемдері.
Аэрогель қолданылады, себебі ол жеңіл және жұқа пішінде күшті жылу оқшаулауды қамтамасыз етеді. Бұл аккумулятор инженерлеріне ұяшықтарды тым көп орау орнын босқа жұмсамай қорғауға көмектеседі.
Аэрогель жастықшалары әрбір ұяшықтың істен шығуына жол бермейді. Олардың мақсаты – қаптаманың толық дизайнына байланысты бір істен шыққан ұяшықтан жақын орналасқан ұяшықтарға жылудың таралуын баяулату немесе тоқтатуға көмектесу.
Оларды ұяшықтардың арасына, модульдердің арасына, шиналардың қасына, қаптамалардың астына, желдеткіш жолдарының жанына немесе қаптама деңгейіндегі кедергі аймақтарына орналастыруға болады.
Көптеген аэрогельдік батарея төсемдері электрлік оқшаулау өнімділігімен жасалған, бірақ нақты диэлектрлік беріктік өнімнің құрылымына және сынақ әдісіне байланысты. Әрқашан жеткізуші деректер парағын тексеріңіз.
Олар әртүрлі мәселелерді шешеді. Аэрогель жұқа жылу оқшаулау үшін күшті, ал слюда диэлектрлік және жалынға төзімділік үшін күшті. Көптеген EV пакеттері екі материалды да әртүрлі қабаттарда пайдалана алады.
Кейде олар термиялық және қысу функцияларын қолдай алады, бірақ әрқашан емес. Жасушаның ісінуі, стектің қысымы және ұзақ мерзімді қысу әрекеті расталуы керек.
EV аккумуляторлық аэрогельді оқшаулағыш төсемдер ұяшықтардың арасына орналастырылған жұмсақ парақтар ғана емес. Олар ұяшықтар химиясымен, желдетумен, қысумен, салқындатумен, шиналармен, сенсорлармен, қосқыштармен және жоғары вольтты сымдарды бағыттаумен жұмыс істеуі керек қауіпсіздік үшін маңызды жылу кедергілері.
Автокөлік сымдарымен, EV аккумуляторлық кабель жинақтарымен, жоғары вольтты қосылыстармен және көліктің арнайы қуат жүйелерімен 15 жыл жұмыс істегеннен кейін менің өріс ережесім қарапайым: батарея қауіпсіздігі ешқашан бір материалмен жасалмайды; ол әрбір материалдың, сымның, қосқыштың және жылу жолының бірге жұмыс істеуі арқылы жасалады. EV аккумуляторлық жобаңызға аэрогельді оқшаулау төсемдері, HV сымдарының қорғанысы, шиналық оқшаулау немесе үлгілік кезеңдегі жылу кедергісін тексеру қажет болса, өндіру алдында ұяшық орналасуын, кернеу класын, бағыттау жолын және валидация мақсатын жіберіңіз. Кішігірім үлгі және ерте инженерлік шолу кейінірек әлдеқайда үлкен пакет деңгейіндегі ақаулықтың алдын алады.
Аспен аэрогельдері, 'Электр көліктерге арналған PyroThin термиялық қашу кедергісі' Аспен аэрогельдері PyroThin
NASA, 'Аэрогельдер: жұқа, жеңілірек, күштірек' NASA аэрогельді зерттеу
Оңтүстік-Батыс ғылыми-зерттеу институты, 'UL 2580 стандартты батареяны сынау' SwRI UL 2580 батареяны сынау
SAE International, 'SAE J2464 электр және гибридті электрлік көліктің қайта зарядталатын энергияны сақтау жүйесінің қауіпсіздігі мен теріс пайдалану сынағы.' SAE J2464
Aspen Aerogels, 'Электрлік көліктерге арналған термиялық қашу әсерін азайту' Aspen Aerogels батареясының термиялық тосқауылдары
NASA Spinoff, 'Аэрогельдер миссиялар мен тұтынушылық өнімдерді оқшаулайды.' NASA Spinoff аэрогель қосымшалары
