에어로젤과 운모: EV 배터리 열 보호에 어느 것이 더 좋나요?

잘못된 열 장벽을 선택하면 고장난 리튬 이온 셀의 열이 인접한 셀에 더 빨리 도달하여 셀 간 열 폭주 전파 위험이 높아질 수 있습니다.

일반적으로 얇고 가벼운 층에 최대의 단열성을 설계 우선순위로 두면 에어로젤이 더 좋고, 전기절연, 구조적 안정성, 고온 차단 성능을 우선시하면 운모가 더 강합니다. 많은 EV 배터리 팩에서 가장 좋은 솔루션은 하나의 재료를 보편적으로 선택하는 것이 아니라 특정 열 및 전기 위험을 해결하는 특성이 있는 각 재료를 사용하는 것입니다.

에어로젤과 운모의 주요 차이점은 무엇입니까?

에어로젤과 운모를 상호 교환 가능한 절연 재료로 취급하면 불필요한 두께, 무게, 비용이 발생하거나 배터리 팩 내부의 중요한 위치에서 부적절한 보호가 발생할 수 있습니다.

주로 단열재로 에어로젤을 선택하고 견고한 열-전기 장벽 응용 분야로 주로 운모를 선택하십시오. 에어로겔의 다공성 구조는 열 전달을 매우 효과적으로 억제하는 반면, 운모는 뛰어난 유전 특성을 제공하고 가혹한 온도에서도 치수 안정성을 유지합니다.

열폭주 중에는 이러한 구별이 특히 중요해집니다. UL Solutions는 EV 배터리 열 이벤트에 극도로 높은 온도, 화염, 압력 및 방출된 입자가 포함될 수 있으므로 재료 선택이 단일 열전도율 값 이상을 고려해야 함을 의미합니다.^[1]

에어로젤이 세포 간 열폭주 보호에 더 좋나요?

밀집된 셀 사이에 충분한 절연이 없으면 고장난 하나의 셀에서 방출되는 열이 이웃 셀로 빠르게 전달되어 모듈을 통한 전파에 기여할 수 있습니다.

에어로겔 기반 장벽은 최소한의 두께와 무게로 강력한 열 저항이 필요한 엔지니어에게 특히 매력적입니다. 다공성 구조는 고체 및 기체 열 전도를 제한하여 상대적으로 얇은 장벽이 인접한 표면 사이의 열 전달을 느리게 합니다.

이로 인해 에어로겔은 고에너지 밀도 모듈의 세포 간 장벽 과 특히 관련이 있습니다.1밀리미터의 포장 공간이 중요한

운모가 에어로겔보다 나은 경우는 언제입니까?

부스바, 고전압 연결부, 모듈 커버 및 전기 절연과 기계적 안정성이 똑같이 중요한 기타 위치 주변에서는 단열만으로는 충분하지 않을 수 있습니다.

운모는 부품이 고온 장벽과 신뢰할 수 있는 유전체 절연을 모두 제공해야 할 때 더 강력한 선택이 되는 경우가 많습니다. 모듈, 버스바, 인클로저 및 고전압 절연 구조를 위한 시트 및 맞춤형 다이컷 부품으로 가공할 수 있습니다.

이로 인해 운모는 HV 부스바, 커넥터, 전기 인터페이스, 모듈 경계 및 팩 수준 보호 영역 근처에서 특히 유용합니다.

에어로젤과 운모: 어떤 소재가 더 나은 성능을 발휘하나요?

최대 온도와 같은 단일 사양에서 재료를 선택하면 열 전도성, 압축 동작, 유전체 성능, 두께 및 기계적 내구성의 중요한 차이를 숨길 수 있습니다.

하나의 보편적인 승자를 찾기보다는 배터리 팩 내부의 실제 기능에 따라 재료를 비교하십시오. 셀 분리기는 HV 부스바 배리어 또는 인클로저 절연 부품과 매우 다른 요구 사항을 갖습니다.

에어로젤과 운모를 함께 사용할 수 있나요?

하나의 절연재가 모든 열, 전기 및 기계적 기능을 수행하도록 강제하면 배터리 팩이 비효율적으로 만들어지고 안전성을 향상시키지 못한 채 재료 비용이 증가할 수 있습니다.

하이브리드 단열 구조는 전기적 또는 기계적으로 까다로운 영역 주변의 세포와 운모 근처의 에어로겔을 사용할 수 있습니다. 이를 통해 엔지니어는 단위 두께당 열 저항이 가장 중요한 에어로겔과 유전체 및 구조적 장벽 성능이 중요한 운모를 사용할 수 있습니다.

예를 들어, 배터리 모듈은 셀 사이에는 에어로겔 복합재를 사용할 수 있습니다. 사용하면서 버스바, 고전압 연결부, 모듈 커버 또는 인클로저 인터페이스 주변에 다이컷 운모 구성 요소를

엔지니어는 에어로젤과 운모 중에서 어떻게 선택해야 합니까?

셀 화학, 전파 동작, 사용 가능한 간격, 압축 부하, 전압 및 주변 구성 요소를 이해하기 전에 열 장벽을 선택하면 모듈 테스트 후 비용이 많이 드는 재설계로 이어질 수 있습니다.

먼저 고장 시나리오를 정의한 다음 필요한 열적, 전기적, 기계적 성능에 맞는 재료와 두께를 선택합니다. 프로토타입 부품은 궁극적으로 관련 셀, 모듈 및 팩 수준에서 검증되어야 합니다.

UL Solutions는 셀부터 팩 수준까지 EV 배터리 열 전파 테스트를 수행하고 전파 방지 장벽 및 절연 재료의 효율성을 평가합니다.^[2] SAE J2464는 또한 정상 작동 범위를 벗어난 조건에서 전기 및 하이브리드 차량 배터리의 남용 테스트를 다룹니다.^[3]

EV 배터리 프로젝트에 맞춤형 에어로젤 또는 운모 부품이 필요하십니까?

Fuqiang은 셀, 모듈, 팩, 버스바, 커넥터 및 고전압 배선 레이아웃에 따라 맞춤형 배터리 절연 부품을 지원할 수 있습니다. 재료 선택이나 샘플 평가를 위해 도면, 필요한 두께, 작동 온도, 전압 및 설치 위치를 보내주십시오.

FAQ

에어로젤이 운모보다 EV 배터리에 더 좋나요?

보편적으로는 아닙니다. 에어로젤은 일반적으로 고효율 단열에 더 강한 반면, 운모는 전기 절연 및 구조적 열 차단 성능도 필요할 때 특히 유용합니다.

EV 배터리 팩에 에어로젤은 어디에 사용되나요?

에어로겔 복합재는 일반적으로 배터리 셀 사이나 모듈 주변 과 같이 열 장벽이 좁은 위치에 사용되는 것으로 간주됩니다. 열 전달을 제한하는 것이 중요한

EV 배터리에 운모는 어디에 사용되나요?

운모 구성 요소는 주변에 사용할 수 있습니다 . 모듈, 버스바, 고전압 연결, 배터리 커버 및 인클로저 인터페이스 열 및 전기 절연이 필요한

운모가 배터리 열폭주를 막을 수 있나요?

운모는 고장난 세포 내부에서 발생하는 전기화학적 열폭주를 막지 못합니다. 이는 도록 설계된 장벽 시스템의 일부를 형성할 수 있습니다 . 주변 구성 요소로의 열 및 화염 전파를 지연시키

에어로겔이 열 폭주 전파를 완전히 방지할 수 있습니까?

시스템 수준 검증 없이는 어떤 물질도 전파를 완전히 방지할 수 있다고 가정해서는 안 됩니다. 장벽 성능은 재료 구성, 두께, 셀 화학, 간격, 압축, 열 유속, 환기 및 팩 구조에 따라 달라집니다.

15년간의 자동차 와이어 하네스 관점

15년 동안 자동차 와이어 하네스 및 EV 전기 시스템을 다루면서 저는 배터리 절연을 고립된 재료 결정이 아닌 완전한 고전압 아키텍처의 일부로 봅니다. 에어로젤은 셀 주위의 열 전달을 제어할 수 있는 반면, 운모는 부스바, HV 커넥터 및 배선 인터페이스 주위에 강력한 열적, 전기적 분리를 제공할 수 있습니다.

따라서 최고의 재료는 단순히 에어로겔이나 운모가 아닙니다. 배터리의 실제 고장 모드와 정확하게 일치하는 것은 재료, 두께, 형상 및 위치입니다.

신뢰할 수 있는 참고자료

[1] UL 솔루션 - 배터리 인클로저 열 폭주(BETR) 평가

[2] UL 솔루션 — EV 배터리 남용, 화재, 열 및 성능 테스트

[3] SAE International — J2464 전기 자동차 배터리 남용 테스트