효과적인 열 장벽이 없으면 손상된 배터리 셀 하나에서 발생하는 열이 인접한 셀, 배선 하니스, 부스바, 센서 및 배터리 인클로저로 확산되어 열 전파 및 팩 수준 오류의 위험이 증가할 수 있습니다.
실용적인 솔루션은 중요한 셀 간, 모듈 간 및 팩 보호 영역에 맞춤형 실리카 나노 단열 패널을 설치하는 것입니다. 나노 다공성 실리카 구조는 열 전달을 제한하는 동시에 공간이 제한된 EV 배터리 팩에 적합한 얇고 가벼운 구조를 유지합니다.
맞춤형 에어로겔 열 차단 부품을 평가하는 엔지니어. 이미지 출처: 아스펜 에어로젤 .[1]
기존의 폼이나 플라스틱 시트는 강렬한 셀 열에 노출되면 수축, 녹거나 절연 성능을 잃을 수 있으며, 이로 인해 열 에너지가 인근 셀 및 고전압 구성 요소에 도달할 수 있습니다.
실리카 나노 단열 패널은 전도성 열 전달 속도를 늦추고 배터리 모니터링, 환기 및 보호 시스템이 반응할 수 있는 추가 시간을 만듭니다. 에어로젤 기반 장벽은 내열성과 낮은 두께, 가벼운 무게를 결합할 수 있어 소형 파우치 및 각형 배터리 모듈에 적합합니다.[1]
패널은 독립형 화재 보장이 아닌 완전한 열폭주 전략의 한 레이어로 취급되어야 합니다. 팩 안전에는 셀 선택, 센서, 환기 경로, 구조적 장벽, 냉각 제어, 퓨즈 및 배터리 관리 보호도 포함되어야 합니다.
크기가 잘못된 패널은 배터리 셀을 고르지 않게 압축하고, 환기 경로를 막고, 버스바를 방해하거나, 고전압 배선 하니스를 끼일 수 있습니다.
올바른 해결책은 셀 화학, 간격 크기, 압축력, 열유속 목표, 유전체 요구 사항 및 배터리 팩 형상에 따라 패널을 맞춤화하는 것입니다. Aspen Aerogels는 공학적 세포 장벽이 열 전도성, 두께 및 압축 반응에 최적화될 수 있다고 지적합니다.[1]
디자인 항목 |
사용자 정의 요구 사항 |
정확하지 않은 경우 위험 |
|---|---|---|
패널 두께 |
사용 가능한 간격과 열 목표를 일치시키세요. |
절연 불량 또는 조립 간섭 |
압축 응답 |
세포 부종 및 접촉 압력 조절 |
세포 변형 또는 장벽 피로 |
표면을 향한 |
먼지, 마모 및 유전체 보호를 위해 선택 |
입자 오염 또는 전기 누출 |
컷아웃 및 가장자리 |
통풍구, 센서, 모선 및 서비스 접근을 보존합니다. |
가스 방출 차단 또는 설치 손상 |
하네스 여유 공간 |
케이블 굴곡 반경 및 커넥터 스트레인 릴리프 보호 |
마모, 절연 손상 또는 HV 절연 결함 |
전체 패널은 실리카 에어로겔, 미세 다공성 실리카, 강화 섬유, 보호 필름, 코팅 또는 감압 접착제를 사용할 수 있습니다. 실리카 절연 코어 이전에 외장과 접착제가 파손될 수 있으므로 정확한 구조를 검증해야 합니다.
실험실 열전도율 값만으로는 패널이 실제 배터리 팩 내부의 셀 환기, 화염, 뜨거운 입자, 진동, 습도 및 장기 압축을 견딜 수 있음을 증명할 수 없습니다.
올바른 해결책은 완성된 패널을 재료, 셀, 모듈 및 팩 수준에서 테스트하는 것입니다. UL Solutions는 모듈 및 팩 수준의 절연 장벽의 효과를 포함하여 찌그러짐, 가열, 못 관통, 과충전, 단락 및 화염 노출을 통한 열 전파를 평가합니다.[2]
권장되는 검증에는 압축 시 열 저항, 화염 노출, 유전 강도, 진동, 기계적 충격, 습도, 치수 안정성, 입자 방출 및 접착제 노화가 포함됩니다. 적용 가능한 프로그램에는 차량 및 목표 시장에 따라 UL 2580, SAE J2464, ISO 6469-1 및 UN 규정 번호 100이 포함될 수 있습니다.[2][3][4]
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배터리 모듈이나 팩 내부의 열전달을 줄이기 위해 나노 다공성 실리카나 실리카 에어로겔을 이용한 얇은 절연 부품입니다.
열 전파를 늦출 수 있지만 검증된 환기, 냉각, 감지 및 팩 수준 방화 장벽 없이는 완전한 보호를 보장할 수 없습니다.
일반적인 위치에는 셀 사이, 모듈 사이, 팩 덮개 아래, 보호된 고온 영역 주변이 포함됩니다.
예. 패널을 올바르게 배치하면 복사열 및 전도성 열 노출을 줄일 수 있지만 케이블을 압축하거나 커넥터 접근을 차단해서는 안 됩니다.
15년간의 자동차 와이어 하니스 및 배터리 팩 검토
15년간의 자동차 와이어 하니스 경험을 바탕으로 셀, 부스바, 센서, 커넥터 및 고전압 케이블 라우팅과 함께 열 패널을 검토할 것을 권장합니다. 최고의 단열 패널은 단순히 가장 두꺼운 패널이 아닙니다. 압축, 환기 또는 배선 하니스 위험을 발생시키지 않고 열을 제어하는 맞춤형 장벽입니다.
[1] Aspen Aerogels — PyroThin EV 배터리 열 폭주 장벽
[2] UL 솔루션 - EV 배터리 화재, 열 전파 및 성능 테스트
