EV 배터리 팩 내부에 잘못된 폼을 사용하면 열 전달이 증가하고 습기를 흡수하며 고전압 부품이 손상되어 결국 전기 결함, 고객 불만 또는 차량 리콜이 발생할 수 있습니다.
가장 효과적인 솔루션은 검증된 열, 음향 및 2차 보호 영역에만 자동차 등급 멜라민 폼을 사용하는 것입니다. 오픈 셀 열경화성 구조는 가벼운 무게, 흡음, 단열 및 고유한 난연성을 제공합니다. 그러나 독립형 열폭주 장벽으로 취급해서는 안 됩니다.
전기차 리튬이온 배터리팩. 이미지 출처: 미국 에너지부 대체 연료 데이터 센터 .
녹거나, 수축하거나, 액체를 흡수하거나, 압축 회복력을 상실하는 저가형 폼은 버스바 및 고전압 배선을 노출시켜 마모, 절연 경보, 단락 또는 팩 수준 오류를 유발할 수 있습니다.
올바른 해결책은 실제 기능, 환경 및 검증 기준에 따라 폼을 선택하는 것입니다. 엔지니어는 온도 저항, 가연성, 압축력, 수분 거동, 화학적 호환성, 진동, 청결도 및 접착 내구성을 평가해야 합니다. 차량 내부용으로 승인된 폼은 배터리 인클로저에 자동으로 적합하지 않습니다.
두꺼운 단열재는 배터리 팩의 질량을 증가시키는 반면, 가연성 흡음 폼은 고전압 구성 요소 근처에 불필요한 화재 부하를 추가할 수 있습니다.
멜라민 폼은 흡음, 단열 및 난연성의 경량 조합을 제공합니다. BASF는 Basotect를 유연한 오픈 셀 열경화성 멜라민 수지 폼이라고 설명합니다. 이 폼은 가벼운 무게와 넓은 온도 범위에 걸쳐 안정적인 물리적 특성을 갖고 있습니다.[1] 재료는 녹아서 타는 물방울을 생성하는 대신 불꽃에 노출되면 탄화됩니다.
EV 배터리 요구 사항 |
멜라민 폼 혜택 |
엔지니어링 한계 |
|---|---|---|
체중 감소 |
저밀도 오픈 셀 구조 |
밀도는 등급 및 표면 처리에 따라 다릅니다. |
단열재 |
정상적인 전도성 열 전달을 줄입니다. |
독립형 열 폭주 장벽이 아님 |
화재 행동 |
열경화성 구조는 불타는 물방울로 녹지 않습니다. |
전체 라미네이트는 여전히 테스트되어야 합니다. |
소음 제어 |
개방형 셀은 공기 중 소리 에너지를 흡수합니다. |
구조적 진동 감쇠를 대체하지 않음 |
복잡한 기하학 |
절단, 스탬핑, 적층 및 열성형 가능 |
먼지 및 치수 공차에 대한 제어가 필요함 |
수분 노출 |
소수성 처리 적용 가능 |
처리되지 않은 폼은 수분을 흡수할 수 있습니다. |
셀 통풍구, 날카로운 모선, 지지되지 않는 케이블 또는 배수 채널에 폼을 설치하면 가스 방출을 방해하고 마모, 오염 또는 전기 간극 문제를 일으킬 수 있습니다.
더 안전한 해결책은 변환된 멜라민 폼을 제어된 2차 단열 및 NVH 영역에 배치하는 것입니다. 일반적인 응용 분야에는 배터리 커버 흡수 장치, 보호된 인클로저 공간, 냉각 덕트, 서비스 커버 및 팩과 차량 바닥 사이의 공간이 포함됩니다. 통풍 경로, 배수, 연면 거리, 케이블 굽힘 반경 및 커넥터 접근이 방해받지 않는 상태로 유지되어야 합니다.
표준 멜라민 폼을 완전한 열 폭주 차폐물로 취급하면 극심한 열, 화염, 입자 및 배기 가스가 인접한 셀이나 객실에 도달할 수 있습니다.
올바른 솔루션은 검증된 장벽, 제어된 환기, 팩 구조, 센서 및 배터리 관리 전략을 결합한 다층 보호 시스템입니다. 멜라민 폼은 정상적인 열 전달과 음향 소음을 줄일 수 있지만 열폭주 보호에는 일반적으로 테스트된 운모, 세라믹, 에어로겔, 팽창성 또는 복합 장벽 시스템이 필요합니다. UL Solutions는 원자재 데이터 시트만으로는 재료 성능을 확인할 수 없기 때문에 셀에서 모듈 및 팩 수준으로의 전파를 평가합니다.[3]
공급업체 데이터 시트에만 의존하면 재료가 입고 검사를 통과할 수 있지만 차량 진동, 화재 노출, 침수, 열 충격 또는 팩 남용 테스트에서는 실패할 수 있습니다.
해결책은 대상 배터리 어셈블리 내에서 완성된 변환 구성 요소를 검증하는 것입니다. 관련 프로그램에는 차량 및 시장에 따라 UL 2580, IEC 62660-3, SAE J2464, SAE J2929, GB 38031, UN 38.3 및 UNECE R100이 포함될 수 있습니다.[3][4]
검증영역 |
추천 체크 |
|---|---|
열적 거동 |
열 전도성, 열 노화, 수축 및 온도 순환 |
화재 성능 |
원시 폼, 접착 라미네이트 및 설치된 부품 테스트 |
기계적 내구성 |
압축회복, 진동, 마모, 찢김, 치수공차 |
환경 저항 |
습도, 침수, 냉각수, 전해질, 오일 및 세정액 노출 |
전기적 통합 |
공간거리, 연면거리, 오염, 하니스 이동 및 격리 모니터링 |
멜라민폼은 방수인가요?
처리되지 않은 오픈 셀 멜라민 폼은 습한 배터리 환경에서 물을 흡수하고 크기를 변경할 수 있습니다.
응축이나 액체 노출이 가능한 곳에는 소수성 처리 또는 적절한 보호 표면을 지정하십시오. 완성된 부품은 침지, 습도 노화 및 건조 후에 테스트해야 합니다.
멜라민 폼이 배터리 셀에 닿을 수 있나요?
셀에 직접 설치하면 팽창 허용, 냉각, 환기 또는 열 전파 제어를 방해할 수 있습니다.
배터리 설계자의 승인을 받고 셀, 모듈 및 팩 검증을 완료한 후에만 직접 셀 접촉을 사용하십시오. 일반적으로 고위험 셀 영역 주변에는 제어된 간격과 전용 열 장벽이 필요합니다.
멜라민 폼은 어떤 온도를 견딜 수 있나요?
일반적인 온도 요구 사항에서 재료를 선택하면 최종 라미네이트에서 수축 또는 성능 손실이 발생할 수 있습니다.
정확한 폼, 접착제 및 외장 조합의 연속 및 단기 온도 한계를 확인하십시오. BASF는 특정 자동차 Basotect 등급이 최대 약 240°C의 온도에서 NVH 특성을 유지할 수 있다고 보고하지만 이것이 열 폭주 저항을 나타내지는 않습니다.[2]
폴리우레탄 폼보다 멜라민 폼이 더 좋나요?
자재명만 선택하면 불필요한 비용이 발생하거나 화재, 음향, 습기 성능이 부적절할 수 있습니다.
지원 요건과 정확한 등급을 비교하세요. 멜라민 폼은 가벼운 무게, 흡음 및 화염 거동을 위해 선호되는 반면, 폴리우레탄은 다양한 밀봉, 탄력성 및 비용 이점을 제공할 수 있습니다.
[1] BASF — Basotect 멜라민 수지 폼 특성 및 가공
[2] BASF — 자동차용 Basotect 멜라민 폼 애플리케이션
[3] UL 솔루션 — EV 배터리 남용, 화재, 열 및 성능 테스트
