EV 배터리 팩 내부에 열 장벽을 어디에 배치해야 합니까?

잘못된 위치에 우수한 단열재를 사용하면 여전히 열, 화염 또는 배기 가스가 장벽을 우회하여 배터리 팩을 통해 전파될 수 있습니다.

예상되는 전파 경로에 따라 배터리 절연체를 배치해야 합니다. 셀 간 장벽은 가장 가까운 인접 셀을 대상으로 하고, 모듈 간 장벽은 두 번째 수준의 분리를 생성하며, 팩 수준 재료는 덮개, 인클로저 및 민감한 전기 영역을 보호합니다.

따라서 강력한 열 전파 방지 전략에서는 재료 성능만큼 신중하게 재료 위치를 사용합니다. 목표는 배터리를 절연체로 채우는 것이 아니라 가장 중요한 열 및 전기 경로를 차단하는 것입니다.

세포 간 장벽은 어디에 설치해야 합니까?

인접한 셀에 직접적인 열 경로가 있는 경우 고장난 셀 하나가 이웃 셀로 빠르게 에너지를 전달할 수 있습니다.

인접한 세포가 가장 해로운 열을 교환할 수 있는 경계면에 세포 간 장벽을 배치합니다. 프리즘형 및 파우치 아키텍처의 경우 장벽은 배터리 수명 전반에 걸쳐 셀 팽창 및 압축을 수용해야 할 수도 있습니다.

Aspen Aerogels는 PyroThin 제품을 특히 파우치 및 각형 배터리용 셀 간 열 장벽으로 설명하며, 배터리 압축 시 열 보호와 기계적 동작을 결합합니다.^[1]

모듈 간 장벽은 어디로 가야 합니까?

직접적인 셀 간 전도를 중지한다고 해서 열 이벤트가 구조 부품, 배기 가스 또는 화염을 통해 다른 모듈에 도달할 수 없다는 보장은 없습니다.

모듈 수준 분리를 사용하여 다음 전파 경로를 중단합니다. 배리어 형상은 단순히 두 모듈 하우징 사이에 시트를 배치하는 것보다 모듈 벽, 간격, 구조적 인터페이스 및 가능한 통풍구 방향을 고려해야 합니다.

Saint-Gobain은 셀 쿠션과 모듈 사이의 위치 모두에 대한 열 폭주 패드를 식별하여 장벽 전략이 개별 셀을 넘어 확장될 수 있는 방법을 보여줍니다.^[2]

배터리 팩 뚜껑에 단열재가 필요합니까?

셀 사이에만 초점을 맞춘 차단 전략을 사용하면 팩 커버가 제트 불꽃, 뜨거운 가스 및 분출된 입자에 노출될 수 있습니다.

배낭 뚜껑과 인클로저를 별도의 열폭주 보호 구역으로 평가하십시오. UL Solutions는 배터리 열폭주로 인해 제트와 같은 화염, 압력 및 보호 인클로저 재료를 부식시킬 수 있는 입자가 생성될 수 있다고 지적합니다.^[3]

이것이 바로 셀 간 절연과 인클로저 보호를 상호 교환 가능한 것으로 취급해서는 안 되는 이유입니다. 열적 노출과 기계적 노출은 매우 다를 수 있습니다.

엔지니어는 장벽 배치를 어떻게 결정해야 합니까?

모든 곳에 단열재를 추가하면 지배적인 전파 메커니즘을 제어하지 않고도 무게, 비용 및 압축이 증가할 수 있습니다.

다이컷 부품을 정의하기 전에 열 이벤트를 매핑합니다. 시작 셀, 인접 셀, 통풍구 방향, 모듈 경계, 부스바, 냉각 구조, 팩 커버 및 잠재적 화염 또는 가스 경로를 식별합니다.

그러면 하나의 단열 시트가 모든 기능을 수행하도록 강요하는 대신 장벽 두께와 재료를 각 위치에 맞게 최적화할 수 있습니다.

배터리 레이아웃을 다이컷 절연 부품으로 바꾸는 데 도움이 필요하십니까?

Fuqiang에 셀 배열, 모듈 도면, 사용 가능한 간격, 통풍 방향 및 단열 요구 사항을 보내십시오. 당사의 엔지니어링 팀은 셀 간, 모듈 수준 및 팩 수준 장벽 위치를 검토하고 검증을 위한 샘플을 준비할 수 있습니다.

FAQ

배터리 셀 사이의 절연체는 어디에 있어야 합니까?

이는 필요한 압축과 셀 이동을 수용하면서 인접한 셀로의 열 전달을 줄일 수 있는 셀 인터페이스에 위치해야 합니다.

셀 간 열 장벽이란 무엇입니까?

이는 열 전달을 줄이고 한 셀의 열 이벤트가 다음 셀을 유발하는 것을 방지하기 위해 인접한 셀 사이에 배치되는 재료입니다.

모듈 간 장벽이란 무엇입니까?

이는 영향을 받은 모듈 외부로 전파되는 것을 제한하는 데 도움이 되도록 배터리 모듈 사이에 열 또는 화재 방지 장치를 배치합니다.

EV 배터리 단열재는 팩 전체를 덮어야 할까요?

반드시 그런 것은 아닙니다. 배리어 위치는 열, 화염, 전기 및 환기 위험을 따라야 합니다. 보호 기능이 거의 없는 곳에 재료를 추가하면 질량과 비용이 불필요하게 증가할 수 있습니다.

셀 간 절연은 열 전파를 차단하기에 충분합니까?

항상 그런 것은 아닙니다. 팩 설계에서는 배기 가스, 화염, 구조적 전도, 모듈 경계 및 인클로저 보호도 고려해야 합니다.

15년간의 자동차 와이어 하네스 및 EV 배터리 관점

자동차 전기 시스템 분야에서 15년 동안 일한 후 저는 하니스 보호와 마찬가지로 배터리 절연에 접근합니다. 즉, 고장 에너지가 실제로 이동하는 곳에 보호 장치를 배치하는 것입니다. 올바른 배치는 재료 데이터시트에 인쇄된 열 전도성이나 온도 성능만큼 중요할 수 있습니다.

신뢰할 수 있는 참고자료

[1] Aspen Aerogels — EV 배터리용 셀 간 열 장벽

[2] Saint-Gobain — TRP 시리즈 셀 및 모듈 열 폭주 패드

[3] UL 솔루션 - 배터리 인클로저 열 폭주 평가