EV 배터리에 가장 적합한 열 폭주 장벽은 운모, 에어로겔 또는 세라믹 복합재입니까? 

최대 온도만으로 EV 배터리 열 폭주 장벽을 선택하면 팩이 셀 간 전파, 화염 제트, 입자 침식 또는 전기적 고장에 취약해질 수 있습니다.

올바른 재료는 장벽이 설치된 위치와 정상적인 배터리 작동 및 열 발생 중에 수행해야 하는 작업에 따라 달라집니다. 에어로젤은 얇은 셀 간 열 저항에 특히 매력적이며, 운모는 강력한 전기 및 고온 절연을 제공하는 반면, 세라믹 복합 재료는 모듈 및 팩 수준 응용 분야에서 강력한 화재 및 열 보호 기능을 제공할 수 있습니다.

따라서 에서 보편적인 승자는 없습니다 에어로겔과 운모 비교 . 배터리 엔지니어는 재료를 선택하기 전에 먼저 열 노출, 두께, 압축, 유전체 요구 사항 및 설치 위치를 정의해야 합니다.

운모, 에어로겔 및 세라믹 복합 장벽은 어떻게 다릅니까?

열 전도성만으로 한 재료를 다른 재료로 교체하면 포장, 압축 또는 전기 절연 문제를 발생시키면서 한 가지 문제를 해결할 수 있습니다.

소재명보다는 기능별로 소재를 비교해 보세요. 에어로젤은 얇은 셀 간 공간에서 높은 열 저항을 제공할 수 있습니다. 운모는 전기 절연 및 내화 장벽에 널리 적합합니다. 세라믹 기반 복합재는 심각한 열 노출과 구조적 장벽 성능이 중요한 분야에서 매력적입니다.

배터리 셀 사이에서 에어로젤이 운모보다 나은 경우는 언제입니까?

좁은 셀 간격에 걸쳐 너무 많은 열을 전도하는 장벽을 사용하면 실패한 셀이 전파에 기여할 만큼 빠르게 이웃 셀을 가열할 수 있습니다.

에어로젤은 얇은 셀 간 공간에 높은 열 저항이 들어가야 하는 경우 특히 흥미로울 수 있습니다. 상업용 EV 에어로겔 장벽은 압축 동작을 중심으로 설계될 수 있으므로 패드가 정상적인 세포 부종 동안뿐만 아니라 비정상적인 열 현상 중에도 작동합니다.^[1]

Aspen Aerogels는 약 50% 변형률에서 2.35mm PyroThin 장벽을 갖춘 두 개의 62Ah 프리즘형 셀을 사용하는 미니 모듈 예제를 보고했습니다. Aspen은 해당 설정이 전체 팩에서 발견된 일부 2차 전파 경로를 격리했다고 명시적으로 언급했지만 인접한 셀은 해당 특정 테스트에서 열폭주에 들어가지 않았습니다.^[2]

그 결과를 보편적인 '2.35mm 에어로겔 규칙'으로 변환해서는 안 됩니다. 셀 화학, 에너지, 간격, 압축 및 전파 메커니즘은 배터리 설계에 따라 다릅니다.

운모와 세라믹 복합재는 언제 더 나은 선택입니까?

어디서나 부드러운 셀 압축 소재를 사용하면 필요한 전기적 또는 구조적 장벽 없이 버스바, 모듈 경계 또는 팩 커버를 남길 수 있습니다.

설계에 고온 전기 절연, 내화성 또는 보다 구조적으로 안정적인 장벽이 필요한 경우 운모 또는 세라믹 복합 재료를 사용하십시오. 운모는 HV 도체, 모선, 모듈 구조 및 팩 수준 절연체 주변에서 특히 유용할 수 있습니다.

세라믹화 가능한 실리콘 복합재는 또 다른 경로를 제공합니다. 예를 들어 Saint-Gobain은 셀 간 열 폭주 패드 및 팩 보호를 위한 세라믹화 가능한 실리콘 제품을 나열하여 세라믹 성형 시스템이 조립 중 유연성과 심한 열 노출 시 보호 장벽을 결합할 수 있음을 보여줍니다.^[3]

열 폭주 장벽을 어떻게 선택해야 합니까?

가장 인상적인 온도 주장을 가진 재료를 구입한다고 해서 배터리 팩이 열 전파에 저항한다는 것을 증명하는 것은 아닙니다.

실제 실패 노출을 정의하고 완성된 구성을 검증합니다. 셀 화학, 장벽 위치, 사용 가능한 두께, 압축, 유전체 성능, 화염 노출, 입자 영향 및 인접 재료를 고려하십시오.

UL Solutions는 열 폭주 사건에는 고온, 압력, 제트와 같은 화염 및 보호 재료를 부식시킬 수 있는 방출된 입자가 포함될 수 있다고 지적합니다. UL 2596 테스트는 이러한 결합된 위험에 대해 재료 성능을 선별하기 위해 개발되었습니다.^[4]

운모, 에어로젤 및 세라믹 배터리 배리어를 비교하시나요?

Fuqiang에 셀 형식, 장벽 위치, 사용 가능한 두께, 압축 요구 사항 및 열 보호 목표를 보내십시오. 당사의 엔지니어링 팀은 다이컷 재료 옵션을 검토하고 배터리 팩 검증을 위한 프로토타입 샘플을 준비할 수 있습니다.

FAQ

에어로젤이 운모보다 EV 배터리에 더 좋나요?

보편적으로는 아닙니다. 에어로젤은 얇은 셀 간 열 장벽에 특히 유용한 반면, 운모는 전기 절연, 구조적 안정성 및 고온 보호가 우선시되는 경우 유리할 수 있습니다.

배터리 절연용 운모시트 대체품은 무엇인가요?

응용 분야에 따라 에어로젤 장벽, 세라믹화 가능한 실리콘 복합재 및 기타 세라믹 기반 단열 시스템을 대체할 수 있습니다. 교체품은 두께만 선택하기보다는 기능별로 선택해야 합니다.

열 장벽이 배터리 열 폭주를 막을 수 있습니까?

장벽은 시작 셀 내부의 전기화학적 오류를 막지 못합니다. 그 역할은 열 및 기타 전파 경로를 줄여 인접한 셀이 열 폭주에 들어갈 가능성을 줄이는 것입니다.

셀 간 열 폭주 보호에 가장 적합한 재료는 무엇입니까?

보편적인 최고의 소재는 없습니다. 셀 화학, 사용 가능한 간격, 압축, 열 노출 및 팩 아키텍처에 따라 적절한 장벽이 결정됩니다.

운모와 에어로젤을 동일한 배터리 팩에 사용할 수 있나요?

예. 엔지니어링 요구 사항이 하이브리드 재료 전략을 정당화하는 경우 팩은 셀과 운모 사이에 에어로겔을 사용하거나 모듈, 버스바 또는 인클로저 위치에 기타 고온 단열재를 사용할 수 있습니다.

15년간의 자동차 와이어 하네스 및 EV 절연 관점

자동차 와이어 하니스 및 EV 전기 절연 분야에서 15년 동안 작업한 후, 저는 것을 배웠습니다 . 열 폭주 보호가 재료 평판이 아닌 위치와 고장 모드에 따라 설계되어야 한다는 가장 강력한 배터리 팩은 셀 수준 열 저항, HV 전기 절연 및 팩 수준 화재 방지를 위해 다양한 재료를 사용하는 경우가 많습니다.

신뢰할 수 있는 참고자료

[1] Aspen Aerogels — PyroThin 셀 간 열 폭주 장벽

[2] Aspen Aerogels — 세포 간 열 전파 테스트

[3] Saint-Gobain — EV 배터리 화재 및 열 전파 보호

[4] UL 솔루션 - 배터리 인클로저 열 폭주 평가