Airgel vs Mica: Mana Yang Lebih Baik untuk Perlindungan Terma Bateri EV?

Memilih penghalang haba yang salah boleh membenarkan haba daripada satu sel litium-ion yang gagal mencapai sel bersebelahan dengan lebih cepat, meningkatkan risiko perambatan terma sel ke sel.

Airgel umumnya lebih baik apabila keutamaan reka bentuk ialah penebat haba maksimum dalam lapisan nipis dan ringan, manakala mika lebih kuat apabila penebat elektrik, kestabilan struktur dan prestasi halangan suhu tinggi menjadi keutamaan. Dalam kebanyakan pek bateri EV, penyelesaian terbaik bukanlah memilih satu bahan secara universal, tetapi menggunakan setiap satu di mana sifatnya menyelesaikan risiko terma dan elektrik tertentu.

Apakah Perbezaan Utama Antara Airgel dan Mika?

Merawat airgel dan mika sebagai bahan penebat yang boleh ditukar ganti boleh mengakibatkan ketebalan, berat, kos atau perlindungan yang tidak mencukupi di lokasi kritikal di dalam pek bateri.

Pilih aerogel terutamanya untuk penebat haba dan mika terutamanya untuk aplikasi penghalang haba-elektrik yang teguh. Struktur berliang tinggi Aerogel menyekat pemindahan haba dengan sangat berkesan, manakala mika memberikan sifat dielektrik yang sangat baik dan kekal stabil dari segi dimensi di bawah suhu yang teruk.

Perbezaan menjadi penting terutamanya semasa pelarian haba. Penyelesaian UL menyatakan bahawa peristiwa terma bateri EV boleh melibatkan suhu, nyalaan, tekanan dan zarah yang terpancar sangat tinggi, bermakna pemilihan bahan mesti mempertimbangkan lebih daripada satu nilai kekonduksian terma tunggal.^[1]

Adakah Airgel Lebih Baik untuk Perlindungan Larian Termal Sel-ke-Sel?

Tanpa penebat yang mencukupi antara sel yang padat rapat, haba yang dibebaskan oleh satu sel yang gagal boleh dengan pantas dipindahkan ke dalam sel jiran dan menyumbang kepada pembiakan melalui modul.

Halangan berasaskan aerogel amat menarik apabila jurutera memerlukan rintangan haba yang kuat dengan ketebalan dan berat yang minimum. Struktur berliang mereka menyekat pengaliran haba pepejal dan gas, membenarkan halangan yang agak nipis untuk memperlahankan pemindahan haba antara permukaan jiran.

Ini menjadikan aerogel sangat relevan dengan penghalang sel ke sel dalam modul berketumpatan tenaga tinggi , di mana setiap milimeter ruang pembungkusan penting.

Bilakah Mika Lebih Baik Daripada Aerogel?

Penebat haba sahaja mungkin tidak mencukupi di sekeliling bar bas, sambungan voltan tinggi, penutup modul dan lokasi lain di mana pengasingan elektrik dan kestabilan mekanikal adalah sama penting.

Mika selalunya merupakan pilihan yang lebih kuat apabila komponen mesti menyediakan kedua-dua penghalang suhu tinggi dan pengasingan dielektrik yang boleh dipercayai. Ia boleh diproses menjadi kepingan dan bahagian die-cut tersuai untuk modul, busbar, kepungan, dan struktur penebat voltan tinggi.

Ini menjadikan mika amat berguna berhampiran bar bas HV, penyambung, antara muka elektrik, sempadan modul dan kawasan perlindungan peringkat pek.

Airgel vs Mica: Bahan Mana Yang Berprestasi Lebih Baik?

Memilih bahan daripada satu spesifikasi seperti suhu maksimum boleh menyembunyikan perbezaan penting dalam kekonduksian terma, tingkah laku mampatan, prestasi dielektrik, ketebalan dan ketahanan mekanikal.

Bandingkan bahan mengikut fungsi sebenar mereka di dalam pek bateri dan bukannya mencari satu pemenang universal. Pemisah sel mempunyai keperluan yang sangat berbeza daripada penghalang busbar HV atau komponen penebat kepungan.

Bolehkah Airgel dan Mika Digunakan Bersama?

Memaksa satu bahan penebat untuk melaksanakan setiap fungsi terma, elektrik dan mekanikal boleh menghasilkan pek bateri yang tidak cekap dan meningkatkan kos bahan tanpa meningkatkan keselamatan.

Seni bina penebat hibrid boleh menggunakan airgel berhampiran sel dan mika di sekitar kawasan yang memerlukan elektrik atau mekanikal. Ini membolehkan jurutera menggunakan airgel di mana rintangan haba per unit ketebalan paling penting dan mika di mana prestasi penghalang dielektrik dan struktur menjadi kritikal.

Sebagai contoh, modul bateri mungkin menggunakan komposit aerogel antara sel semasa menggunakan komponen mika potong di sekeliling bar bas, sambungan voltan tinggi, penutup modul atau antara muka kepungan.

Bagaimanakah Jurutera Harus Memilih Antara Airgel dan Mika?

Memilih penghalang haba sebelum memahami kimia sel, tingkah laku penyebaran, jurang yang tersedia, beban mampatan, voltan dan komponen di sekeliling boleh membawa kepada reka bentuk semula yang mahal selepas ujian modul.

Tentukan senario kegagalan dahulu, kemudian pilih bahan dan ketebalan sekitar prestasi terma, elektrik dan mekanikal yang diperlukan. Bahagian prototaip akhirnya harus disahkan pada tahap sel, modul dan pek yang berkaitan.

UL Solutions menjalankan ujian perambatan haba bateri EV dari tahap sel melalui pek dan menilai keberkesanan penghalang anti-perambatan dan bahan penebat.^[2] SAE J2464 juga menangani ujian penyalahgunaan bateri kenderaan elektrik dan hibrid dalam keadaan di luar julat operasi biasa mereka.^[3]

Perlukan Bahagian Airgel atau Mika Tersuai untuk Projek Bateri EV?

Fuqiang boleh menyokong komponen penebat bateri tersuai mengikut sel, modul, pek, bar bas, penyambung dan susun atur pendawaian voltan tinggi anda. Hantarkan lukisan anda, ketebalan yang diperlukan, suhu operasi, voltan dan lokasi pemasangan untuk pemilihan bahan atau penilaian sampel.

Soalan Lazim

Adakah airgel lebih baik daripada mika untuk bateri EV?

Bukan secara universal. Airgel umumnya lebih kuat untuk penebat haba kecekapan tinggi, manakala mika amat berharga apabila penebat elektrik dan prestasi penghalang haba struktur juga diperlukan.

Di manakah aerogel digunakan dalam pek bateri EV?

Komposit aerogel biasanya dipertimbangkan untuk lokasi penghalang haba yang ketat seperti antara sel bateri atau sekitar modul yang mengehadkan pemindahan haba adalah kritikal.

Di manakah mika digunakan dalam bateri EV?

Komponen mika boleh digunakan di sekeliling modul, bar bas, sambungan voltan tinggi, penutup bateri dan antara muka kepungan yang memerlukan pengasingan haba dan elektrik.

Bolehkah mika menghentikan pelarian haba bateri?

Mika tidak menghalang pelarian haba elektrokimia yang berlaku di dalam sel yang gagal. Ia boleh membentuk sebahagian daripada sistem penghalang yang direka untuk melambatkan penyebaran haba dan nyalaan ke komponen sekeliling.

Bolehkah aerogel menghalang sepenuhnya pembiakan pelarian haba?

Tiada bahan harus diandaikan untuk menghalang penyebaran sepenuhnya tanpa pengesahan peringkat sistem. Prestasi penghalang bergantung pada pembinaan bahan, ketebalan, kimia sel, jarak, mampatan, fluks haba, pengudaraan dan seni bina pek.

Perspektif Wire Harness Automotif 15 Tahun

Selepas 15 tahun bekerja dengan abah-abah wayar automotif dan sistem elektrik EV, saya melihat penebat bateri sebagai sebahagian daripada seni bina voltan tinggi yang lengkap—bukan keputusan bahan terpencil. Airgel boleh mengawal pemindahan haba di sekeliling sel, manakala mika boleh menyediakan pemisahan haba dan elektrik yang teguh di sekeliling bar bas, penyambung HV dan antara muka pendawaian.

Oleh itu, bahan terbaik bukan sekadar airgel atau mika. Ia adalah bahan, ketebalan, geometri dan lokasi yang sepadan dengan betul dengan mod kegagalan sebenar bateri.

Rujukan Berwibawa

[1] Penyelesaian UL — Penilaian Pelarian Termal Kepungan Bateri (BETR).

[2] Penyelesaian UL — Penyalahgunaan Bateri EV, Kebakaran, Terma dan Ujian Prestasi

[3] SAE International — Ujian Penyalahgunaan Bateri Kenderaan Elektrik J2464