Jak wybrać grubość pianki MPP dla akumulatorów EV?   

Wybór grubości pianki MPP po prostu poprzez dopasowanie nominalnej szczeliny akumulatora może spowodować nadmierne ciśnienie w ogniwie podczas montażu lub zbyt małe ciśnienie w późniejszym okresie żywotności akumulatora.

Wybierz grubość pianki MPP z całego okna kompresji, a nie tylko z nominalnej szczeliny. Przed zamrożeniem grubości podkładki należy wziąć pod uwagę odstępy między komórkami, tolerancję wymiarową, ściskanie na początku okresu użytkowania, pęcznienie na końcu okresu użytkowania i wymagany zakres ciśnienia.

Dlaczego nominalna szczelina ogniwa nie jest wystarczająca?

Podkładka dopasowana tylko do geometrii nominalnej może zostać nadmiernie ściśnięta w najmniejszej szczelinie i niedostatecznie ściśnięta w największej szczelinie.

Oblicz minimalne i maksymalne zainstalowane odstępy w całym stosie tolerancji baterii. Następnie porównaj te wymiary z krzywą siły ściskającej i ugięcia wybranej pianki MPP.

Nominalna szczelina ogniwa jest jedynie punktem wyjścia. Tolerancja wymiarowa komórki, tolerancja ramy modułu, grubość kleju i zmienność montażu mogą zmienić rzeczywistą kompresję zastosowaną do podkładki.

Jak obrzęk komórek wpływa na grubość pianki MPP?

Jeśli pianka MPP zbyt wcześnie osiągnie obszar działania dużej siły w miarę rozszerzania się komórki, ciśnienie stosu może wzrosnąć poza zamierzone okno projektowe mechaniczne.

Wybierz początkową grubość pianki, aby podkładka pozostawała w dopuszczalnym zakresie kompresji od początku do końca okresu użytkowania.

Dlatego przy wyborze podkładki uciskowej akumulatora należy wziąć pod uwagę skład chemiczny ogniwa, oczekiwane pęcznienie, dostępną szczelinę, ciśnienie na początku i na końcu okresu eksploatacji, a nie samą grubość.^[1]

Grubsza podkładka nie jest automatycznie bezpieczniejsza. Jeśli pianka jest zbyt gruba w stosunku do dostępnej szczeliny, moduł akumulatora może rozpocząć żywotność od nadmiernego ściskania, zanim jeszcze nastąpi pęcznienie ogniw.

Czy powinieneś używać stałego procentu kompresji?

Stosowanie uniwersalnej zasady, takiej jak „ściśnij każdą piankę akumulatorową o 30%”, może wytworzyć zupełnie inne siły, gdy zmienia się gęstość MPP, struktura ogniw lub gatunek materiału.

Użyj rzeczywistych danych dotyczących siły ściskającej i ugięcia dla konkretnego gatunku pianki MPP. Procent kompresji nabiera znaczenia tylko wtedy, gdy jest powiązany z wymaganą siłą lub zakresem ciśnienia.

ASTM D3575 zapewnia znormalizowane metody badań elastycznych materiałów komórkowych wykonanych z polimerów olefinowych. Jednakże zmierzone wyniki odnoszą się do określonych warunków testowych i nie powinny być automatycznie traktowane jako dokładne parametry serwisowe pakietu akumulatorów.^[2]

Nie zatwierdzaj grubości pianki MPP wyłącznie na podstawie ogólnego procentu kompresji. Temperatura, czas starzenia i wielokrotne ściskanie mogą zmienić reakcję mechaniczną.

Co należy przetestować przed ostatecznym zatwierdzeniem grubości?

Grubość pianki MPP, która doskonale sprawdza się w CAD, może nadal zawieść po starzeniu termicznym, wielokrotnym ściskaniu lub montażu w rzeczywistym module akumulatora.

Przetestuj prototypowe podkładki przy minimalnych, nominalnych i maksymalnych oczekiwanych warunkach stosu. Jeśli to możliwe, uwzględnij prawdziwy klej i laminowaną konstrukcję.

Ważne punkty walidacyjne obejmują początkową siłę ściskającą, odkształcenie po ściskaniu, relaksację naprężeń, powrót do zdrowia, starzenie temperaturowe i stabilność wymiarową.

Jeśli klej zostanie dodany po jednej lub obu stronach, jego grubość należy również uwzględnić w obliczeniach gotowego układania. Pianka o grubości 2 mm z folią klejącą i ochronną nie musi być koniecznie gotowym elementem o grubości 2 mm.

Nie jesteś pewien, czy potrzebujesz pianki MPP o grubości 1 mm, 2 mm czy 3 mm?

Wyślij Fuqiangowi minimalną i maksymalną szczelinę komórkową, oczekiwane pęcznienie komórek, docelową siłę ściskania, temperaturę roboczą i pożądane wymiary podkładki. Nasz zespół inżynierów może dokonać przeglądu proponowanych grubości MPP i przygotować wykrojniki do walidacji ściskania i montażu.

Często zadawane pytania

Jaka jest najlepsza grubość pianki MPP do akumulatorów EV?

Nie ma uniwersalnej najlepszej grubości. Prawidłowa grubość pianki MPP zależy od szczeliny akumulatorowej, tolerancji wymiarowej, pęcznienia komórek, krzywej ściskania pianki i wymaganego zakresu ciśnienia.

Czy grubość pianki MPP powinna być równa szczelinie ogniw akumulatora?

Nie. Podkładka zwykle musi działać przy kontrolowanym ściskaniu, więc dopasowanie grubości nieskompresowanej pianki bezpośrednio do nominalnej szczeliny może nie wytworzyć wymaganego ciśnienia.

Czy grubsza pianka MPP zapewnia lepszą amortyzację?

Nie automatycznie. Zwiększanie grubości zmienia stopień kompresji i siłę przyłożoną do komórek. Wynik musi mieścić się w dopuszczalnym oknie ciśnienia określonym przez producenta akumulatora.

Jak bardzo należy skompresować piankę MPP?

Nie ma uniwersalnego stopnia kompresji. Wykorzystaj dane dotyczące siły ściskającej i ugięcia dla konkretnego gatunku MPP i porównaj je z wymaganym ciśnieniem w komorze.

Czy przy wyborze pianki akumulatorowej liczy się grubość kleju?

Tak. Klej samoprzylepny, folie nośne i warstwy laminowane wpływają na grubość gotowego stosu i należy je uwzględnić w obliczeniach tolerancji.

Czy przy wyborze grubości pianki należy uwzględnić pęcznienie komórek?

Tak. Oczekiwane pęcznienie ogniw jest jednym z najważniejszych czynników wejściowych, ponieważ zmienia kompresję klocka i ciśnienie stosu przez cały okres użytkowania akumulatora.

Perspektywa 15-letniej wiązek przewodów samochodowych i materiałów akumulatorowych

Po 15 latach pracy z samochodowymi komponentami elektrycznymi i materiałami akumulatorowymi zalecam zamrażanie grubości pianki MPP dopiero po sprawdzeniu pełnego okna tolerancji mechanicznej i kompresji . Właściwa podkładka to nie tylko ta, która od pierwszego dnia wypełnia lukę w CAD – to ta, która utrzymuje kontrolowane ciśnienie podczas zmian baterii przez cały okres jej użytkowania.

Autorytatywne referencje

[1] Saint-Gobain — zarządzanie pęcznieniem i ściskaniem ogniw akumulatorów pojazdów elektrycznych

[2] ASTM D3575-20 — Metody badań elastycznych materiałów komórkowych wykonanych z polimerów olefinowych

[3] ASTM D4819 — Standardowa specyfikacja dla elastycznych komórkowych materiałów poliolefinowych