Co to jest poduszka na akumulator EV?

Niekontrolowane rozszerzanie się ogniw akumulatorowych może zdeformować moduły, poluzować połączenia elektryczne, uszkodzić szyny zbiorcze i ostatecznie spowodować kosztowne awarie zestawu akumulatorów.

Podkładka pod akumulator EV rozwiązuje ten problem, pochłaniając rozszerzanie się ogniw przy jednoczesnym utrzymaniu kontrolowanego i równomiernego ciśnienia wewnątrz modułu akumulatora.

Poduszka na akumulator EV to specjalnie zaprojektowana, ściśliwa warstwa instalowana pomiędzy etui lub pryzmatycznymi ogniwami akumulatora. Nazywa się ją również podkładką kompresyjną akumulatora, podkładką między ogniwami, podkładką regulującą ciśnienie lub podkładką tolerancji.

Podkładka dociskowa akumulatora EV pomiędzy ogniwami pryzmatycznymi. Źródło obrazu: Rozwiązania w zakresie taśm Saint-Gobain.

Do czego służy poduszka na akumulator EV?

Bez odpowiednio zaprojektowanej poduszki powtarzające się pęcznienie komórek może spowodować nadmierne lokalne ciśnienie, ruch komórek, naprężenie złącza i przedwczesną degradację modułu.

Prawidłowym rozwiązaniem jest podkładka o niskim stopniu kompresji z kontrolowaną krzywą ugięcia siły ściskania dopasowaną do okna ciśnienia ogniwa akumulatora.

Podkładka ściska się, gdy komórki rozszerzają się i odpycha, gdy się kurczą. Ta kontrolowana reakcja utrzymuje stos ogniw stabilny bez wywierania szkodliwego nacisku na obudowę ogniwa.

Źle: Poduszka na akumulator EV to po prostu kawałek miękkiej pianki.

Poprawnie: Jest to element regulujący ciśnienie, zaprojektowany pod kątem pęcznienia komórek, temperatury roboczej, odkształcenia po ściskaniu, wytrzymałości dielektrycznej, wibracji i tolerancji montażu.

Jak działa podkładka kompresyjna baterii?

Podkładka, która stanie się zbyt twarda, może zmiażdżyć lub przeciążyć ogniwa, natomiast podkładka, która jest zbyt miękka, może spowodować ruch, uszkodzenie wibracyjne i utratę stabilności modułu.

Skutecznym rozwiązaniem jest wybór materiału o przewidywalnej reakcji naprężenie-odkształcenie i stabilnej sile odpychania w wymaganym zakresie ściskania.

Inżynierowie oceniają to zachowanie poprzez ugięcie siły ściskającej lub CFD . CFD pokazuje, jaką siłę przykłada podkładka przy różnych poziomach kompresji.

Stosunkowo płaska i kontrolowana krzywa CFD pomaga podkładce dostosować się do ekspansji komórek bez powodowania nagłego wzrostu ciśnienia. Równie ważny jest niski stopień ucisku, ponieważ podkładka musi się regenerować, a nie pozostać trwale spłaszczona.

Jakie funkcje może zapewnić poduszka na akumulator EV?

Używanie pianki jednorazowej bez sprawdzenia całego środowiska modułu może narazić akumulator na wibracje, upływ prądu, błędy montażowe i brak równowagi ciśnień.

Wielofunkcyjną podkładkę do zastosowań motoryzacyjnych należy wybrać zgodnie z wymaganiami mechanicznymi, elektrycznymi, termicznymi i produkcyjnymi.

W zależności od materiału i konstrukcji poduszka akumulatora EV może spełniać następujące funkcje:

• Kompensacja ekspansji komórek: umożliwia odwracalne oddychanie i trwały obrzęk.

• Zarządzanie ciśnieniem: Utrzymuje kontrolowaną siłę w stosie ogniw.

• Redukcja wibracji: Ogranicza względny ruch pomiędzy sąsiednimi komórkami.

• Amortyzacja: Zmniejsza obciążenia mechaniczne podczas uderzeń na drodze i eksploatacji pojazdu.

• Kompensacja tolerancji: Absorbuje różnice wymiarowe ogniw i modułów.

• Izolacja elektryczna: Pomaga oddzielić przewodzące elementy akumulatora, jeśli określone są materiały dielektryczne.

• Wsparcie montażu: Utrzymuje ogniwa w miejscu podczas zautomatyzowanej produkcji modułów.

Który materiał jest najlepszy na poduszkę do akumulatora EV?

Wybór materiału wyłącznie na podstawie ceny lub miękkości może skutkować trwałym odkształceniem, niekontrolowanym ciśnieniem, awarią izolacji lub odrzuceniem podczas sprawdzania akumulatora.

Najlepszy materiał to taki, którego właściwości ściskania, temperatury, dielektryka, starzenia i palności odpowiadają konkretnej konstrukcji ogniwa i modułu.

Mikrokomórkowe poliuretany i pianki silikonowe są szeroko stosowane, ale zachowują się inaczej pod wpływem ciepła, wilgoci, ściskania i długotrwałego starzenia. Specjalistyczne podkładki wielowarstwowe mogą także łączyć piankę ściśliwą z miką lub inną warstwą termoizolacyjną.

Gdzie instaluje się poduszkę na akumulator EV?

Umieszczenie podkładki w niewłaściwym miejscu może spowodować nierównomierną kompresję, zakłócać ścieżki chłodzenia, uszkodzić czujniki lub przenieść siłę na szyny zbiorcze i złącza wysokiego napięcia.

Podkładkę należy ustawić zgodnie z kierunkiem rozszerzania się komory, systemem mocowania modułu, układem elektrycznym i projektem zarządzania temperaturą.

Najczęstszą lokalizacją jest pomiędzy sąsiadującymi woreczkami lub komórkami pryzmatycznymi. Podkładki można również umieścić pomiędzy ogniwem końcowym a płytą końcową modułu lub na wybranych interfejsach modułu.

Podkładka nie może zatykać kanałów wentylacyjnych, powierzchni chłodzących, czujników ciśnienia, termistorów, szyn zbiorczych ani prowadzenia wiązek przewodów. Jego wycięty kształt powinien odpowiadać funkcjonalnemu obszarowi komórki, a nie po prostu kopiować kontur komórki.

Jakie testy i standardy należy wziąć pod uwagę?

Podkładka, która dobrze wypadła w teście ściskania w temperaturze pokojowej, może nadal nie działać po starzeniu termicznym, wystawieniu na działanie wilgoci, wibracjach lub tysiącach cykli ładowania.

Sprawdź poziom materiału, stosu ogniw, modułów i całego zestawu akumulatorów w zamierzonym środowisku samochodowym.

Ważne testy materiałów obejmują CFD, odkształcenie po ściskaniu, relaksację naprężeń, wytrzymałość dielektryczną, palność, starzenie temperaturowe, starzenie pod wpływem wilgoci i kompatybilność chemiczną.

Wymagania dotyczące poziomu baterii mogą odnosić się do norm, takich jak ISO 6469-1, UL 2580, SAE J2380, SAE J2929 i regulamin EKG ONZ nr 100 . Normy te dotyczą głównie systemów akumulatorów i bezpieczeństwa pojazdów; nie certyfikują automatycznie pojedynczej poduszki.

Często zadawane pytania

Niejasna terminologia często powoduje, że kupujący żądają niewłaściwej pianki, grubości lub funkcji zabezpieczającej.

Skorzystaj z poniższych bezpośrednich odpowiedzi, aby zdefiniować zastosowanie przed złożeniem zamówienia na wycenę lub próbkę.

Jak gruba powinna być podkładka pod akumulator EV?

Dowolna grubość może spowodować nadmierne ściśnięcie ogniwa lub pozostawienie modułu luźnego. Grubość podkładki należy obliczyć na podstawie dostępnej przestrzeni, napięcia wstępnego, tolerancji komórek, oczekiwanego pęcznienia i dopuszczalnego ciśnienia.

Czy poduszka zapobiega ucieczce ciepła?

Standardowa poduszka może spalić lub przenieść ciepło do sąsiednich ogniw podczas poważnego zdarzenia termicznego. Jeśli wymagane jest ograniczenie niekontrolowanej temperatury, użyj specjalnie przetestowanej podkładki termoprzewodzącej.

Czy poliuretan czy silikon jest lepszy do podkładek akumulatorowych?

Wybór wyłącznie na podstawie nazwy materiału może spowodować niewłaściwą reakcję na temperaturę lub ciśnienie. Ze względu na skuteczne zarządzanie ciśnieniem często wybiera się poliuretan, podczas gdy silikon może zapewniać lepszą wydajność w wysokich temperaturach; ostateczny wybór wymaga przetestowania aplikacji.

Ostateczne zalecenie inżynieryjne

Traktowanie podkładki pod akumulator EV jako niedrogiej wkładki piankowej może zamienić drobną decyzję materiałową w uszkodzenie ogniwa, sporadyczne awarie wysokiego napięcia, roszczenia gwarancyjne i całkowitą ponowną walidację modułu.

Traktuj go jako element precyzyjnego zarządzania ciśnieniem i sprawdzaj go razem z ogniwami, płytami końcowymi, układem chłodzenia, szynami zbiorczymi, złączami i wiązką przewodów wysokiego napięcia.

Z mojego 15-letniego doświadczenia w zakresie wiązek przewodów samochodowych i połączeń wzajemnych wysokiego napięcia nauczyłem się, że ciśnienie mechaniczne wewnątrz modułu akumulatora nigdy nie wpływa tylko na ogniwa. Ostatecznie dociera do zacisków, szyn zbiorczych, złączy, czujników i punktów prowadzenia wiązek przewodów.

Moja praktyczna zasada jest prosta: kontroluj ruch ogniwa, zanim stanie się problemem z połączeniem elektrycznym . Przed zatwierdzeniem jakiejkolwiek podkładki pod akumulator EV należy sprawdzić krzywą ciśnienia, stopień sprężania, wydajność dielektryczną, starzenie się w środowisku i ekspansję ogniw po zakończeniu okresu eksploatacji z rzeczywistymi danymi modułu.

Autorytatywne referencje

1. Korporacja Rogersa, Materiał podkładek akumulatorowych PORON EVExtend .

2. Rozwiązania w zakresie taśm Saint-Gobain, Ugięcie siły ściskającej w zastosowaniach EV .

3. Rozwiązania w zakresie taśm Saint-Gobain, Zarządzanie obrzękiem ogniw akumulatora EV .

4. Rozwiązania UL, Testowanie akumulatorów pojazdów elektrycznych i standardy regulacyjne .

5. Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna, ISO 6469-1:2019 Bezpieczeństwo systemów magazynowania energii wielokrotnego ładowania .

6. Europejska Komisja Gospodarcza Narodów Zjednoczonych, Regulamin EKG ONZ nr 100 .

7. Międzynarodowy SAE, SAE J2380 Testowanie wibracji akumulatorów pojazdów elektrycznych .

8. Międzynarodowy SAE, Norma bezpieczeństwa układu akumulatorowego SAE J2929 .