Qual é o melhor isolante de calor em uma bateria EV?

A escolha de um material de isolamento de bateria apenas com base na condutividade térmica pode criar um pacote que funciona bem em uma folha de dados, mas não consegue gerenciar compressão, isolamento elétrico ou fuga térmica.

Para isolamento térmico fino de célula a célula, o aerogel é uma das opções mais fortes disponíveis, mas não existe um material melhor para cada local dentro de uma bateria EV. Mica, espuma de silicone e aerogel desempenham funções diferentes, e embalagens avançadas podem usá-los juntos.

O aerogel é o melhor isolante térmico para células de bateria EV?

Usar uma camada de isolamento volumosa entre as células pode consumir um volume valioso da bateria e reduzir o espaço disponível para o material ativo.

O aerogel é particularmente atraente onde os engenheiros precisam de alta resistência térmica em uma barreira célula a célula fina e leve. As barreiras de aerogel automotivas comerciais são projetadas para arquiteturas de bolsas e baterias prismáticas e podem combinar funções térmicas e mecânicas.^[1]

O aerogel é melhor que a mica para proteção contra calor da bateria?

Substituir a mica por aerogel em todos os lugares pode enfraquecer as funções de isolamento elétrico ou estrutural, enquanto o uso de mica em todos os lugares pode não fornecer o desempenho térmico desejado célula a célula por unidade de espessura.

Use aerogel quando a resistência térmica fina for a prioridade e mica quando o isolamento elétrico, a estabilidade dimensional e o desempenho da barreira em altas temperaturas dominarem. Em muitos pacotes de EV, a resposta da engenharia não é aerogel versus mica – é decidir a que lugar cada material pertence.

O aerogel é melhor do que a espuma de silicone?

Confundir barreiras térmicas com almofadas de compressão pode causar suporte celular deficiente ou proteção térmica inadequada.

O aerogel é geralmente selecionado principalmente para desempenho de barreira térmica, enquanto a espuma de silicone é amplamente utilizada para compressão, amortecimento, gerenciamento de lacunas e vedação. Produtos especializados podem combinar múltiplas funções, portanto a comparação final deve usar dados reais do material e condições da bateria.

A proteção contra fuga térmica também requer validação em nível de sistema. A triagem de material UL 2596 considera efeitos térmicos e mecânicos graves associados à fuga térmica da bateria, em vez de depender apenas de uma classificação de temperatura normal.^[2]

Não tem certeza se deve usar aerogel, mica ou espuma de silicone?

Envie à Fuqiang o desenho da bateria EV, formato da célula, lacuna disponível, requisitos de temperatura e condições de montagem. Podemos ajudar a revisar onde o aerogel, a mica e a espuma de silicone devem ser posicionados e preparar amostras personalizadas para avaliação.

Perguntas frequentes

Qual material é o melhor isolante térmico?

Não existe um melhor material universal. Para barreiras célula a célula de baterias EV, onde baixa espessura e alta resistência térmica são críticas, o aerogel é um forte candidato.

O aerogel é melhor do que o isolamento de fibra de vidro?

O aerogel pode fornecer alta resistência térmica em espessuras muito menores em aplicações especializadas, mas o custo, a construção mecânica e os requisitos de aplicação são diferentes.

Qual é o melhor isolamento entre as células da bateria EV?

Barreiras térmicas de aerogel são cada vez mais utilizadas entre bolsas e células prismáticas, mas o material e a espessura corretos devem ser validados em relação ao design específico da célula e da embalagem.

A mica impede a fuga térmica da bateria EV?

A mica não interrompe o processo de fuga térmica eletroquímica dentro de uma célula com falha. Ele pode servir como uma barreira elétrica e de alta temperatura que ajuda a gerenciar a exposição ao calor e às chamas no sistema circundante.

O aerogel e a mica podem ser usados ​​juntos?

Sim. Uma bateria pode usar aerogel para resistência térmica célula a célula e mica em locais que exigem isolamento elétrico adicional ou desempenho de barreira contra altas temperaturas.

Qual isolamento é usado em baterias EV de 800 V?

As baterias de 800 V podem usar diversas tecnologias de isolamento, incluindo aerogel, mica, filmes, espumas e polímeros projetados. A seleção do material depende dos requisitos térmicos e elétricos de alta tensão.

Perspectiva de engenharia de chicotes de fios automotivos de 15 anos

Depois de 15 anos trabalhando com sistemas elétricos automotivos e componentes de veículos elétricos, raramente recomendo pedir o “melhor material de isolamento” sem primeiro definir sua localização. Aerogel, mica e espuma de silicone resolvem diversos problemas dentro da bateria. Um bom design de EV coloca cada material onde suas propriedades criam mais valor.

Referências autorizadas

[1] Aspen Aerogels — Barreiras Térmicas para Baterias EV

[2] Soluções UL — Triagem de material de gabinete de bateria EV