Cum protejează cauciucul siliconic ceramic bateriile EV de evadarea termică?         

Izolația polimerică obișnuită poate pierde integritatea mecanică în timpul evacuării termice severe a bateriei, expunând potențial celulele adiacente, barele colectoare sau componentele carcasei la căldură și flacără.

Siliconul ceramic abordează această problemă transformându-se sub căldură puternică într-un reziduu protector mai asemănător ceramicii. Înainte de un eveniment termic, poate oferi flexibilitatea și procesabilitatea asociate siliconului; sub căldură intensă, materialul este formulat pentru a forma o structură anorganică protectoare care ajută la menținerea unei bariere.

Acest lucru face ca cauciucul siliconic ceramic și banda siliconică ceramică să fie deosebit de interesante pentru protecția împotriva incendiilor bateriilor EV, unde sunt necesare flexibilitate în timpul asamblarii și reținerea barierei în timpul căldurii extreme.

Ce se întâmplă când siliconul ceramic este expus la foc?

Dacă un strat de izolație pur și simplu arde sau își pierde integritatea, căldura și flacăra pot obține o cale mai directă către componentele bateriei învecinate.

Siliconul ceramic este formulat pentru a crea un strat protector asemănător ceramicii atunci când este expus la căldură suficient de puternică. WACKER a descris dezvoltarea protecției la incendiu a bateriei folosind amestecuri de cauciuc siliconic aplicate în interiorul carcasei bateriilor care se cedează atunci când sunt expuse la căldură.^[1]

Distincția importantă este că ceramificarea nu este aceeași cu ignifugerea obișnuită. Un polimer ignifug este conceput pentru a limita comportamentul de ardere; un sistem ceramic este proiectat suplimentar pentru a forma un reziduu protector mai coerent în timpul expunerii termice extreme.

Unde poate fi folosit cauciucul siliconic ceramic într-o baterie EV?

Folosirea siliconului ceramifiabil doar ca folie generică poate risipi capacitatea acestuia de a rezolva diferite probleme mecanice și termice din jurul pachetului.

Potriviți formatul materialului cu locația. Aplicațiile potențiale includ plăcuțe de la celulă la celulă, limitele modulelor, protecția capacului pachetului, etanșările compartimentelor de incendiu și izolarea în jurul componentelor electrice selectate.

Saint-Gobain listează produse din cauciuc siliconic ceramifiabil și burete pentru aplicații termice, inclusiv tampoane TRP celulă la celulă, protecție a capacului superior și etanșare a compartimentului de incendiu.^[2]

Banda de silicon ceramică poate fi, de asemenea, utilă acolo unde este necesar un format de izolație conformabil, dar banda, foaia, buretele și siliconul turnat nu trebuie presupus că au un comportament identic la foc.

Poate siliconul ceramic să oprească propagarea fugă termică?

Numirea oricărui silicon rezistent la foc drept „soluție de evadare termică” completă poate crea un decalaj periculos între testarea materialelor și performanța la nivel de pachet.

Tratează siliconul ceramic ca un element într-o strategie de propagare la nivel de sistem. Locația barierei, grosimea, direcția ventilației, distanța dintre celule, structurile de răcire și designul carcasei contează în continuare.

Evacuarea termică poate expune materialele la temperaturi ridicate, presiune, flacără și particule ejectate. Prin urmare, UL Solutions evaluează materialele carcasei bateriilor sub solicitări termice și mecanice combinate, mai degrabă decât să se bazeze doar pe un rating convențional de inflamabilitate.^[3]

Ce ar trebui să verifice inginerii înainte de a alege siliconul ceramic?

Alegerea unui material deoarece fișa sa de date scrie „formare ceramică” nu dovedește că va supraviețui scenariului real de defecțiune al bateriei.

Verificați materialul finit la grosimea și condiția de compresie necesare. Verificați proprietățile dielectrice, comportamentul la compresie, aderența, dacă este cazul, expunerea termică, integritatea reziduurilor ceramice și compatibilitatea cu componentele bateriei din jur.

Aveți nevoie de o piesă de izolație personalizată pentru baterie ceramică?

Trimiteți lui Fuqiang desenul bateriei dvs., grosimea materialului, locația celulei sau modulului, cerințele de compresie și geometria tăiată. Echipa noastră de ingineri poate examina opțiunile de format de foaie, pad sau bandă și poate pregăti mostre pentru validare.

FAQ

Ce este cauciucul siliconic ceramic?

Este un material pe bază de silicon, formulat pentru a dezvolta o structură de protecție asemănătoare ceramicii atunci când este expus la căldură sau foc puternic.

Ceramizarea siliconului este la fel cu siliconul ignifug?

Nu. Ignifugarea descrie comportamentul de ardere, în timp ce ceramificarea descrie capacitatea materialului de a forma un reziduu protector asemănător ceramicii în cazul unei expuneri termice severe.

Unde se folosește siliconul ceramificabil în bateriile EV?

Aplicațiile pot include bariere pentru celule, izolarea modulelor, protecția capacului pachetului, etanșarea compartimentelor de incendiu și alte zone care necesită izolație flexibilă înainte de un eveniment termic și reținere îmbunătățită a barierei în timpul expunerii la căldură.

Pentru ce se folosește banda de silicon ceramifiabilă?

Poate oferi izolație electrică sau termică conformabilă, rezistentă la foc, în jurul geometriilor în care formatul de bandă flexibilă este mai practic decât o foaie rigidă.

Cauciucul siliconic ceramic împiedică o celulă a bateriei să intre în fugă termică?

Nu. Nu previne defectarea electrochimică a celulei inițiatoare. Scopul său este de a ajuta la gestionarea expunerii la căldură și foc și de a reduce riscul de propagare atunci când este integrat într-un sistem de baterii proiectat corespunzător.

O perspectivă de 15 ani a cablajului auto și a izolației bateriei

După 15 ani de lucru cu sistemele de izolație electrică și cablaj pentru automobile, consider siliconul ceramifiabil ca fiind valoros, deoarece poate servi unui scop în timpul funcționării normale și altul în timpul căldurii extreme. Cheia este validarea piesei finite reale, mai degrabă decât să se bazeze pe cuvintele „formare ceramică” dintr-o descriere a materialului.

Referințe autorizate

[1] WACKER — Materiale din silicon și protecția împotriva incendiilor bateriei de ceramică

[2] Saint-Gobain — Protecție împotriva incendiilor bateriei EV din silicon ceramic

[3] Soluții UL — Ecranarea materialului carcasei bateriei conform UL 2596