Ako chráni vlastný silikagélový nano tepelný izolačný panel batériu EV?

Bez účinnej tepelnej bariéry sa teplo z jedného poškodeného článku batérie môže šíriť smerom k susedným článkom, káblovým zväzkom, prípojniciam, snímačom a krytu batérie, čím sa zvyšuje riziko šírenia tepla a zlyhania na úrovni batérie.

Praktickým riešením je inštalácia špeciálneho kremičitého nano tepelnoizolačného panelu v kritických oblastiach ochrany medzi bunkami, modulmi a modulmi. Jeho nanoporézna štruktúra oxidu kremičitého obmedzuje prenos tepla pri zachovaní tenkej a ľahkej konštrukcie vhodnej pre batérie EV s obmedzeným priestorom.

Inžinieri hodnotia prispôsobenú aerogélovú tepelnú bariéru. Zdroj obrázka: Aspen aerogély .^[1]

Prečo potrebuje súprava batérií EV kremičitú nano tepelnú bariéru?

Bežná penová alebo plastová fólia sa môže zmrštiť, roztaviť alebo stratiť izolačný výkon, keď je vystavená intenzívnemu teplu článkov, čo umožňuje tepelnej energii dosiahnuť blízke články a vysokonapäťové komponenty.

Silikónový nano tepelnoizolačný panel spomaľuje vodivý prenos tepla a vytvára dodatočný čas na reakciu systémov monitorovania, vetrania a ochrany batérie. Bariéry na báze aerogélu môžu kombinovať tepelný odpor s nízkou hrúbkou a nízkou hmotnosťou, vďaka čomu sú vhodné pre kompaktné puzdrové a prizmatické batériové moduly.^[1]

S panelom by sa malo zaobchádzať ako s jednou vrstvou kompletnej stratégie tepelného úniku, nie ako so samostatnou zárukou požiaru. Bezpečnosť balenia musí zahŕňať aj výber článkov, senzory, vetracie cesty, štrukturálne bariéry, riadenie chladenia, poistky a ochranu batérie.

Ako by mal byť navrhnutý vlastný kremičitý nano panel?

Nesprávne dimenzovaný panel môže nerovnomerne stláčať články batérie, blokovať vetracie cesty, zasahovať do prípojníc alebo privrieť káblový zväzok vysokého napätia.

Správnym riešením je prispôsobiť panel podľa chémie článku, veľkosti medzery, stláčacej sily, cieľa tepelného toku, požiadaviek na dielektrikum a geometrie batérie. Aspen Aerogels poznamenáva, že skonštruované bunkové bariéry môžu byť optimalizované pre tepelnú vodivosť, hrúbku a odozvu na kompresiu.^[1]

Celý panel môže používať aerogél oxidu kremičitého, mikroporézny oxid kremičitý, vystužené vlákna, ochranné filmy, nátery alebo lepidlo citlivé na tlak. Presná konštrukcia musí byť overená, pretože obklad a lepidlo môžu zlyhať skôr, než izolačné jadro z oxidu kremičitého.

Ktoré testy by mali potvrdiť tepelnú a požiarnu ochranu?

Samotná laboratórna hodnota tepelnej vodivosti nemôže dokázať, že panel prežije vetranie článkov, plameň, horúce častice, vibrácie, vlhkosť a dlhodobú kompresiu vo vnútri skutočnej batérie.

Správnym riešením je otestovať hotový panel na úrovni materiálu, bunky, modulu a balenia. UL Solutions vyhodnocuje šírenie tepla rozdrvením, zahrievaním, prienikom klincov, prebitím, skratom a vystavením plameňu, vrátane účinnosti izolačných bariér na úrovni modulu a balenia.^[2]

Odporúčaná validácia zahŕňa tepelnú odolnosť pri stlačení, vystavenie plameňu, dielektrickú pevnosť, vibrácie, mechanické otrasy, vlhkosť, rozmerovú stabilitu, uvoľňovanie častíc a starnutie lepidla. Použiteľné programy môžu zahŕňať UL 2580, SAE J2464, ISO 6469-1 a predpis OSN č. 100 v závislosti od vozidla a cieľového trhu.^[2][3][4]

Potrebujete vlastnú vzorku tepelnoizolačného panelu batérie EV?

Pošlite typ bunky, dostupnú medzeru, hrúbku panelu, rozsah kompresie, maximálnu teplotu, dielektrickú požiadavku, výkres a ročnú požiadavku na vyhodnotenie prototypu.

FAQ

Čo je to kremičitý nano tepelnoizolačný panel?

Ide o tenkú izolačnú zložku využívajúcu nanoporézny oxid kremičitý alebo aerogél oxidu kremičitého na zníženie prenosu tepla vo vnútri batériového modulu alebo balenia.

Dokáže kremičitý nano panel zastaviť tepelný únik?

Môže spomaliť šírenie tepla, ale nemôže zaručiť úplnú ochranu bez overeného vetrania, chladenia, snímania a požiarnych bariér na úrovni balenia.

Kde je panel nainštalovaný v batérii EV?

Bežné miesta sú medzi článkami, medzi modulmi, pod krytom balenia a okolo chránených vysokoteplotných zón.

Môže panel chrániť vysokonapäťové káblové zväzky?

áno. Správne umiestnený panel môže znížiť vystavenie sálavému a vodivému teplu, ale nesmie stláčať káble ani blokovať prístup ku konektorom.

15-ročný prehľad automobilových káblových zväzkov a batérií

Na základe 15-ročných skúseností s káblovými zväzkami v automobiloch odporúčam skontrolovať tepelný panel spolu s článkami, prípojnicami, snímačmi, konektormi a vedením vysokonapäťových káblov. Najlepší izolačný panel nie je len ten najhrubší; je to prispôsobená bariéra, ktorá reguluje teplo bez vytvárania rizík kompresie, vetrania alebo káblového zväzku.

Autoritatívne referencie

[1] Aspen Aerogels — PyroThin EV Battery Thermal Runaway Barriers

[2] Riešenia UL — Požiar batérie EV, šírenie tepla a testovanie výkonu

[3] ISO — ISO 6469-1 Elektricky poháňané cestné vozidlo RESS Bezpečnosť

[4] EHK OSN – Predpis OSN č. 100 o bezpečnosti elektrickej hnacej sústavy a REESS