Kam naj bodo toplotne ovire nameščene znotraj EV baterijskega paketa?

Uporaba odlične izolacije na napačni lokaciji lahko še vedno omogoči, da toplota, plamen ali izpušni plini obidejo oviro in se širijo skozi baterijski paket.

Izolacijo baterije je treba namestiti glede na pričakovano pot širjenja. Pregrade med celicami ciljajo na najbližjo sosednjo celico, pregrade med moduli ustvarjajo drugo raven ločevanja, medtem ko materiali na ravni paketa ščitijo pokrove, ohišja in občutljiva električna območja.

Trdna strategija za preprečevanje širjenja toplote torej uporablja lokacijo materiala enako previdno kot učinkovitost materiala. Cilj ni napolniti baterije z izolacijo, temveč prekiniti najpomembnejše toplotne in električne poti.

Kje naj bodo nameščene pregrade od celice do celice?

Če imajo sosednje celice neposredno toplotno pot, lahko ena okvarjena celica hitro prenese energijo v sosednjo.

Postavite ovire med celicami na vmesnikih, kjer lahko sosednje celice izmenjujejo najbolj škodljivo toploto. Pri prizmatični in vrečkasti arhitekturi se bo pregrada morda morala prilagoditi tudi nabrekanju in stiskanju celic skozi celotno življenjsko dobo baterije.

Aspen Aerogels opisuje svoje izdelke PyroThin posebej kot toplotne pregrade med celicami za vrečke in prizmatične baterije, ki združujejo toplotno zaščito z mehanskim obnašanjem pri stiskanju baterije.^[1]

Kam naj gredo ovire med moduli?

Prekinitev neposrednega prevajanja med celicami ne zagotavlja, da toplotni dogodek ne more doseči drugega modula skozi strukturne dele, izpušne pline ali plamene.

Uporabite ločevanje na ravni modula, da prekinete naslednjo pot širjenja. Geometrija pregrade mora upoštevati stene modula, vrzeli, strukturne vmesnike in verjetno smer prezračevanja, namesto da preprosto položite ploščo med dve ohišji modulov.

Saint-Gobain identificira toplotno odporne blazinice tako za blaženje celic kot za lokacije med moduli, kar ponazarja, kako se strategija pregrad lahko razširi prek posameznih celic.^[2]

Ali pokrov baterije potrebuje toplotno izolacijo?

Pregradna strategija, osredotočena le med celicami, lahko pusti pokrov embalaže izpostavljen plamenom curka, vročim plinom in izvrženim delcem.

Pokrov embalaže in ohišje ocenite kot ločeni zaščitni coni pred toplotnim uhajanjem. UL Solutions ugotavlja, da lahko toplotni odtok baterije povzroči curku podoben plamen, tlak in delce, ki lahko razjedajo zaščitni material ohišja.^[3]

Zato izolacije od celice do celice in zaščite ohišja ne bi smeli obravnavati kot zamenljivi. Toplotna in mehanska izpostavljenost sta lahko zelo različni.

Kako naj se inženirji odločijo za postavitev pregrade?

Dodajanje izolacije povsod lahko poveča težo, stroške in stiskanje brez nadzora prevladujočega mehanizma širjenja.

Preslikajte termični dogodek, preden definirate izsekane dele. Identificirajte začetno celico, sosednje celice, smer zračnikov, meje modulov, zbiralke, hladilne strukture, pokrov paketa in potencialne poti plamena ali plina.

Debelino pregrade in material je mogoče nato optimizirati za vsako lokacijo, namesto da bi morali eno izolacijsko ploščo opravljati vsako funkcijo.

Potrebujete pomoč pri spreminjanju postavitve baterije v izrezljane izolacijske dele?

Pošljite Fuqiangu svojo razporeditev celic, risbo modula, razpoložljive vrzeli, smer zračnikov in zahteve glede izolacije. Naša inženirska ekipa lahko pregleda lokacije pregrad od celice do celice, na ravni modula in na ravni paketa ter pripravi vzorce za validacijo.

pogosta vprašanja

Kam naj gre izolacija med baterijskimi celicami?

Nameščen mora biti na vmesnikih celic, kjer lahko zmanjša prenos toplote na sosednje celice, hkrati pa se prilagodi zahtevanemu stiskanju in gibanju celic.

Kaj je toplotna pregrada med celicami?

To je material, nameščen med sosednjimi celicami, da zmanjša prenos toplote in prepreči, da bi toplotni dogodek v eni celici sprožil naslednjo.

Kaj je pregrada med moduli?

Gre za toplotno ali protipožarno zaščito, nameščeno med baterijskimi moduli, ki pomaga omejiti širjenje preko prizadetega modula.

Ali naj izolacija baterije EV pokriva celoten paket?

Ni nujno. Namestitev pregrade mora slediti toplotnim, plamenskim, električnim in prezračevalnim tveganjem. Dodajanje materiala, kjer zagotavlja malo zaščite, lahko po nepotrebnem poveča maso in stroške.

Je izolacija od celice do celice dovolj za zaustavitev širjenja toplote?

Ne vedno. Zasnova paketa mora upoštevati tudi odvodne pline, plamene, strukturno prevodnost, meje modulov in zaščito ohišja.

15-letna perspektiva avtomobilskih žičnih snopov in električnih baterij

Po 15 letih dela z avtomobilskimi električnimi sistemi se izolacije akumulatorja lotevam podobno kot zaščita kabelskega snopa: zaščito postavite tja, kjer energija okvare dejansko potuje. Pravilna namestitev je lahko enako pomembna kot toplotna prevodnost ali temperaturna zmogljivost, natisnjena na podatkovnem listu materiala.

Verodostojne reference

[1] Aspen Aerogeli – toplotne pregrade med celicami za EV baterije

[2] Saint-Gobain — TRP serije Cell and Module Thermal Runaway Pads

[3] Rešitve UL – Ocena toplotnega odtekanja ohišja baterije