Cilat janë jastëkët izolues të baterive EV Airgel? Udhëzues për Barrierën Termike

Nëse qelizat e baterisë EV janë të paketuara fort pa barrierën e duhur termike, një qelizë e mbinxehjes mund të transferojë nxehtësinë në qelizat fqinje, të shkaktojë përhapjen termike, të dëmtojë paketën e baterisë dhe të krijojë një rrezik serioz për sigurinë nga zjarri.

Zgjidhja më efektive është vendosja e jastëkëve të izolimit të aeroxhelit të baterisë EV midis qelizave, moduleve, zonave të zbarrës ose pikave të nxehta të nivelit të paketimit për të ngadalësuar transferimin e nxehtësisë, për të thithur stresin e ngjeshjes dhe për të ndihmuar në kontrollin e përhapjes së largimit termik.

Mbështesat izoluese të baterive EV-ajrogel janë materiale mbrojtëse termike ultra të lehta të përdorura brenda paketave të baterive litium-jon. Ato janë veçanërisht të vlefshme në paketat EV me densitet të lartë ku çdo milimetër ndikon në densitetin e energjisë, sigurinë dhe besueshmërinë e montimit.

Burimi i imazhit: Burimi inxhinierik i pengesës termike të Aspen Aerogels PyroThin.^[1]

Çfarë është një jastëk izolues i baterisë EV-Airgel?

Nëse termi 'jastëk aerogel' trajtohet si izolim i zakonshëm me shkumë ose sfungjer, paketa e baterisë mund të humbasë mbrojtjen kritike ndaj transferimit të nxehtësisë, ndryshimit të kompresimit dhe përhapjes së largimit termik.

Përgjigja e saktë është se një jastëk izolues i baterisë EV me aerogel është një pengesë termike e hollë dhe e lehtë e bërë nga materiali me bazë aerogeli dhe i projektuar për mbrojtjen e qelizave, modulit ose paketës litium-jon.

Aspen Aerogels e përshkruan PyroThin si një izolim ultra të hollë, të lehtë dhe pengesë zjarri, e krijuar për të zbutur largimin termik në nivelet qelizë në qelizë, modul dhe pengesë.^[1] Në dizajnin praktik të baterive, këto jastëkë vendosen aty ku nxehtësia duhet të vonohet, bllokohet ose ridrejtohet.

Pse përdoren pads Airgel në paketat e baterive EV?

Nëse një paketë baterie me energji të lartë mbështetet vetëm në ftohjen e lëngshme dhe monitorimin e BMS, ajo mund të zbulojë një defekt, por gjithsesi nuk mund të ngadalësojë fizikisht transferimin e nxehtësisë pasi një qelizë hyn në arratisje termike.

Zgjidhja më e mirë është kombinimi i menaxhimit termik aktiv me jastëkët izolues pasiv të aerogelit, kështu që paketa ka si kontroll monitorimi ashtu edhe rezistencë ndaj përhapjes fizike.

Ikja termike nuk është vetëm problem i temperaturës; është një problem me reaksion zinxhir. Një jastëk i mirë airgel i jep paketës së baterisë më shumë kohë duke reduktuar përcjelljen e nxehtësisë nga qeliza iniciuese në qelizat e afërta.

Gabim: supozimi se pllaka ftohëse e vetme mund të ndalojë çdo ngjarje termike. E saktë: duke përdorur së bashku ftohjen, ventilimin, sensorët, logjikën BMS dhe barrierat e aerogelit.

Si e ndalojnë transferimin e nxehtësisë jastëkët izolues Airgel?

Nëse nxehtësia lëviz shumë shpejt nëpër pirgun e baterisë, qelizat ngjitur mund të arrijnë temperatura të rrezikshme përpara se BMS, pllaka ftohëse ose rruga e ventilimit të mund të kontrollojnë ngjarjen.

Zgjidhja e drejtpërdrejtë është përdorimi i strukturës nano-poroze të aerogelit për të kufizuar lëvizjen e gazit dhe për të reduktuar transferimin e nxehtësisë përcjellëse përmes shtresës izoluese.

NASA shpjegon se aerogelët janë jashtëzakonisht porozë, me densitet shumë të ulët dhe shumë efektivë në parandalimin e transferimit të nxehtësisë, sepse poret e tyre janë në intervalin nanometër.^[2] Kjo e bën airgel të vlefshëm aty ku izolimi i hollë duhet të funksionojë më mirë se shkuma e zakonshme polimer.

Burimi i imazhit: Hulumtimi i materialit izolues të NASA-s për aerogel.^[2]

Çfarë do të thotë 'Seria' në seritë EV Battery-Pads izoluese Aerogel?

Nëse 'seri' keqkuptohet si një komponent elektrik i veçantë, blloku i gabuar mund të zgjidhet për vendin e gabuar brenda paketës së baterisë.

Interpretimi i saktë është se 'Fletët izoluese të baterive të serisë EV-aerogel' zakonisht i referohen jastëkëve të aerogelit të përdorur në një sistem baterie ose moduli të lidhur me seri, jo një jastëk që përcjell rrymë serie.

Paketat EV përmbajnë qeliza të lidhura në seri dhe paralele për të arritur tensionin dhe kapacitetin e synuar. Pads Airgel janë zakonisht pjesë termike dhe mekanike që nuk mbartin rrymë të vendosura pranë shtegut të serisë së qelizave, pirgut të moduleve ose strukturës së pengesës së paketës.

Si ndryshojnë pads Airgel nga mika, shkuma ose fibra qeramike?

Nëse një bateri EV zgjidhet vetëm sipas çmimit ose trashësisë, paketa mund të humbasë ekuilibrin midis bllokimit të nxehtësisë, rikuperimit të kompresimit, forcës dielektrike, peshës dhe tolerancës së montimit.

Zgjidhja më e mirë është të krahasoni aerogelin, mikën, shkumën dhe fibrën qeramike sipas mënyrës aktuale të dështimit: largimi termik, ënjtja e qelizave, dridhja, izolimi elektrik, ekspozimi ndaj flakës ose objektivi i kostos.

Airgel zakonisht zgjidhet kur paketa ka nevojë për izolim të fortë në një formë të hollë dhe të lehtë. Mika është e fortë për performancën dielektrike dhe penguese ndaj flakës, shkuma është e dobishme për thithjen e ngjeshjes dhe tolerancës, dhe fibra qeramike përdoret aty ku ka rëndësi rezistenca ekstreme ndaj nxehtësisë.

Ku janë instaluar pads Airgel në një modul baterie EV?

Nëse jastëkët e aerogelit vendosen në mënyrë të rastësishme pa marrë parasysh rrjedhën e nxehtësisë, drejtimin e ventilimit, ngarkesën e ngjeshjes dhe drejtimin e parzmores, paketa mund të pësojë ende përhapje termike ose ndërhyrje mekanike.

Zgjidhja e saktë është vendosja e jastëkëve të aerogelit sipas rrugës së përhapjes termike, kimikateve të qelizave, presionit të pirgut të moduleve, vendndodhjes së pllakës ftohëse dhe hapësirës së parzmores me tension të lartë.

Për qeset dhe qelizat prizmatike, jastëkët zakonisht vendosen midis faqeve të mëdha të qelizave. Për qelizat cilindrike, aeroxheli mund të përdoret si çarçafë, mëngë, barriera modulesh ose shtresa izolimi në nivel paketimi, në varësi të arkitekturës.

Për projektet OEM ose me bateri, dërgoni formatin e qelizës, kiminë, presionin e stivës, vizatimin e modulit, shtegun e ventilimit dhe kërkesën e testit termik përpara zgjedhjes përfundimtare të bllokut. Një prerje e vogël e mostrës mund të zbulojë rrezikun e përshtatjes, ngjeshjes dhe montimit përpara veglave.

Si funksionojnë pads Airgel me sistemet e parzmores së telave të automobilave?

Nëse parzmore e tensionit të lartë, parzmore sensor ose izolimi i zbarrës drejtohet shumë afër një rruge të përhapjes termike, izolimi mund të degradojë, terminalet mund të lirohen dhe sinjalet diagnostikuese mund të dështojnë gjatë një ngjarje defekti.

Zgjidhja më e mirë është të dizajnoni jastëkë izolues me aerogel së bashku me instalimet elektrike HV, linjat e sensorëve të tensionit, sensorët e temperaturës, mbulesat e shiritave dhe strategjinë e mbylljes së paketave.

Siguria e baterisë nuk është vetëm kimi e qelizave. Është një dizajn i plotë i sistemit që përfshin barrierat e qelizave, drejtimin e parzmoreve të tensionit të lartë, kanalet e ventilimit, vendosjen e sensorëve, tokëzimin, mbrojtjen dhe mbrojtjen e lidhësit.

Cilat të dhëna të performancës duhet të kontrollojnë blerësit?

Nëse një furnizues ofron vetëm trashësinë dhe çmimin, blerësi nuk mund të gjykojë nëse jastëku do t'i mbijetojë ngjeshjes, ekspozimit ndaj nxehtësisë, flakës, lagështisë, dridhjeve ose stresit të montimit.

Zgjidhja e saktë është të kërkoni një fletë të dhënash teknike, të dhëna për përçueshmërinë termike, kurbën e kompresimit, rezultatin e testit dielektrik, informacionin e rezistencës ndaj flakës, diapazonin e temperaturës së funksionimit dhe të dhënat e vjetërsimit.

Aspen Aerogels vë në dukje se platforma e saj e aerogelit mund të optimizohet për përcjellshmërinë termike, trashësinë dhe përgjigjen e kompresimit.^[1] Këto janë pikërisht parametrat që inxhinierët e baterive duhet të shqyrtojnë përpara se të zgjedhin një bllok.

Cilat standarde lidhen me jastëkët e ajrosjes së baterive EV?

Nëse jastëkët e aerogelit zgjidhen pa i lidhur ato me vërtetimin e sigurisë së baterisë, materiali mund të duket i shkëlqyeshëm në izolim, por nuk mund të mbështesë certifikimin e nivelit të paketimit ose testimin e abuzimit.

Zgjidhja e saktë është të lidhni përzgjedhjen e tastierës me testet e sigurisë së baterisë EV, të tilla si kërkesat termike, mekanike, elektrike, mjedisore dhe të testimit të abuzimit.

SwRI shpjegon se testimi UL 2580 vlerëson sigurinë e baterisë EV përgjatë testeve elektrike, mekanike, termike, mjedisore dhe të lidhura me sigurinë.^[3] SAE J2464 përshkruan testet e abuzimit që mund të përdoren për sistemet e ruajtjes së energjisë të rikarikueshme të automjeteve elektrike dhe hibride.^[4]

Gabim: pyetja nëse vetëm një bllok airgel 'kalon UL 2580' E saktë: testimi i montimit të plotë të baterisë sepse gjeometria e paketës, kimia e qelizave, ventilimi, instalimet elektrike dhe vendosja e barrierave ndikojnë të gjitha në rezultatin përfundimtar.

Si duhet të zgjidhni një jastëk Airgel për një projekt të baterive EV?

Nëse jastëku zgjidhet pasi struktura e paketës është tashmë e ngrirë, inxhinieri mund të detyrohet në trashësi të dobët, ngjeshje të keqe, ajrim të bllokuar ose hapësirë ​​të pasigurt parzmore.

Zgjidhja më e mirë është përfshirja e furnizuesit të jastëkut të airgelit dhe furnizuesit të parzmores së telit herët gjatë paraqitjes së modulit, rrugëtimit të tensionit të lartë dhe simulimit të përhapjes termike.

Një proces i mirë përzgjedhjeje fillon me formatin e qelizës, kiminë, densitetin e energjisë, trashësinë e paketës së synuar, forcën e kompresimit, pozicionin e pllakës ftohëse, drejtimin e ventilimit dhe objektivin e testit të sigurisë. Pajisja duhet të vërtetohet në pirgun e vërtetë të moduleve, jo vetëm në një kampion të sheshtë laboratori.

Për vlerësim të shpejtë, dërgoni madhësinë e qelizës, vizatimin e modulit, trashësinë e synuar, diapazonin e kompresimit, ngjarjen e temperaturës maksimale dhe vëllimin vjetor. Një kampion i vogël aeroxheli i prerë me prerje mund të ndihmojë në konfirmimin e përshtatjes përpara veglave të prodhimit masiv.

FAQ

Cilat janë jastëkët izolues të aeroxhelit të baterive EV?

Ato janë barriera të hollë termike me bazë aerogel që përdoren brenda paketave të baterive EV për të reduktuar transferimin e nxehtësisë, përhapjen e ngadaltë termike dhe për të mbështetur dizajnin e sigurisë së baterisë.

Pse përdoret airgel në bateritë EV?

Airgel përdoret sepse siguron izolim të fortë termik në një formë të lehtë dhe të hollë. Kjo i ndihmon inxhinierët e baterive të mbrojnë qelizat pa humbur shumë hapësirë ​​në paketë.

A ndalojnë jastëkët e xhelit të ajrit që largohen termike?

Pads Airgel nuk e pengojnë çdo qelizë të dështojë. Qëllimi i tyre është të ngadalësojnë ose ndihmojnë në ndalimin e përhapjes së nxehtësisë nga një qelizë e dështuar në qelizat e afërta, në varësi të dizajnit të plotë të paketës.

Ku vendosen jastëkët airgel në një paketë baterie?

Ato mund të vendosen midis qelizave, ndërmjet moduleve, afër shiritave, poshtë kapakut të paketave, pranë shtigjeve të ventilimit ose në zonat e barrierës në nivelin e paketës.

A janë pads airgel izolues elektrik?

Shumë jastëkë baterish airgel janë të dizajnuara me performancë izolimi elektrik, por forca e saktë dielektrike varet nga struktura e produktit dhe metoda e provës. Kontrolloni gjithmonë fletën e të dhënave të furnizuesit.

A janë pads airgel më të mirë se fletët mikë?

Ata zgjidhin probleme të ndryshme. Aeroxheli është i fortë për izolim të hollë termik, ndërsa mika është i fortë për performancën dielektrike dhe pengesën ndaj flakës. Shumë paketa EV mund të përdorin të dy materialet në shtresa të ndryshme.

A mund të zëvendësojnë jastëkët e ngjeshjes me airgel?

Ndonjëherë ato mund të mbështesin si funksionet termike ashtu edhe ato të kompresimit, por jo gjithmonë. Ënjtja e qelizave, presioni i stivës dhe sjellja e ngjeshjes afatgjatë duhet të vërtetohen.

Shënim eksperti

Mbështjellësit izolues të ajrosjes së baterive EV nuk janë thjesht fletë të buta të vendosura midis qelizave. Ato janë barriera termike kritike për sigurinë që duhet të punojnë me kiminë e qelizave, ventilimin, kompresimin, ftohjen, zbarrat, sensorët, lidhësit dhe drejtimin e parzmoreve të tensionit të lartë.

Pas 15 vitesh pune me parzmoret e telave të automobilave, montimet e kabllove të baterive EV, ndërlidhjet e tensionit të lartë dhe sistemet me porosi të energjisë së automjeteve, rregulli im në terren është i thjeshtë: siguria e baterisë nuk krijohet kurrë vetëm nga një material; ajo krijohet nga mënyra se si çdo material, tel, lidhës dhe rrugë e nxehtësisë funksionojnë së bashku. Nëse projekti juaj i baterisë EV ka nevojë për jastëkë izolimi me aerogel, mbrojtje të parzmores së HV, izolim të zbarrës ose rishikim të barrierës termike në fazën e mostrës, dërgoni strukturën e qelisë, klasën e tensionit, rrugën e rrugëtimit dhe objektivin e vlefshmërisë përpara prodhimit. Një mostër e vogël dhe një rishikim i hershëm inxhinierik mund të parandalojë një dështim shumë më të madh të nivelit të paketës më vonë.

Referencat

1. Aspen Aerogels, 'PyroThin Termal Runaway Barrier për EV.' Aspen Aerogels PyroThin

2. NASA, 'Aerogelët: më të hollë, më të lehtë, më të fortë.' Hulumtimi i NASA Airgel

3. Instituti i Kërkimeve Jugperëndimore, 'Testimi standard i baterisë UL 2580.' Testimi i baterisë SwRI UL 2580

4. SAE International, 'SAE J2464 Electric and Hybrid Electric Vehicle Recargeable Vehicle Storage Energy System Safety and Abuse Testing.' SAE J2464

5. Aspen Aerogels, 'Zbutja termike e arratisjes për automjetet elektrike.' Barrierat termike të baterisë Aspen Aerogels

6. Spinoff i NASA-s, 'Aerogelët izolojnë misionet dhe produktet e konsumit.' Aplikacionet e NASA-s Spinoff Airgel