Cila pengesë termike e arratisur është më e mira për bateritë EV: mikë, aerogel ose përbërje qeramike? 

Zgjedhja e një pengese termike të baterisë EV vetëm nga temperatura maksimale mund ta lërë paketën vulnerabël ndaj përhapjes nga qeliza në qelizë, avionëve të flakës, erozionit të grimcave ose dështimit elektrik.

Materiali i saktë varet nga vendi ku është instaluar barriera dhe çfarë duhet të bëjë si gjatë funksionimit normal të baterisë ashtu edhe gjatë një ngjarjeje termike. Aeroxheli është veçanërisht tërheqës për rezistencën e hollë termike qelizë në qelizë, mika siguron izolim të fortë elektrik dhe me temperaturë të lartë, ndërsa materialet kompozite qeramike mund të ofrojnë mbrojtje të fortë ndaj zjarrit dhe termike në aplikimet në nivel modul dhe paketë.

Prandaj, nuk ka asnjë fitues universal në krahasimin airgel dhe mikë . Një inxhinier baterie fillimisht duhet të përcaktojë ekspozimin termik, trashësinë, kompresimin, kërkesat për dielektrikë dhe vendndodhjen e instalimit përpara se të zgjedhë materialin.

Si ndryshojnë barrierat e përbërjes mikë, aerogel dhe qeramike?

Zëvendësimi i një materiali me një tjetër vetëm me përçueshmëri termike mund të zgjidhë një problem ndërsa krijon një problem paketimi, kompresimi ose izolimi elektrik.

Krahasoni materialet sipas funksionit dhe jo sipas emrit të materialit. Airgel mund të sigurojë rezistencë të lartë termike në një hapësirë ​​të hollë qelizë në qelizë; mika është gjerësisht e përshtatshme për izolimin elektrik dhe barrierat rezistente ndaj zjarrit; Kompozitat me bazë qeramike bëhen tërheqëse aty ku kanë rëndësi ekspozimi i rëndë termik dhe performanca e pengesave strukturore.

Kur është Airgel më i mirë se Mica midis qelizave të baterisë?

Përdorimi i një pengese që përcjell shumë nxehtësi nëpër një hendek të ngushtë qelize mund të lejojë që një qelizë e dështuar të ngrohë fqinjin e saj mjaft shpejt për të kontribuar në përhapjen.

Aeroxheli bëhet veçanërisht interesant aty ku rezistenca e lartë termike duhet të përshtatet në një hapësirë ​​të hollë qelizë në qelizë. Barrierat komerciale të aeroxhelit EV mund të projektohen gjithashtu rreth sjelljes së ngjeshjes, në mënyrë që jastëku të funksionojë gjatë ënjtjes normale të qelizave, si dhe gjatë një ngjarjeje termike jonormale.^[1]

Aspen Aerogels ka raportuar një shembull mini-moduli duke përdorur dy qeliza prizmatike 62 Ah me një pengesë PyroThin 2.35 mm me tendosje afërsisht 50%. Qeliza ngjitur nuk hyri në arrati termike në atë test specifik, megjithëse Aspen vëren në mënyrë eksplicite se konfigurimi izoloi disa rrugë dytësore të përhapjes që gjenden në një paketë të plotë.^[2]

Ky rezultat nuk duhet të shndërrohet në një 'rregull 2,35 mm airgel' universal. Kimia e qelizave, energjia, hapësira, ngjeshja dhe mekanizmat e përhapjes ndryshojnë nga dizajni i baterisë.

Kur janë zgjedhjet më të mira mika dhe përbërjet qeramike?

Përdorimi i një materiali të butë me ngjeshje të qelizave kudo mund të lërë zbarrat, kufijtë e moduleve ose kapakët e paketimit pa pengesën elektrike ose strukturore që ata kërkojnë.

Përdorni materiale të përbërë mikë ose qeramike ku dizajni ka nevojë për izolim elektrik me temperaturë të lartë, rezistencë ndaj zjarrit ose një pengesë më të qëndrueshme strukturore. Mika mund të jetë veçanërisht e dobishme rreth përçuesve HV, zbarrave, strukturave të moduleve dhe izolimit në nivel paketimi.

Kompozitat e silikonit të ceramifikueshëm ofrojnë një rrugë tjetër. Saint-Gobain, për shembull, liston produktet e silikonit të çeramifikueshëm për jastëkët e largimit termik nga qeliza në qelizë dhe mbrojtjen e paketave, duke demonstruar se një sistem formues qeramike mund të kombinojë fleksibilitetin gjatë montimit me një pengesë mbrojtëse gjatë ekspozimit të fortë ndaj nxehtësisë.^[3]

Si duhet të zgjidhni një pengesë termike të arratisur?

Blerja e materialit me pretendimin më mbresëlënës të temperaturës nuk provon se paketa e baterisë do t'i rezistojë përhapjes termike.

Përcaktoni ekspozimin aktual të dështimit dhe vërtetoni ndërtimin e përfunduar. Merrni parasysh kiminë e qelizave, vendndodhjen e pengesës, trashësinë e disponueshme, ngjeshjen, performancën dielektrike, ekspozimin ndaj flakës, ndikimin e grimcave dhe materialet ngjitur.

UL Solutions vëren se një ngjarje e largimit termik mund të përfshijë temperaturë të lartë, presion, flakë të ngjashme me avionët dhe grimca të nxjerra që mund të gërryejnë materialet mbrojtëse. Testimi UL 2596 u zhvillua për të kontrolluar performancën e materialit ndaj këtyre rreziqeve të kombinuara.^[4]

Krahasimi i barrierave të baterive mikë, aerogel dhe qeramike?

Dërgoni Fuqiang formatin tuaj të celularit, vendndodhjen e pengesës, trashësinë e disponueshme, kërkesën për kompresim dhe objektivin e mbrojtjes termike. Ekipi ynë inxhinierik mund të shqyrtojë opsionet e materialeve të prera dhe të përgatisë mostra prototipi për vërtetimin e paketës së baterisë.

FAQ

A është airgel më i mirë se mika për bateritë EV?

Jo universalisht. Aeroxheli është veçanërisht i dobishëm për barrierat e holla termike nga qeliza në qelizë, ndërsa mika mund të jetë e dobishme kur izolimi elektrik, stabiliteti strukturor dhe mbrojtja nga temperaturat e larta janë prioritete.

Cila është një alternativë e fletës mikë për izolimin e baterisë?

Në varësi të aplikimit, alternativat mund të përfshijnë barriera me aerogel, përbërje silikoni të qeramikës dhe sisteme të tjera izolimi me bazë qeramike. Zëvendësimi duhet të zgjidhet sipas funksionit dhe jo vetëm sipas trashësisë.

A mundet një pengesë termike të ndalojë largimin termik të baterisë?

Një pengesë nuk ndalon dështimin elektrokimik brenda qelizës inicuese. Roli i tij është të zvogëlojë nxehtësinë dhe rrugët e tjera të përhapjes në mënyrë që qelizat fqinje të kenë më pak gjasa të hyjnë në arratisje termike.

Cili është materiali më i mirë për mbrojtjen termike nga qeliza në qelizë?

Nuk ka material më të mirë universal. Kimia e qelizave, hendeku i disponueshëm, kompresimi, ekspozimi termik dhe arkitektura e paketimit përcaktojnë pengesën e duhur.

A mund të përdoren mikë dhe aerogel në të njëjtën paketë baterie?

po. Një paketë mund të përdorë aerogel midis qelizave dhe mikës ose izolime të tjera me temperaturë të lartë në vendndodhjet e modulit, zbarrës ose mbylljes kur kërkesat inxhinierike justifikojnë një strategji materiale hibride.

Një perspektivë e izolimit të telave 15-vjeçare të automobilave dhe EV

Pas 15 vjetësh duke punuar rreth parzmoreve të telave të automobilave dhe izolimit elektrik EV, kam mësuar se mbrojtja termike e larguar duhet të projektohet nga vendndodhja dhe mënyra e dështimit, jo nga reputacioni material. Paketat më të forta të baterive shpesh përdorin materiale të ndryshme për rezistencën termike në nivelin e qelizës, izolimin elektrik HV dhe mbrojtjen nga zjarri në nivelin e paketës.

Referencat autoritare

[1] Aerogels Aspen - Barrierat termike të arratisura nga qeliza në qelizë

[2] Aspen Aerogels - Testimi i Përhapjes Termike nga qeliza në qelizë

[3] Saint-Gobain - Mbrojtja e baterive EV nga zjarri dhe përhapja termike

[4] UL Solutions - Vlerësimi termik i arratisjes së mbylljes së baterisë