Аерогел против лискуна: Шта је боље за термичку заштиту ЕВ батерије?

Одабир погрешне термичке баријере може омогућити да топлота из једне неисправне литијум-јонске ћелије брже стигне до суседних ћелија, повећавајући ризик од ширења топлоте од ћелије до ћелије.

Аерогел је генерално бољи када је приоритет дизајна максимална топлотна изолација у танком, лаганом слоју, док је лискун јачи када су електрична изолација, структурна стабилност и перформансе баријере при високим температурама приоритет. У многим ЕВ батеријама, најбоље решење није универзално бирање једног материјала, већ коришћење сваког где његова својства решавају специфичан термички и електрични ризик.

Која је главна разлика између аерогела и лискуна?

Третирање аерогела и лискуна као заменљивих изолационих материјала може довести до непотребне дебљине, тежине, цене или неадекватне заштите на критичним местима унутар батерије.

Изаберите аерогел првенствено за топлотну изолацију, а лискун првенствено за робусне топлотно-електричне баријере. Високо порозна структура Аерогела изузетно ефикасно потискује пренос топлоте, док лискун пружа одлична диелектрична својства и остаје димензијски стабилан под високим температурама.

Разлика постаје посебно важна током термичког бекства. УЛ Солутионс напомиње да термални догађаји ЕВ батерија могу укључивати екстремно високе температуре, пламен, притисак и избачене честице, што значи да избор материјала мора узети у обзир више од једне вредности топлотне проводљивости.^[1]

Да ли је аерогел бољи за топлотну заштиту од бекства од ћелије до ћелије?

Без довољне изолације између тесно збијених ћелија, топлота коју ослобађа једна неисправна ћелија може брзо пренети у суседне ћелије и допринети ширењу кроз модул.

Баријере на бази аерогела су посебно атрактивне тамо где је инжењерима потребна јака топлотна отпорност са минималном дебљином и тежином. Њихова порозна структура ограничава проводљивост чврсте и гасовите топлоте, дозвољавајући релативно танким баријерама за успоравање преноса топлоте између суседних површина.

Ово чини аерогел посебно релевантним за баријере од ћелије до ћелије у модулима високе густине енергије , где је сваки милиметар простора за паковање битан.

Када је лискун бољи од аерогела?

Само топлотна изолација можда неће бити довољна око сабирница, високонапонских прикључака, поклопаца модула и других локација где су електрична изолација и механичка стабилност подједнако важни.

Лискун је често јачи избор када компонента мора да обезбеди и баријеру од високе температуре и поуздану диелектричну изолацију. Може се прерађивати у листове и прилагођене резане делове за модуле, сабирнице, кућишта и високонапонске изолационе структуре.

Ово чини лискун посебно корисним у близини високонапонских сабирница, конектора, електричних интерфејса, граница модула и заштитних подручја на нивоу паковања.

Аерогел против лискуна: који материјал има бољи учинак?

Одабир материјала из једне спецификације, као што је максимална температура, може сакрити важне разлике у топлотној проводљивости, понашању компресије, диелектричним перформансама, дебљини и механичкој издржљивости.

Упоредите материјале према њиховој стварној функцији унутар батерије уместо да тражите једног универзалног победника. Одвајач ћелија има веома различите захтеве од високонапонских сабирничких баријера или изолационе компоненте кућишта.

Да ли се аерогел и лискун могу користити заједно?

Присиљавање једног изолационог материјала да обавља сваку термичку, електричну и механичку функцију може створити неефикасну батерију и повећати трошкове материјала без побољшања сигурности.

Хибридна изолациона архитектура може да користи аерогел у близини ћелија и лискун око електричних или механички захтевних области. Ово омогућава инжењерима да користе аерогел тамо где је топлотна отпорност по јединици дебљине најважнија и лискун где перформансе диелектричне и структурне баријере постају критичне.

На пример, батеријски модул може да користи аерогел композит између ћелија док користи резане компоненте лискуна око сабирница, високонапонских прикључака, поклопаца модула или интерфејса кућишта.

Како инжењери треба да бирају између аерогела и лискуна?

Одабир термичке баријере пре разумевања хемије ћелије, понашања ширења, доступног јаза, оптерећења компресије, напона и околних компоненти може довести до скупог редизајна након тестирања модула.

Прво дефинишите сценарио квара, а затим изаберите материјал и дебљину око потребних термичких, електричних и механичких перформанси. Делови прототипа би на крају требало да буду валидирани на релевантним нивоима ћелије, модула и пакета.

УЛ Солутионс врши тестирање топлотног ширења батерија ЕВ од ћелије до нивоа паковања и процењује ефикасност баријера против ширења и изолационих материјала.^[2] САЕ Ј2464 се такође бави тестирањем злоупотребе електричних и хибридних батерија за возила у условима изван њиховог нормалног радног опсега.^[3]

Требате прилагођени аерогел или делови лискуна за пројекат ЕВ батерија?

Фукианг може подржати прилагођене компоненте за изолацију батерије према вашој ћелији, модулу, пакету, сабирници, конектору и распореду ожичења високог напона. Пошаљите нам свој цртеж, потребну дебљину, радну температуру, напон и локацију за уградњу за избор материјала или процену узорка.

ФАК

Да ли је аерогел бољи од лискуна за ЕВ батерије?

Не универзално. Аерогел је генерално јачи за високоефикасну топлотну изолацију, док је лискун посебно вредан када је потребна електрична изолација и перформансе структуралне топлотне баријере.

Где се користи аерогел у пакету батерија за ЕВ?

Аерогел композити се обично разматрају за локације уске термалне баријере, као што су између ћелија батерија или око модула где је ограничавање преноса топлоте критично.

Где се лискун користи у ЕВ батеријама?

Компоненте лискуна се могу користити око модула, сабирница, високонапонских прикључака, поклопаца батерија и интерфејса кућишта који захтевају термичку и електричну изолацију.

Може ли лискун да спречи термички бег батерије?

Лискун не спречава електрохемијски термални бег који се дешава унутар ћелије која поквари. Може да буде део система баријере дизајниран да одложи ширење топлоте и пламена на околне компоненте.

Може ли аерогел у потпуности спречити ширење топлотног бекства?

Не треба претпоставити да ниједан материјал у потпуности спречава ширење без валидације на нивоу система. Перформансе баријере зависе од конструкције материјала, дебљине, хемије ћелије, размака, компресије, топлотног флукса, вентилације и архитектуре паковања.

15-годишња перспектива аутомобилског кабла

После 15 година рада са аутомобилским кабловима и електричним системима ЕВ, изолацију батерије видим као део комплетне високонапонске архитектуре - а не изоловану одлуку о материјалу. Аерогел може да контролише пренос топлоте око ћелија, док лискун може да обезбеди робусно термичко и електрично раздвајање око сабирница, ВН конектора и интерфејса за ожичење.

Најбољи материјал стога није само аерогел или лискун. Материјал, дебљина, геометрија и локација исправно одговарају стварном режиму квара батерије.

Ауторитативне референце

[1] УЛ Солутионс — Тхермал Рунаваи (БЕТР) Евалуација кућишта батерије

[2] УЛ решења — Злоупотреба ЕВ батерија, испитивање пожара, топлоте и перформанси

[3] САЕ Интернатионал — Тестирање злоупотребе батерија електричних возила Ј2464