Шта су изолациони јастучићи за аерогел за ЕВ батерије? Водич за термичку баријеру

Ако су ћелије ЕВ батерије чврсто спаковане без праве термичке баријере, једна ћелија која се прегрева може пренети топлоту на суседне ћелије, покренути ширење топлоте, оштетити батерију и створити озбиљан ризик од пожара.

Најефикасније решење је да се изолациони јастучићи за аерогел акумулатора за ЕВ између ћелија, модула, зона сабирница или врућих тачака на нивоу паковања успори пренос топлоте, апсорбује напон компресије и помогне у контроли ширења топлотног бежења.

Аерогел изолациони јастучићи за ЕВ батерије су ултра-лаки материјали за термичку баријеру који се користе унутар литијум-јонских батерија. Посебно су вредни у ЕВ пакетима високе густине где сваки милиметар утиче на густину енергије, безбедност и поузданост монтаже.

Извор слике: Аспен Аерогелс ПироТхин инжењерски ресурс за термичку баријеру.^[1]

Шта је изолациона подлога за аерогел за ЕВ батерије?

Ако се термин „аерогел јастучић“ третира као обична изолација од пене или сунђера, батерија може да изгуби критичну заштиту од преноса топлоте, промене компресије и топлотног бежећег ширења.

Тачан одговор је да је изолациона подлога од аерогела за ЕВ батерије танка, лагана топлотна баријера направљена од материјала на бази аерогела и пројектована за заштиту литијум-јонских ћелија, модула или паковања.

Аспен Аерогелс описује ПироТхин као ултратанку, лагану изолациону и противпожарну баријеру дизајнирану да ублажи топлотни бекство на нивоу од ћелије до ћелије, модула и баријере пакета.^[1] У практичном дизајну батерија, ови јастучићи се налазе тамо где топлота мора бити одложена, блокирана или преусмерена.

Зашто се аерогел јастучићи користе у ЕВ батеријама?

Ако се високоенергетски пакет батерија ослања само на течно хлађење и БМС надгледање, може открити грешку, али и даље неће физички успорити пренос топлоте када ћелија уђе у термални бег.

Боље решење је да се комбинује активно управљање топлотом са пасивним аерогел изолационим јастучићима, тако да пакет има и контролу праћења и физичку отпорност на ширење.

Термички бег није само проблем температуре; то је проблем ланчане реакције. Добар аерогел јастучић даје батерији више времена тако што смањује проводљивост топлоте од почетне ћелије до оближњих ћелија.

Погрешно: под претпоставком да само расхладна плоча може зауставити сваки термални догађај. Тачно: коришћење хлађења, вентилације, сензора, БМС логике и аерогел баријера заједно.

Како аерогел изолациони јастучићи заустављају пренос топлоте?

Ако се топлота пребрзо креће кроз батерију, суседне ћелије могу да достигну опасне температуре пре него што БМС, расхладна плоча или вентилациони пут могу да контролишу догађај.

Директно решење је коришћење аерогелове нанопорозне структуре за ограничавање кретања гаса и смањење проводљивог преноса топлоте кроз изолациони слој.

НАСА објашњава да су аерогелови изузетно порозни, веома ниске густине и веома ефикасни у спречавању преноса топлоте јер су њихове поре у нанометарском опсегу.^[2] Ово чини аерогел вредним тамо где танка изолација мора да делује боље од обичне полимерне пене.

Извор слике: НАСА истраживање аерогел изолационог материјала.^[2]

Шта значи „серија“ у изолационим јастучићима серије ЕВ батерија-аерогел?

Ако се „серија“ погрешно схвати као специјална електрична компонента, може бити изабрана погрешна подлога за погрешно место унутар батерије.

Исправно тумачење је да се „изолациони јастучићи за серијски аерогел за ЕВ“ обично односе на аерогел јастучиће који се користе у серијски повезаним батеријским ћелијама или распореду модула, а не јастучић који спроводи серијску струју.

ЕВ пакети садрже ћелије повезане серијски и паралелно да би се достигао циљни напон и капацитет. Аерогел јастучићи су обично термички и механички делови који не носе струју постављени близу путање серије ћелија, модула или структуре баријере пакета.

По чему се аерогел јастучићи разликују од лискуна, пене или керамичких влакана?

Ако се ЕВ батерија одабере само по цени или дебљини, пакет може изгубити равнотежу између топлотног блокирања, опоравка компресије, диелектричне чврстоће, тежине и толеранције монтаже.

Најбоље решење је да се упореди аерогел, лискун, пена и керамичка влакна према стварном режиму квара: топлотни одлазак, отицање ћелија, вибрације, електрична изолација, изложеност пламену или циљна цена.

Аерогел се обично бира када је паковању потребна јака изолација у танком и лаганом облику. Лискун је јак за перформансе диелектрика и отпорности на пламен, пена је корисна за компресију и апсорпцију толеранције, а керамичка влакна се користе тамо где је важна екстремна отпорност на топлоту.

Где су аерогел јастучићи инсталирани у ЕВ батеријском модулу?

Ако се аерогел јастучићи постављају насумично без узимања у обзир протока топлоте, правца вентилације, оптерећења компресије и усмеравања, паковање и даље може да трпи топлотно ширење или механичке сметње.

Исправно решење је постављање аерогел јастучића у складу са путањом топлотног ширења, хемијом ћелије, притиском у модулу, положајем плоче за хлађење и зазором високонапонског свежња.

За ћелије врећице и призматичне ћелије, јастучићи се обично постављају између великих површина ћелија. За цилиндричне ћелије, аерогел се може користити као листови, навлаке, баријере за модуле или изолациони слојеви на нивоу паковања у зависности од архитектуре.

За ОЕМ пројекте или пројекте са батеријским пакетом, пошаљите формат ћелије, хемију, притисак у димњаку, цртеж модула, путању за вентилацију и захтев за термичко тестирање пре коначног избора јастучића. Мали рез узорка може открити ризик од уклапања, компресије и монтаже пре алата.

Како аерогел јастучићи функционишу са системима каблова за аутомобиле?

Ако су високонапонски свежањ, сензорски свежањ или изолација сабирница постављени преблизу путањи топлотног ширења, изолација се може деградирати, терминали могу олабавити, а дијагностички сигнали могу отказати током квара.

Боље решење је дизајнирати аерогел изолационе јастучиће заједно са ВН ожичењем, водовима за детекцију напона, температурним сензорима, поклопцима сабирница и стратегијом заптивања паковања.

Безбедност батерије није само хемија ћелије. То је потпуни системски дизајн који укључује ћелијске баријере, високонапонске каблове, канале за вентилацију, постављање сензора, уземљење, заштиту и заштиту конектора.

Које податке о учинку купци треба да провере?

Ако добављач даје само дебљину и цену, купац не може да процени да ли ће јастучић преживети компресију, излагање топлоти, пламен, влажност, вибрације или напрезање при склапању паковања.

Исправно решење је да затражите технички лист, податке о топлотној проводљивости, криву компресије, резултат диелектричног испитивања, информације о отпорности на пламен, опсег радне температуре и податке о старењу.

Аспен Аерогелс напомиње да се његова аерогел платформа може оптимизовати за топлотну проводљивост, дебљину и одзив на компресију.^[1] Управо су то параметри које инжењери батерија треба да прегледају пре него што изаберу подлогу.

Који су стандарди повезани са ЕВ батеријским аерогел јастучићима?

Ако се аерогел јастучићи одаберу без повезивања са валидацијом безбедности батерије, материјал може изгледати одлично у изолацији, али неће подржати сертификацију на нивоу паковања или тестирање злоупотребе.

Исправно решење је да повежете избор јастучића са тестовима безбедности ЕВ батерија као што су термички, механички, електрични, еколошки захтеви и захтеви за тестирање злоупотребе.

СвРИ објашњава да УЛ 2580 тестирање процењује безбедност ЕВ батерија у електричним, механичким, термичким, еколошким тестовима и тестовима везаним за безбедност.^[3] САЕ Ј2464 описује тестове злоупотребе који се могу користити за електрична и хибридна електрична возила пуњиве системе за складиштење енергије.^[4]

Погрешно: питање да ли сам аерогел јастучић „пролази УЛ 2580“. Тачно: тестирање комплетног склопа батерије јер геометрија паковања, хемија ћелије, вентилација, ожичење и постављање баријере утичу на коначни резултат.

Како би требало да изаберете аерогел јастучић за пројекат ЕВ батерије?

Ако је подлога изабрана након што је распоред паковања већ замрзнут, инжењер може бити приморан на лошу дебљину, лошу компресију, блокиран вентилацију или небезбедно зазор за појас.

Најбоље решење је да укључите добављача аерогел јастучића и добављача жичаног свежња рано током распореда модула, високонапонског усмеравања и симулације топлотног ширења.

Добар процес одабира почиње са форматом ћелије, хемијом, густином енергије, дебљином циљног пакета, силом компресије, положајем расхладне плоче, смером вентилације и метом безбедносног теста. Подлога треба да буде валидирана у стварном модулу, а не само на равном лабораторијском узорку.

За брзу процену, пошаљите величину ћелије, цртеж модула, циљну дебљину, опсег компресије, догађај максималне температуре и годишњу запремину. Мали резани узорак аерогела може помоћи у потврђивању уклапања пре алата за масовну производњу.

ФАК

Шта су изолациони јастучићи за аерогел акумулатора за ЕВ?

То су танки термо баријерни јастучићи на бази аерогела који се користе унутар ЕВ батерија за смањење преноса топлоте, споро ширење топлоте и подржавају сигурносни дизајн батерије.

Зашто се аерогел користи у ЕВ батеријама?

Аерогел се користи јер пружа снажну топлотну изолацију у лаганом и танком облику. Ово помаже инжењерима батерија да заштите ћелије без трошења превише простора у паковању.

Да ли аерогел јастучићи заустављају топлотни бекство?

Аерогел јастучићи не спречавају да свака ћелија пропадне. Њихова сврха је да успоре или помогну у заустављању ширења топлоте од једне неисправне ћелије до оближњих ћелија, у зависности од комплетног дизајна паковања.

Где се аерогел јастучићи стављају у батерију?

Могу се поставити између ћелија, између модула, близу сабирница, испод поклопца паковања, поред вентилационих путева или у зонама баријера на нивоу паковања.

Да ли су аерогел јастучићи електрично изолациони?

Многе аерогел батерије су дизајниране са перформансама електричне изолације, али тачна диелектрична чврстоћа зависи од структуре производа и методе испитивања. Увек проверите спецификацију добављача.

Да ли су аерогел јастучићи бољи од листова лискуна?

Они решавају различите проблеме. Аерогел је јак за танку топлотну изолацију, док је лискун јак за перформансе диелектрике и баријере против пламена. Многи ЕВ пакети могу користити оба материјала у различитим слојевима.

Могу ли аерогел јастучићи заменити компресијске јастучиће?

Понекад могу да подрже и термичке и компресијске функције, али не увек. Морају се потврдити отицање ћелије, притисак у слоју и дуготрајно понашање компресије.

Стручна напомена

Изолациони јастучићи аерогела за ЕВ батерије нису само мекане плоче постављене између ћелија. То су топлотне баријере критичне за безбедност које морају да раде са хемијом ћелије, вентилацијом, компресијом, хлађењем, сабирницама, сензорима, конекторима и високонапонским кабловима.

Након 15 година рада са кабловима за аутомобиле, склоповима каблова за ЕВ акумулатор, високонапонским интерконекцијама и прилагођеним системима за напајање возила, моје правило на терену је једноставно: сигурност батерије никада није створена само једним материјалом; ствара се начином на који сваки материјал, жица, конектор и топлотни пут раде заједно. Ако су вашем пројекту ЕВ батерија потребни аерогел изолациони јастучићи, заштита ВН свежња, изолација сабирница или преглед термичке баријере у фази узорка, пошаљите распоред ћелије, класу напона, путању рутирања и циљ валидације пре производње. Мали узорак и рани инжењерски преглед могу касније спречити много већи квар на нивоу пакета.

Референце

1. Аспен Аерогелс, „ПироТхин Тхермал Рунаваи Барриер фор ЕВс.“ Аспен Аерогелс ПироТхин

2. НАСА, „Аерогелови: тањи, лакши, јачи“. НАСА истраживање аерогела

3. Соутхвест Ресеарцх Институте, „Тестирање стандардних батерија УЛ 2580“. СвРИ УЛ 2580 тестирање батерије

4. САЕ Интернатионал, 'САЕ Ј2464 Електрична и хибридна електрична возила пуњивих система за складиштење енергије и тестирање безбедности и злоупотребе.' САЕ Ј2464

5. Аспен Аерогелс, „Ублажавање термичког бекства за електрична возила“. Аспен Аерогелс Баттери Тхермал Барриерс

6. НАСА Спинофф, „Аерогелови изолују мисије и потрошачке производе“. НАСА Спинофф Аиргел апликације