แผงกั้นหนีความร้อนชนิดใดดีที่สุดสำหรับแบตเตอรี่ EV: ไมกา แอโรเจล หรือเซรามิกคอมโพสิต 

การเลือกแผงกั้นหนีความร้อนของแบตเตอรี่ EV ตามอุณหภูมิสูงสุดเพียงอย่างเดียวอาจทำให้บรรจุภัณฑ์เสี่ยงต่อการแพร่กระจายจากเซลล์สู่เซลล์ เปลวไฟที่พุ่งออกมา การพังทลายของอนุภาค หรือไฟฟ้าขัดข้อง

วัสดุที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่ติดตั้งแผงกั้นและสิ่งที่ต้องทำระหว่างการทำงานของแบตเตอรี่ตามปกติและเหตุการณ์ความร้อน Airgel มีความน่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับการต้านทานความร้อนแบบเซลล์ต่อเซลล์แบบบาง ไมก้าให้ฉนวนไฟฟ้าและอุณหภูมิสูงที่แข็งแกร่ง ในขณะที่วัสดุคอมโพสิตเซรามิกสามารถให้การป้องกันไฟและความร้อนที่แข็งแกร่งในการใช้งานโมดูลและระดับแพ็ค

ดังนั้นจึงไม่มีผู้ชนะระดับสากลใน แอโรเจลกับไมกา การเปรียบเทียบระหว่าง วิศวกรแบตเตอรี่ควรกำหนดการสัมผัสความร้อน ความหนา แรงอัด ข้อกำหนดเกี่ยวกับฉนวน และตำแหน่งการติดตั้งก่อนเลือกวัสดุ

แผงกั้นคอมโพสิตไมกา แอโรเจล และเซรามิกแตกต่างกันอย่างไร

การเปลี่ยนวัสดุหนึ่งเป็นวัสดุอื่นในเรื่องการนำความร้อนเพียงอย่างเดียวสามารถแก้ปัญหาหนึ่งได้ในขณะที่สร้างปัญหาบรรจุภัณฑ์ การบีบอัด หรือฉนวนไฟฟ้า

เปรียบเทียบวัสดุตามฟังก์ชันมากกว่าชื่อวัสดุ Airgel สามารถต้านทานความร้อนได้สูงในพื้นที่เซลล์ถึงเซลล์บางๆ ไมก้าเหมาะอย่างยิ่งกับฉนวนไฟฟ้าและอุปสรรคทนไฟ คอมโพสิตที่ทำจากเซรามิกมีความน่าสนใจในกรณีที่การสัมผัสความร้อนอย่างรุนแรงและประสิทธิภาพของสิ่งกีดขวางทางโครงสร้างมีความสำคัญ

เมื่อใดที่ Airgel ดีกว่าไมการะหว่างเซลล์แบตเตอรี่

การใช้แผงกั้นที่นำความร้อนมากเกินไปผ่านช่องว่างของเซลล์แคบๆ อาจทำให้เซลล์ที่ล้มเหลวสามารถให้ความร้อนแก่เพื่อนบ้านได้เร็วพอที่จะมีส่วนช่วยในการขยายพันธุ์

Airgel มีความน่าสนใจเป็นพิเศษ โดยที่ความต้านทานความร้อนสูงจะต้องพอดีกับพื้นที่เซลล์ถึงเซลล์บางๆ แผงกั้นแอโรเจล EV เชิงพาณิชย์ยังสามารถออกแบบตามพฤติกรรมการบีบอัดได้ ดังนั้นแพดจะทำงานในระหว่างการบวมของเซลล์ปกติตลอดจนในระหว่างเหตุการณ์ความร้อนที่ผิดปกติ^[1]

Aspen Aerogels ได้รายงานตัวอย่างโมดูลขนาดเล็กโดยใช้เซลล์ปริซึมขนาด 62 Ah สองเซลล์ที่มีตัวกั้น PyroThin ขนาด 2.35 มม. ที่ความเครียดประมาณ 50% เซลล์ที่อยู่ติดกันไม่ได้เข้าสู่การหนีความร้อนในการทดสอบเฉพาะนั้น แม้ว่าแอสเพนจะระบุไว้อย่างชัดเจนว่าการตั้งค่านี้แยกเส้นทางการแพร่กระจายทุติยภูมิบางส่วนที่พบในแพ็คที่สมบูรณ์^[2]

ผลลัพธ์นั้นไม่ควรแปลงเป็น 'กฎแอโรเจล 2.35 มม.' สากล เคมีของเซลล์ พลังงาน ระยะห่าง การบีบอัด และกลไกการแพร่กระจายแตกต่างกันไปตามการออกแบบแบตเตอรี่

เมื่อใดที่ไมก้าและเซรามิกคอมโพสิตจะเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า?

การใช้วัสดุบีบอัดเซลล์แบบอ่อนทุกที่สามารถทิ้งบัสบาร์ ขอบเขตโมดูล หรือฝาครอบแพ็คได้ โดยไม่มีสิ่งกีดขวางทางไฟฟ้าหรือโครงสร้างที่ต้องการ

ใช้วัสดุไมกาหรือเซรามิกคอมโพสิตที่การออกแบบต้องการฉนวนไฟฟ้าที่มีอุณหภูมิสูง ทนไฟ หรือสิ่งกีดขวางที่มีความเสถียรทางโครงสร้างมากกว่า ไมกามีประโยชน์อย่างยิ่งกับตัวนำ HV, บัสบาร์, โครงสร้างโมดูล และฉนวนระดับแพ็ค

คอมโพสิตซิลิโคนที่เซรามิกได้เป็นอีกเส้นทางหนึ่ง ตัวอย่างเช่น Saint-Gobain แสดงรายการผลิตภัณฑ์ซิลิโคนที่เซรามิกได้สำหรับแผ่นระบายความร้อนจากเซลล์สู่เซลล์และการป้องกันแพ็ค ซึ่งแสดงให้เห็นว่าระบบการขึ้นรูปเซรามิกสามารถรวมความยืดหยุ่นระหว่างการประกอบเข้ากับแผงกั้นป้องกันระหว่างการสัมผัสความร้อนอย่างรุนแรง^[3]

คุณควรเลือกแผงกั้นระบายความร้อนอย่างไร

การซื้อวัสดุที่มีการอ้างอุณหภูมิที่น่าประทับใจที่สุดไม่ได้พิสูจน์ว่าชุดแบตเตอรี่จะต้านทานการแพร่กระจายความร้อนได้

กำหนดความเสี่ยงที่เกิดขึ้นจริงและตรวจสอบความถูกต้องของการก่อสร้างที่เสร็จสมบูรณ์ พิจารณาเคมีของเซลล์ ตำแหน่งสิ่งกีดขวาง ความหนาที่มีอยู่ แรงอัด สมรรถนะของไดอิเล็กทริก การสัมผัสกับเปลวไฟ ผลกระทบของอนุภาค และวัสดุที่อยู่ติดกัน

โซลูชั่น UL ตั้งข้อสังเกตว่าเหตุการณ์ความร้อนหนีความร้อนอาจเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิ ความดัน เปลวไฟคล้ายไอพ่นสูง และอนุภาคที่ถูกปล่อยออกมาซึ่งสามารถกัดกร่อนวัสดุป้องกันได้ การทดสอบ UL 2596 ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อคัดกรองประสิทธิภาพของวัสดุต่ออันตรายที่รวมกันเหล่านี้^[4]

เปรียบเทียบอุปสรรคแบตเตอรี่ไมกา, แอโรเจล และเซรามิก

ส่งรูปแบบเซลล์ของคุณ Fuqiang ตำแหน่งแผงกั้น ความหนาที่มีอยู่ ข้อกำหนดการบีบอัด และเป้าหมายการป้องกันความร้อน ทีมวิศวกรของเราสามารถตรวจสอบตัวเลือกวัสดุไดคัท และเตรียมตัวอย่างต้นแบบสำหรับการตรวจสอบความถูกต้องของแบตเตอรี่

คำถามที่พบบ่อย

Aerogel ดีกว่าไมกาสำหรับแบตเตอรี่ EV หรือไม่

ไม่เป็นสากล Airgel มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับแผงกั้นความร้อนแบบเซลล์ต่อเซลล์แบบบาง ในขณะที่ไมกาสามารถได้เปรียบในกรณีที่ฉนวนไฟฟ้า ความเสถียรของโครงสร้าง และการป้องกันอุณหภูมิสูงถือเป็นเรื่องสำคัญ

แผ่นไมกาทางเลือกอื่นสำหรับฉนวนแบตเตอรี่คืออะไร?

ทางเลือกอื่นอาจรวมถึงแผงกั้นแอโรเจล วัสดุคอมโพสิตซิลิโคนที่เซรามิกได้ และระบบฉนวนที่ทำจากเซรามิกอื่นๆ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการใช้งาน การเปลี่ยนจะต้องเลือกตามฟังก์ชันมากกว่าความหนาเพียงอย่างเดียว

แผงกั้นความร้อนสามารถหยุดการระบายความร้อนของแบตเตอรี่ได้หรือไม่

สิ่งกีดขวางไม่สามารถหยุดความล้มเหลวทางเคมีไฟฟ้าภายในเซลล์เริ่มต้นได้ บทบาทของมันคือการลดความร้อนและเส้นทางการแพร่กระจายอื่น ๆ เพื่อให้เซลล์ข้างเคียงมีโอกาสน้อยที่จะเข้าสู่การหลบหนีความร้อน

วัสดุที่ดีที่สุดสำหรับการป้องกันความร้อนจากเซลล์สู่เซลล์คืออะไร?

ไม่มีวัสดุที่ดีที่สุดที่เป็นสากล เคมีของเซลล์ ช่องว่างที่มีอยู่ การบีบอัด การสัมผัสกับความร้อน และสถาปัตยกรรมแพ็คเป็นตัวกำหนดอุปสรรคที่เหมาะสม

ไมกาและแอโรเจลสามารถใช้ในแบตเตอรี่ก้อนเดียวกันได้หรือไม่

ใช่. บรรจุภัณฑ์สามารถใช้แอโรเจลระหว่างเซลล์กับไมกาหรือฉนวนอุณหภูมิสูงอื่นๆ ที่โมดูล บัสบาร์ หรือตำแหน่งตู้ เมื่อข้อกำหนดทางวิศวกรรมแสดงให้เห็นถึงกลยุทธ์วัสดุไฮบริด

มุมมองชุดสายไฟรถยนต์และฉนวน EV 15 ปี

หลังจากทำงานเกี่ยวกับชุดสายไฟรถยนต์และฉนวนไฟฟ้า EV มาเป็นเวลา 15 ปี ฉันได้เรียนรู้ว่า การป้องกันความร้อนที่หนีไม่พ้นควรได้รับการออกแบบตามตำแหน่งและโหมดความล้มเหลว ไม่ใช่ตามชื่อเสียงของวัสดุ ชุดแบตเตอรี่ที่แข็งแกร่งที่สุดมักใช้วัสดุที่แตกต่างกันสำหรับการต้านทานความร้อนระดับเซลล์ ฉนวนไฟฟ้า HV และการป้องกันอัคคีภัยระดับแบตเตอรี่

การอ้างอิงที่เชื่อถือได้

[1] Aspen Aerogels - สิ่งกีดขวางการหนีความร้อนจากเซลล์สู่เซลล์แบบ PyroThin

[2] Aspen Aerogels — การทดสอบการแพร่กระจายความร้อนจากเซลล์สู่เซลล์

[3] Saint-Gobain — การป้องกันอัคคีภัยและการแพร่กระจายความร้อนของแบตเตอรี่ EV

[4] โซลูชัน UL - การประเมินการหนีความร้อนของตู้แบตเตอรี่