Aerojel vs Mika: EV Pil Termal Koruması için Hangisi Daha İyi?

Yanlış termal bariyerin seçilmesi, arızalı bir lityum iyon hücresinden gelen ısının bitişik hücrelere daha hızlı ulaşmasına izin vererek hücreden hücreye termal kaçak yayılma riskini artırabilir.

Tasarım önceliği ince, hafif bir katmanda maksimum ısı yalıtımı olduğunda aerojel genellikle daha iyidir; öncelikler elektrik yalıtımı, yapısal stabilite ve yüksek sıcaklık bariyeri performansı olduğunda mika daha güçlüdür. Pek çok EV pil paketinde en iyi çözüm, evrensel olarak tek bir malzeme seçmek değil, her birini özelliklerinin belirli bir termal ve elektriksel riski çözdüğü yerde kullanmaktır.

Aerojel ve Mika Arasındaki Temel Fark Nedir?

Aerojel ve mikanın değiştirilebilir yalıtım malzemeleri olarak kullanılması, gereksiz kalınlığa, ağırlığa, maliyete veya pil paketinin içindeki kritik yerlerde yetersiz korumaya neden olabilir.

Isı yalıtımı için öncelikle aerojeli, sağlam termal-elektrik bariyer uygulamaları için ise mikayı seçin. Aerogel'in oldukça gözenekli yapısı, ısı transferini son derece etkili bir şekilde bastırırken, mika mükemmel dielektrik özellikler sağlar ve şiddetli sıcaklıklar altında boyutsal olarak stabil kalır.

Bu ayrım özellikle termal kaçak sırasında önem kazanır. UL Solutions, EV aküsü termal olaylarının son derece yüksek sıcaklıklar, alevler, basınç ve fırlatılan parçacıklar içerebileceğini, yani malzeme seçiminde tek bir termal iletkenlik değerinden fazlasının dikkate alınması gerektiğini belirtiyor.^[1]

Aerojel Hücreden Hücreye Termal Kaçak Korumada Daha mı İyi?

Birbirine yakın paketlenmiş hücreler arasında yeterli yalıtım olmadığında, arızalı bir hücre tarafından salınan ısı hızla komşu hücrelere aktarılabilir ve modül boyunca yayılmaya katkıda bulunabilir.

Aerojel bazlı bariyerler, mühendislerin minimum kalınlık ve ağırlıkla güçlü termal dirence ihtiyaç duyduğu durumlarda özellikle çekicidir. Gözenekli yapıları katı ve gaz halindeki ısı iletimini kısıtlayarak nispeten ince bariyerlerin komşu yüzeyler arasındaki ısı transferini yavaşlatmasına olanak tanır.

Bu, aerojeli özellikle ilgili hale getirir . yüksek enerji yoğunluklu modüllerdeki hücreden hücreye bariyerlerle ambalaj alanının her milimetresinin önemli olduğu

Mika Ne Zaman Aerojelden Daha İyidir?

Baralar, yüksek gerilim bağlantıları, modül kapakları ve elektriksel izolasyon ile mekanik stabilitenin eşit derecede önemli olduğu diğer yerlerde ısı yalıtımı tek başına yeterli olmayabilir.

Mika, bileşenin hem yüksek sıcaklık bariyeri hem de güvenilir dielektrik izolasyon sağlaması gerektiğinde genellikle daha güçlü bir seçimdir. Modül, bara, muhafaza ve yüksek gerilim yalıtım yapıları için levhalar ve özel kalıp kesim parçaları halinde işlenebilir.

Bu, mikayı özellikle HV baralarının, konektörlerin, elektrik arayüzlerinin, modül sınırlarının ve paket düzeyinde koruma alanlarının yakınında kullanışlı hale getirir.

Aerojel vs Mika: Hangi Malzeme Daha İyi Performans Gösteriyor?

Malzemelerin maksimum sıcaklık gibi tek bir spesifikasyondan seçilmesi, termal iletkenlik, sıkıştırma davranışı, dielektrik performans, kalınlık ve mekanik dayanıklılıktaki önemli farklılıkları gizleyebilir.

Tek bir evrensel kazanan aramak yerine, malzemeleri pil takımının içindeki gerçek işlevlerine göre karşılaştırın. Bir hücre ayırıcının, bir HV bara bariyeri veya mahfaza yalıtım bileşeninden çok farklı gereksinimleri vardır.

Aerojel ve Mika Birlikte Kullanılabilir mi?

Tek bir yalıtım malzemesini tüm termal, elektriksel ve mekanik işlevleri yerine getirmeye zorlamak, verimsiz bir pil paketi oluşturabilir ve güvenliği artırmadan malzeme maliyetini artırabilir.

Hibrit bir yalıtım mimarisi, hücrelerin yakınında aerojel ve elektriksel veya mekanik olarak zorlu alanların çevresinde mika kullanabilir. Bu, mühendislerin birim kalınlık başına termal direncin en önemli olduğu yerlerde aerojel ve dielektrik ve yapısal bariyer performansının kritik hale geldiği mika kullanmalarına olanak tanır.

Örneğin, bir akü modülü, hücreler arasında aerojel kompozit kullanabilir. kullanırken baralar, yüksek voltaj bağlantıları, modül kapakları veya mahfaza arayüzleri çevresinde kalıp kesim mika bileşenleri

Mühendisler Aerojel ve Mika Arasında Nasıl Seçim Yapmalı?

Hücre kimyasını, yayılma davranışını, mevcut boşluğu, sıkıştırma yükünü, voltajı ve çevredeki bileşenleri anlamadan önce bir termal bariyer seçmek, modül testinden sonra pahalı yeniden tasarıma yol açabilir.

Önce arıza senaryosunu tanımlayın, ardından gerekli termal, elektrik ve mekanik performansa uygun malzeme ve kalınlığı seçin. Prototip parçaları nihai olarak ilgili hücre, modül ve paket seviyelerinde doğrulanmalıdır.

UL Solutions, EV aküsü termal yayılma testini hücreden paket düzeyine kadar gerçekleştirir ve yayılma önleyici bariyerlerin ve yalıtım malzemelerinin etkinliğini değerlendirir.^[2] SAE J2464 aynı zamanda elektrikli ve hibrit araç akülerinin normal çalışma aralıklarının ötesindeki koşullar altında kötüye kullanım testlerine de değinmektedir.^[3]

EV Akü Projesi için Özel Aerojel veya Mika Parçalarına mı ihtiyacınız var?

Fuqiang, hücrenize, modülünüze, paketinize, baranıza, konnektörünüze ve yüksek voltaj kablolama düzeninize göre özel akü yalıtım bileşenlerini destekleyebilir. Malzeme seçimi veya numune değerlendirmesi için çiziminizi, gerekli kalınlığı, çalışma sıcaklığını, voltajı ve kurulum yerini bize gönderin.

SSS

EV pilleri için aerojel mikadan daha mı iyi?

Evrensel olarak değil. Aerojel genellikle yüksek verimli ısı yalıtımı için daha güçlüdür; mika ise elektrik yalıtımı ve yapısal termal bariyer performansı da gerektiğinde özellikle değerlidir.

Aerojel EV akü paketinde nerede kullanılır?

Aerojel kompozitler genellikle gibi sıkı termal bariyer yerleri için düşünülür . pil hücreleri arası veya ısı transferini sınırlamanın kritik olduğu modüllerin çevresi

EV pillerinde mika nerede kullanılır?

Mika bileşenleri çevresinde kullanılabilir . modüller, baralar, yüksek voltaj bağlantıları, akü kapakları ve muhafaza arayüzleri , termal ve elektriksel izolasyon gerektiren

Mika pilin termal kaçağını durdurabilir mi?

Mika, arızalı bir hücrenin içinde meydana gelen elektrokimyasal termal kaçağı durdurmaz. için tasarlanmış bir bariyer sisteminin bir parçasını oluşturabilir . Çevredeki bileşenlere ısı ve alev yayılmasını geciktirmek

Aerojel, termal kaçak yayılımını tamamen engelleyebilir mi?

Sistem düzeyinde doğrulama olmadan hiçbir malzemenin yayılmayı tamamen önleyeceği varsayılmamalıdır. Bariyer performansı malzeme yapısına, kalınlığa, hücre kimyasına, aralığa, sıkıştırmaya, ısı akışına, havalandırmaya ve paket mimarisine bağlıdır.

15 Yıllık Otomotiv Kablo Tesisatı Perspektifi

Otomotiv kablo tesisatları ve EV elektrik sistemleri üzerinde 15 yıl çalıştıktan sonra, akü yalıtımını izole edilmiş bir maddi karar değil, yüksek gerilim mimarisinin tamamının bir parçası olarak görüyorum. Aerojel, hücrelerin etrafındaki ısı transferini kontrol edebilirken mika, baralar, HV konnektörleri ve kablolama arayüzleri etrafında sağlam termal ve elektriksel ayırma sağlayabilir.

Bu nedenle en iyi malzeme yalnızca aerojel veya mika değildir. Pilin gerçek arıza moduna doğru şekilde uyan malzeme, kalınlık, geometri ve konumdur.

Yetkili Referanslar

[1] UL Çözümleri — Akü Muhafazası Termal Kaçak (BETR) Değerlendirmesi

[2] UL Çözümleri — EV Pilinin Kötüye Kullanımı, Yangın, Termal ve Performans Testi

[3] SAE International — J2464 Elektrikli Araç Aküsü Kötüye Kullanım Testi