Tấm đệm pin EV là gì?

Việc mở rộng pin không được kiểm soát có thể làm biến dạng các mô-đun, nới lỏng các kết nối điện, làm hỏng thanh cái và cuối cùng gây ra hỏng hóc bộ pin tốn kém.

Tấm đệm pin EV giải quyết vấn đề này bằng cách hấp thụ sự giãn nở của tế bào trong khi duy trì áp suất đồng đều và được kiểm soát bên trong mô-đun pin.

Tấm đệm pin EV là một lớp có thể nén được thiết kế được lắp đặt giữa túi hoặc pin hình lăng trụ. Nó còn được gọi là miếng đệm nén pin, miếng đệm giữa các tế bào, miếng đệm quản lý áp suất hoặc miếng đệm dung sai..

Tấm nén pin EV giữa các tế bào hình lăng trụ. Nguồn hình ảnh: Giải pháp băng keo Saint-Gobain.

Tấm đệm pin EV có tác dụng gì?

Nếu không có đệm đệm được thiết kế phù hợp, hiện tượng phồng lên tế bào lặp đi lặp lại có thể tạo ra áp suất cục bộ quá mức, sự di chuyển của tế bào, ứng suất đầu nối và suy thoái mô-đun sớm.

Giải pháp chính xác là một miếng đệm có độ nén thấp với đường cong lệch lực nén được kiểm soát phù hợp với cửa sổ áp suất của pin.

Miếng đệm nén lại khi các tế bào giãn nở và đẩy lùi khi chúng co lại. Phản ứng được kiểm soát này giữ cho ngăn xếp tế bào ổn định mà không gây áp lực gây tổn hại cho vỏ tế bào.

Sai: Tấm đệm pin EV chỉ đơn giản là một miếng bọt mềm.

Đúng: Đây là một thành phần quản lý áp suất được thiết kế xoay quanh độ phồng của tế bào, nhiệt độ vận hành, bộ nén, độ bền điện môi, độ rung và dung sai lắp ráp.

Tấm nén pin hoạt động như thế nào?

Một miếng đệm quá cứng có thể đè bẹp hoặc làm quá tải các tế bào, trong khi một miếng đệm quá mềm có thể khiến mô-đun di chuyển, hư hỏng do rung và mất độ ổn định của mô-đun.

Giải pháp hiệu quả là chọn vật liệu có phản ứng ứng suất-biến dạng có thể dự đoán được và lực đẩy ổn định trong phạm vi nén cần thiết.

Các kỹ sư đánh giá hành vi này thông qua độ lệch lực nén hoặc CFD . CFD cho biết lực tác dụng của miếng đệm ở các mức độ nén khác nhau.

Đường cong CFD tương đối bằng phẳng và được kiểm soát giúp tấm đệm phù hợp với sự giãn nở của tế bào mà không gây ra sự gia tăng áp suất đột ngột. Bộ nén thấp cũng quan trọng không kém vì miếng đệm phải phục hồi thay vì bị xẹp vĩnh viễn.

Tấm đệm pin EV có thể cung cấp những chức năng gì?

Việc sử dụng bọt xốp chuyên dụng mà không kiểm tra toàn bộ môi trường mô-đun có thể khiến pin dễ bị rung, rò rỉ điện, lỗi lắp ráp và mất cân bằng áp suất.

Nên lựa chọn đệm đệm đa chức năng dành cho ô tô theo các yêu cầu về cơ, điện, nhiệt và sản xuất.

Tùy thuộc vào vật liệu và cấu trúc của nó, miếng đệm pin EV có thể cung cấp các chức năng sau:

• Bồi thường mở rộng tế bào: Hỗ trợ nhịp thở đảo ngược và sưng tấy vĩnh viễn.

• Quản lý áp suất: Duy trì lực được kiểm soát trên toàn bộ ngăn xếp tế bào.

• Giảm rung: Hạn chế chuyển động tương đối giữa các ô liền kề.

• Hấp thụ sốc: Giảm tải trọng cơ học khi va chạm trên đường và vận hành xe.

• Bù dung sai: Hấp thụ sự thay đổi kích thước của ô và mô-đun.

• Cách điện: Giúp tách biệt các thành phần pin dẫn điện khi vật liệu điện môi được chỉ định.

• Hỗ trợ lắp ráp: Giữ các tế bào ở đúng vị trí trong quá trình sản xuất mô-đun tự động.

Chất liệu nào là tốt nhất cho tấm đệm pin EV?

Chỉ chọn vật liệu theo giá cả hoặc độ mềm có thể dẫn đến biến dạng vĩnh viễn, áp suất không kiểm soát được, hỏng cách điện hoặc bị loại bỏ trong quá trình xác nhận pin.

Vật liệu tốt nhất là vật liệu có đặc tính nén, nhiệt độ, điện môi, lão hóa và dễ cháy phù hợp với thiết kế tế bào và mô-đun cụ thể.

Bọt polyurethane và silicone vi mô được sử dụng rộng rãi, nhưng chúng hoạt động khác nhau dưới nhiệt độ, độ ẩm, lực nén và lão hóa lâu dài. Tấm đệm nhiều lớp chuyên dụng cũng có thể kết hợp bọt nén với mica hoặc lớp cách nhiệt khác.

Tấm đệm pin EV được lắp đặt ở đâu?

Đặt tấm đệm sai vị trí có thể tạo ra lực nén không đồng đều, cản trở đường dẫn làm mát, làm hỏng cảm biến hoặc truyền lực vào thanh cái và đầu nối điện áp cao.

Tấm đệm phải được định vị theo hướng mở rộng của tế bào, hệ thống hạn chế mô-đun, bố trí điện và thiết kế quản lý nhiệt.

Vị trí phổ biến nhất là giữa túi liền kề hoặc tế bào hình lăng trụ. Các miếng đệm cũng có thể được đặt giữa ô cuối và tấm cuối mô-đun hoặc tại các giao diện mô-đun đã chọn.

Tấm đệm không được cản trở các kênh thông gió, bề mặt làm mát, cảm biến áp suất, nhiệt điện trở, thanh cái hoặc định tuyến dây điện. Hình dạng cắt khuôn của nó phải tuân theo vùng ô chức năng thay vì chỉ sao chép đường viền ô.

Những bài kiểm tra và tiêu chuẩn nào nên được xem xét?

Một miếng đệm hoạt động tốt trong thử nghiệm nén ở nhiệt độ phòng vẫn có thể bị hỏng sau quá trình lão hóa do nhiệt, tiếp xúc với độ ẩm, rung hoặc hàng nghìn chu kỳ sạc.

Xác thực miếng đệm ở cấp độ vật liệu, ngăn xếp tế bào, mô-đun và bộ pin hoàn chỉnh trong môi trường ô tô dự định.

Các thử nghiệm vật liệu quan trọng bao gồm CFD, bộ nén, độ giãn ứng suất, độ bền điện môi, tính dễ cháy, lão hóa nhiệt độ, lão hóa độ ẩm và khả năng tương thích hóa học.

Các yêu cầu về mức pin có thể tham khảo các tiêu chuẩn như ISO 6469-1, UL 2580, SAE J2380, SAE J2929 và Quy định UNECE số 100 . Các tiêu chuẩn này chủ yếu áp dụng cho hệ thống ắc quy và độ an toàn của phương tiện; họ không tự động chứng nhận một miếng đệm riêng lẻ.

Câu hỏi thường gặp

Thuật ngữ không rõ ràng thường khiến người mua yêu cầu sai về bọt, độ dày hoặc chức năng an toàn.

Sử dụng các câu trả lời trực tiếp sau đây để xác định ứng dụng trước khi yêu cầu báo giá hoặc mẫu.

Tấm đệm pin xe điện nên dày bao nhiêu?

Độ dày tùy ý có thể nén quá mức ô hoặc khiến mô-đun bị lỏng. Độ dày của tấm đệm phải được tính toán từ không gian có sẵn, tải trước, dung sai của tế bào, độ phồng dự kiến ​​và áp suất cho phép.

Đệm đệm có ngăn chặn sự thoát nhiệt không?

Một miếng đệm tiêu chuẩn có thể đốt cháy hoặc truyền nhiệt sang các ô lân cận trong trường hợp nhiệt độ nghiêm trọng. Sử dụng tấm tản nhiệt đã được kiểm nghiệm đặc biệt khi cần giảm thiểu sự thoát nhiệt.

Polyurethane hay silicone tốt hơn cho miếng đệm pin?

Chỉ chọn tên vật liệu có thể tạo ra phản ứng sai về nhiệt độ hoặc áp suất. Polyurethane thường được chọn để quản lý áp suất hiệu quả, trong khi silicone có thể mang lại hiệu suất cao hơn ở nhiệt độ cao; lựa chọn cuối cùng yêu cầu thử nghiệm ứng dụng.

Khuyến nghị kỹ thuật cuối cùng

Việc coi miếng đệm pin EV như một miếng đệm xốp rẻ tiền có thể biến một quyết định nhỏ về vật liệu thành hư hỏng tế bào, lỗi điện áp cao ngắt quãng, yêu cầu bảo hành và xác nhận lại toàn bộ mô-đun.

Hãy coi nó như một bộ phận quản lý áp suất chính xác và xác nhận nó cùng với các tế bào, tấm cuối, hệ thống làm mát, thanh cái, đầu nối và bộ dây điện cao thế.

Từ kinh nghiệm 15 năm làm dây điện ô tô và kết nối điện áp cao , tôi đã học được rằng áp suất cơ học bên trong mô-đun pin không bao giờ chỉ ảnh hưởng đến các tế bào. Cuối cùng, nó sẽ đến được các thiết bị đầu cuối, thanh cái, đầu nối, cảm biến và khai thác các điểm định tuyến.

Quy tắc thực tế của tôi rất đơn giản: kiểm soát chuyển động của tế bào trước khi nó trở thành sự cố kết nối điện . Trước khi phê duyệt bất kỳ miếng đệm pin EV nào, hãy xác minh đường cong áp suất, bộ nén, hiệu suất điện môi, lão hóa môi trường và độ giãn nở của pin khi hết tuổi thọ bằng dữ liệu mô-đun thực tế.

Tài liệu tham khảo có thẩm quyền

1. Tập đoàn Rogers, PORON EVMở rộng vật liệu đệm pin .

2. Giải pháp băng Saint-Gobain, Độ lệch lực nén trong ứng dụng EV .

3. Giải pháp băng Saint-Gobain, Quản lý tình trạng sưng tấy của pin EV .

4. Giải pháp UL, Tiêu chuẩn quy định và kiểm tra pin EV .

5. Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế, ISO 6469-1:2019 An toàn hệ thống lưu trữ năng lượng có thể sạc lại .

6. Ủy ban Kinh tế Liên Hợp Quốc về Châu Âu, Quy định UNECE số 100 .

7. SAE quốc tế, Kiểm tra độ rung SAE J2380 của ắc quy xe điện .

8. SAE quốc tế, Tiêu chuẩn an toàn hệ thống pin SAE J2929 .