Nên đặt rào cản nhiệt ở đâu bên trong bộ pin EV?

Sử dụng vật liệu cách nhiệt tuyệt vời ở sai vị trí vẫn có thể cho phép nhiệt, ngọn lửa hoặc khí thoát ra vượt qua rào cản và truyền qua bộ pin.

Lớp cách nhiệt của pin phải được đặt theo đường truyền dự kiến. Các rào cản giữa các tế bào nhắm vào tế bào lân cận gần nhất, các rào cản giữa mô-đun với mô-đun tạo ra mức độ phân tách thứ hai, trong khi các vật liệu ở cấp độ đóng gói bảo vệ vỏ, vỏ và vùng điện nhạy cảm.

Do đó, chiến lược mạnh mẽ ngăn chặn sự truyền nhiệt sử dụng vị trí vật liệu một cách cẩn thận như hiệu suất của vật liệu. Mục tiêu không phải là lấp đầy pin bằng chất cách điện mà là làm gián đoạn các đường truyền nhiệt và điện quan trọng nhất.

Nên lắp đặt các rào cản giữa các tế bào ở đâu?

Nếu các ô lân cận có đường dẫn nhiệt trực tiếp, một ô bị hỏng có thể nhanh chóng truyền năng lượng sang ô lân cận.

Đặt các rào cản giữa các tế bào tại các bề mặt tiếp xúc nơi các tế bào lân cận có thể trao đổi nhiệt có hại nhất. Đối với cấu trúc lăng trụ và túi, rào chắn cũng có thể cần phải điều chỉnh độ phồng và nén của tế bào trong suốt thời gian sử dụng pin.

Aspen Aerogels mô tả các sản phẩm PyroThin của mình cụ thể là rào cản nhiệt giữa các tế bào dành cho túi đựng và pin hình lăng trụ, kết hợp bảo vệ nhiệt với hoạt động cơ học khi nén pin.^[1]

Rào cản giữa mô-đun với mô-đun nên đi đâu?

Việc dừng dẫn truyền trực tiếp từ tế bào này sang tế bào khác không đảm bảo rằng sự kiện nhiệt không thể tiếp cận mô-đun khác thông qua các bộ phận cấu trúc, lỗ thông hơi hoặc ngọn lửa.

Sử dụng tính năng tách cấp mô-đun để làm gián đoạn đường truyền tiếp theo. Hình dạng rào cản nên xem xét các bức tường mô-đun, khoảng trống, bề mặt kết cấu và hướng thông hơi thay vì chỉ đặt một tấm giữa hai vỏ mô-đun.

Saint-Gobain xác định các miếng đệm thoát nhiệt cho cả lớp đệm tế bào và vị trí giữa các mô-đun, minh họa chiến lược rào cản có thể mở rộng ra ngoài từng tế bào riêng lẻ như thế nào.^[2]

Nắp bộ pin có cần cách nhiệt không?

Chiến lược rào cản chỉ tập trung giữa các tế bào có thể khiến vỏ gói tiếp xúc với ngọn lửa phản lực, khí nóng và các hạt phóng ra.

Đánh giá nắp và vỏ gói như các vùng bảo vệ thoát nhiệt riêng biệt. UL Solutions lưu ý rằng sự thoát nhiệt của pin có thể tạo ra ngọn lửa, áp suất và các hạt giống như tia phản lực có khả năng ăn mòn vật liệu vỏ bảo vệ.^[3]

Đây là lý do tại sao việc cách điện và bảo vệ vỏ bọc giữa các tế bào không nên được coi là có thể thay thế cho nhau. Sự tiếp xúc với nhiệt và cơ học có thể rất khác nhau.

Các kỹ sư nên quyết định vị trí rào chắn như thế nào?

Việc bổ sung lớp cách nhiệt ở khắp mọi nơi có thể làm tăng trọng lượng, chi phí và sức nén mà không kiểm soát được cơ chế truyền sóng chủ đạo.

Lập bản đồ sự kiện nhiệt trước khi xác định các bộ phận cắt theo khuôn. Xác định tế bào ban đầu, các tế bào lân cận, hướng thông hơi, ranh giới mô-đun, thanh cái, cấu trúc làm mát, vỏ gói và đường dẫn ngọn lửa hoặc khí tiềm năng.

Độ dày và vật liệu của rào chắn sau đó có thể được tối ưu hóa cho từng vị trí thay vì buộc một tấm cách nhiệt phải thực hiện mọi chức năng.

Cần trợ giúp để biến bố cục pin thành các bộ phận cách điện cắt khuôn?

Gửi cho Fuqiang sự sắp xếp tế bào của bạn, bản vẽ mô-đun, các khoảng trống có sẵn, hướng thông hơi và các yêu cầu cách nhiệt. Nhóm kỹ thuật của chúng tôi có thể xem xét các vị trí rào cản ở cấp độ tế bào, cấp độ mô-đun và cấp độ gói và chuẩn bị mẫu để xác nhận.

Câu hỏi thường gặp

Lớp cách nhiệt nên đi đâu giữa các tế bào pin?

Nó nên được đặt ở các bề mặt tiếp xúc của tế bào, nơi nó có thể làm giảm sự truyền nhiệt sang các tế bào lân cận đồng thời đáp ứng được lực nén và chuyển động của tế bào cần thiết.

Rào cản nhiệt giữa các tế bào là gì?

Nó là vật liệu được đặt giữa các tế bào lân cận để giảm sự truyền nhiệt và giúp ngăn chặn sự kiện nhiệt trong một tế bào kích hoạt tế bào tiếp theo.

Rào cản giữa mô-đun với mô-đun là gì?

Nó có chức năng chống nhiệt hoặc chống cháy được bố trí giữa các mô-đun pin để giúp hạn chế sự lan truyền ra ngoài mô-đun bị ảnh hưởng.

Lớp cách nhiệt của pin EV có nên bao phủ toàn bộ gói không?

Không nhất thiết phải như vậy. Vị trí rào chắn phải tuân theo các rủi ro về nhiệt, ngọn lửa, điện và thông gió. Việc thêm vật liệu vào nơi có ít khả năng bảo vệ có thể làm tăng khối lượng và chi phí một cách không cần thiết.

Liệu cách nhiệt giữa các tế bào có đủ để ngăn chặn sự truyền nhiệt không?

Không phải lúc nào cũng vậy. Thiết kế gói cũng phải xem xét các lỗ thông hơi, ngọn lửa, sự dẫn truyền của cấu trúc, ranh giới mô-đun và khả năng bảo vệ vỏ bọc.

Quan điểm về dây nịt ô tô và pin EV trong 15 năm

Sau 15 năm làm việc với hệ thống điện ô tô, tôi tiếp cận cách cách nhiệt của pin giống như bảo vệ dây nịt: đặt lớp bảo vệ ở nơi năng lượng hư hỏng thực sự di chuyển. Vị trí chính xác có thể quan trọng như độ dẫn nhiệt hoặc khả năng nhiệt độ được in trên bảng dữ liệu vật liệu.

Tài liệu tham khảo có thẩm quyền

[1] Aspen Aerogels - Rào cản nhiệt từ tế bào này đến tế bào khác cho pin EV

[2] Saint-Gobain — Tấm đệm tản nhiệt mô-đun và tế bào dòng TRP

[3] Giải pháp UL — Đánh giá sự thoát nhiệt của vỏ pin