Was ist ein thermisches Durchgehen? Ein genauerer Blick auf die Ursachen und Lösungen zum Schutz der Bewohner

Während die Automobilindustrie sich in Richtung einer vollelektrischen Zukunft beschleunigt, hat sich der technische Fokus über Reichweite und PS-Zahl hinaus auf ein wichtigeres Kriterium erweitert: die Sicherheit der Insassen während eines Unfalls. thermische Ausreißer Im Mittelpunkt dieser Diskussion steht ein Phänomen, das als thermisches Durchgehen bekannt ist.

Für OEMs und Batterieingenieure ist die Minderung dieses Risikos nicht nur eine regulatorische Hürde – sie ist eine grundlegende Voraussetzung für die breite Akzeptanz von Elektrofahrzeugen.

Was ist Thermal Runaway?

Thermisches Durchgehen ist eine Kettenreaktion in Lithium-Ionen-Akkuzellen, bei der ein interner oder externer Defekt zu einem unkontrollierten Temperaturanstieg führt. Diese Hitze löst weitere exotherme chemische Reaktionen aus und erzeugt so einen sich selbst verstärkenden Kreislauf, der eine rasche Freisetzung von Energie zur Folge hat. Moderne Akkus entwickeln sich rasant weiter und nutzen unterschiedliche chemische Zusammensetzungen, um die Ladezeiten zu verkürzen oder die theoretische Reichweite zu erweitern. Mit diesen neuen Akku-Chemien gehen neue Herausforderungen im Hinblick auf thermisches Durchgehen und das mechanische Zelldruckmanagement einher.

Wenn eine einzelne Zelle ausfällt, können die intensive Hitze und die Flammen auf benachbarte Zellen übergreifen. Dieser sogenannte „Dominoeffekt“, die sogenannte Zell-zu-Zelle-Ausbreitung (C2C), kann den gesamten Akku beschädigen und zur Freisetzung giftiger Gase, Rauch und Brände führen. Solche Ereignisse verlaufen oft autark und können Ein Feuer feuern, das stunden- und sogar tagelang hältDie eintreffenden Feuerwehrleute mussten bei der Bekämpfung dieser Brände kreativ werden und griffen auf Spezialausrüstung, verschiedene Chemikalien und Taktiken zurück, um sicherzustellen, dass ein Elektrofahrzeugbrand gelöscht und das Fahrzeug sicher bewegt werden kann.

Die Katalysatoren der Ausbreitung

Thermisches Durchgehen entsteht typischerweise durch eine von drei Arten von Situationen:

• MechanischPhysische Beschädigung durch eine Kollision oder ein Eindringen, das die Zelle durchdringt.
• Boardelektronik: Überladung, Schnellentladung oder interne Kurzschlüsse, die durch Herstellungsfehler oder Alterung der Batterie verursacht werden.
• Thermische: Einwirkung extremer äußerer Hitze oder Ausfall des Batteriekühlsystems des Fahrzeugs oder erhöhte Temperatur während des Ladevorgangs

Der Standard für Schutz: Warum Aerogelbarrieren?

Um strenge globale Sicherheitsstandards – wie beispielsweise Chinas GB38031 und UN ECE/TRANS/180/Add.20 – zu erfüllen, müssen Hersteller gewährleisten, dass die Fahrzeuginsassen ausreichend Zeit haben, das Fahrzeug sicher zu verlassen. Während traditionelle Materialien wie Glimmer- oder Keramikmatten verwendet wurden, erfordern Batteriearchitekturen der nächsten Generation, Zellchemie und Anforderungen an die Lebensdauer der Akkus eine fortschrittlichere Lösung. PyroThin^® Aerogel-Wärmebarrieren.

So funktioniert unsere Aerogel-Technologieplattform^® Übertrifft herkömmliche Materialien und andere Aerogele beim Schutz der Fahrzeuginsassen:

1. Unterbrechung der Ausbreitung an der Quelle

Im Gegensatz zu Materialien, die die Wärme lediglich verzögern, PyroThin Es wurde nachgewiesen, dass die thermische Ausbreitung auf Zellebene gestoppt werden kann. Indem es als nahezu undurchdringliche thermische Barriere zwischen den Zellen wirkt, verhindert es, dass sich das Problem einer einzelnen defekten Zelle zu einem Ereignis im gesamten Akkumulator ausbreitet.

2. Doppelfunktionalität: Thermische und mechanische Funktionalität

Einer der einzigartigen Vorteile unserer Aerogel-Technologie ist ihre Fähigkeit, zwei Funktionen gleichzeitig zu erfüllen. Sie dient sowohl als thermische Brandschutzbarriere als auch als mechanische Kompressionsmatte.

ThermischeEs bietet eine branchenführende Isolierung selbst unter den extremen Druckverhältnissen innerhalb eines Akkupacks.
Mechanisch: Bewältigt die täglichen Belastungen durch Zellschwellung während der Lade-/Entladezyklen und erhält so den Gesundheitszustand (State-of-Health, SOH) des Akkus über seine gesamte Lebensdauer aufrecht.

3. Maximierung der volumetrischen Effizienz

Im Wettlauf um größere Reichweiten zählt jeder Millimeter. Aerogelbarrieren sind ultradünn und leicht. Dadurch können Ingenieure ein höheres Zell-zu-Pack-Verhältnis erreichen und so mehr Energie auf demselben Raum unterbringen, ohne die Sicherheit der Insassen zu beeinträchtigen.

4. Bewährte Leistungsfähigkeit im großen Maßstab

Nicht alle Aerogele sind gleich. Unsere Aerogel-Technologieplattform wird derzeit in Serie für führende globale OEMs produziert, darunter auch für … GM Ultium Batterieplattformen und andere. Unsere Ingenieurs- und Prototypenteams verfügen über das Wissen und die Fähigkeiten, OEMs und Batteriehersteller bei der Entwicklung der optimalen Wärmebarriere für ihre jeweilige Anwendung zu unterstützen.

Fazit

Thermisches Durchgehen ist eine komplexe Herausforderung, die sich jedoch mit den richtigen Materialien und Partnern bewältigen lässt. Durch die Integration PyroThin Mit Aerogelbarrieren fügen Fahrzeughersteller nicht einfach nur einen Zellseparator hinzu, sondern implementieren ein Hochleistungssicherheitssystem, das darauf ausgelegt ist, Leben zu schützen und Vertrauen in die Zukunft der Elektromobilität aufzubauen.

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