Qu’est-ce que l’emballement thermique ? Un examen approfondi des causes et des solutions pour protéger les occupants

Alors que l'industrie automobile accélère sa transition vers un avenir tout électrique, l'attention des ingénieurs s'est étendue au-delà de l'autonomie et de la puissance pour se concentrer sur un critère plus crucial : la sécurité des occupants en cas de panne de courant. emballement thermique Au cœur de cette discussion se trouve un phénomène connu sous le nom d'emballement thermique.

Pour les constructeurs automobiles et les ingénieurs en batteries, atténuer ce risque n'est pas seulement un obstacle réglementaire, c'est une condition fondamentale à l'adoption massive des véhicules électriques.

Qu’est-ce que l’emballement thermique ?

L'emballement thermique est une réaction en chaîne qui se produit au sein d'une cellule de batterie lithium-ion lorsqu'une défaillance interne ou externe provoque une élévation incontrôlée de la température. Cette chaleur déclenche d'autres réactions chimiques exothermiques, créant un cercle vicieux qui conduit à une libération rapide d'énergie. Les batteries actuelles évoluent rapidement, utilisant différentes chimies pour accélérer la charge ou augmenter l'autonomie théorique. Ces nouvelles chimies de batteries engendrent de nouveaux défis en matière d'emballement thermique et de gestion de la pression mécanique dans les cellules.

Lorsqu'une seule cellule tombe en panne, la chaleur intense et les flammes peuvent se propager aux cellules voisines. Cet « effet domino », appelé propagation de cellule à cellule (C2C), peut compromettre l'ensemble de la batterie, entraînant le dégagement de gaz toxiques, de fumée et un incendie. Ces événements sont souvent autonomes et peuvent… alimenter un feu pendant des heures, voire des jours.Les pompiers intervenants ont dû faire preuve de créativité pour éteindre ces incendies, en utilisant des équipements spéciaux, divers produits chimiques et des tactiques spécifiques afin de s'assurer qu'un incendie de véhicule électrique soit complètement éteint et que l'on puisse se déplacer en toute sécurité.

Les catalyseurs de la propagation

L'emballement thermique résulte généralement de l'un des trois types de situations suivants :

• MécaniquesDommages physiques résultant d'une collision ou d'une intrusion ayant perforé la cellule.
• ÉlectricitéSurcharge, décharge rapide ou courts-circuits internes causés par des défauts de fabrication ou le vieillissement de la batterie.
• ThermiqueExposition à une chaleur externe extrême, défaillance du système de refroidissement de la batterie du véhicule ou augmentation de la température pendant la charge

La norme en matière de protection : pourquoi les barrières en aérogel ?

Pour satisfaire aux normes de sécurité internationales les plus strictes, telles que la norme chinoise GB38031 et la norme onusienne ECE/TRANS/180/Add.20, les fabricants doivent garantir aux occupants un temps suffisant pour quitter le véhicule en toute sécurité. Si des matériaux traditionnels comme le mica ou les couvertures en céramique ont été utilisés, les architectures de batteries de nouvelle génération, les compositions chimiques des cellules et les enjeux liés à la durée de vie des packs exigent une solution plus avancée. PyroThin^® barrières thermiques en aérogel.

Voici comment fonctionne notre plateforme technologique d'aérogel^® surpasse les matériaux conventionnels et autres aérogels pour protéger les occupants des véhicules :

1. Stopper la propagation à la source

Contrairement aux matériaux qui ne font que retarder la chaleur, PyroThin Il a été démontré que la propagation thermique peut être stoppée au niveau intercellulaire. En agissant comme une barrière thermique quasi impénétrable entre les cellules, elle empêche la propagation d'un incident isolé à l'ensemble du pack.

2. Double fonctionnalité : thermique et mécanique

L'un des avantages uniques de notre technologie d'aérogel est sa capacité à remplir simultanément deux fonctions : elle sert à la fois de barrière thermique coupe-feu et de coussin de compression mécanique.

ThermiqueElle offre une isolation de pointe, même sous les pressions extrêmes rencontrées à l'intérieur d'un bloc-batterie.
Mécaniques: Gère les contraintes quotidiennes liées au gonflement des cellules pendant les cycles de charge/décharge, maintenant ainsi l'état de santé (SOH) de la batterie tout au long de son cycle de vie.

3. Maximiser l'efficacité volumétrique

Dans la course à l'autonomie, chaque millimètre compte. Les barrières en aérogel sont ultra-minces et légères. Cela permet aux ingénieurs d'obtenir un rapport cellule/emballage plus élevé, concentrant ainsi plus d'énergie dans le même espace sans compromettre la sécurité des occupants.

4. Performances éprouvées à grande échelle

Tous les aérogels ne se valent pas. Notre plateforme technologique d'aérogels est actuellement produite en série pour de grands équipementiers mondiaux, notamment… GM Ultium Plateformes de batteries et autres. Nos équipes d'ingénierie et de prototypage possèdent les connaissances et les compétences nécessaires pour aider les équipementiers et les fabricants de batteries à concevoir la meilleure barrière thermique pour leur application spécifique.

Conclusion

L’emballement thermique est un problème complexe, mais avec les bons matériaux et le bon partenaire, il est gérable. En intégrant PyroThin Avec les barrières en aérogel, les constructeurs automobiles ne se contentent pas d'ajouter un séparateur de cellules, ils mettent en œuvre un système de sécurité haute performance conçu pour protéger des vies et instaurer la confiance dans l'avenir de la mobilité électrique.

Découvrez comment nos équipes techniques et de prototypage peuvent vous aider à atteindre vos objectifs en matière de sécurité des batteries. PyroThin. Contactez-nous dès aujourd'hui