Jangan hanya melengahkan perambatan haba sel ke sel, hentikannya.

Jurutera bateri menghadapi cabaran sukar untuk memaksimumkan perlindungan pelarian haba sambil mengoptimumkan prestasi kenderaan. Tugas ini menjadi lebih kritikal apabila reka bentuk sel-ke-kemas dan sel-ke-casis semakin popular kerana pengeluar kehilangan perlindungan tambahan yang boleh dibina ke dalam reka bentuk berasaskan modul. Walaupun kimia baru seperti LFP dan keadaan pepejal dipasarkan sebagai alternatif yang lebih selamat kepada NMC, masih terdapat risiko pembiakan terma.

Keselamatan adalah halangan penting yang mesti diatasi oleh pengeluar automotif untuk menggalakkan penggunaan meluas kenderaan elektrik bateri. China (GB38031) dan Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu (ECE/TRANS/180/Add.20) telah menetapkan penanda aras semasa untuk mengawal perambatan haba dengan peraturan kelewatan 5 minit mereka. Dengan julat lebih tinggi dan pek bateri berkuasa lebih tinggi di ufuk berhampiran, OEM harus menyediakan diri mereka untuk peraturan berikutnya yang mungkin akan menjadi lebih lama (mis., 10, 20, 30 minit) sehingga akhirnya, sistem bukan penyebaran yang boleh dipercayai akan diperlukan.

Terdapat pelbagai laluan untuk pemindahan haba dari sel dalam pelarian haba kepada jirannya. Yang paling jelas ialah pengaliran sel ke sel. Elemen lain yang perlu dipertimbangkan semasa membangunkan strategi pengurangan perambatan haba termasuk pengurusan gas, laluan konduktif sekunder (plat penyejukan tidak aktif, bar bas, dll.), dan penyejukan aktif (jika mekanisme masih berfungsi selepas senario ranap.) Sel-ke- penghalang sel adalah barisan pertahanan pertama apabila cuba mengawal perambatan haba.

Halangan Sel-ke-Sel Mesti Menguruskan Tenaga Mekanikal dan Terma

Dalam kantung dan aplikasi sel prismatik, penghalang sel ke sel memainkan dua peranan:

1. Mekanikal

Halangan sel ke sel mesti bertindak sebagai pad mampatan dan menyerap pergerakan sel semasa ia membengkak dengan usia, serta semasa kitaran cas dan nyahcas. Semasa kitaran ini, sel mengembang dan mengecut seperti paru-paru menarik dan mengeluarkan nafas. Dari segi sejarah, peranan ini diisi oleh buih poliuretana atau buih silikon, tetapi suhu pendedahan maksimumnya memuncak pada kira-kira 100 hingga 300°C. Mereka lebih baik daripada tiada, tetapi biasanya tidak akan memenuhi peraturan kelewatan 5 minit.

2. Termal

Halangan sel-ke-sel kerja kedua yang dipenuhi ialah penghalang kebakaran. Ia mesti memberikan rintangan haba yang luar biasa – semasa dimampatkan – pada suhu 1000°C atau lebih tinggi. Bahan seperti logam dan kepingan mika berfungsi dengan baik secara terma tetapi terhad apabila ia melibatkan penyerapan tenaga mekanikal.

Airgel adalah salah satu daripada beberapa bahan yang boleh berfungsi dengan baik dalam kedua-dua kategori. Selama beberapa dekad, aerogel terkenal sebagai penebat pepejal paling ringan di dunia dan berprestasi tinggi tetapi mencabar untuk dibuat pada skala dan terlalu rapuh untuk aplikasi praktikal. Aspen Aerogels bekerjasama dengan NASA untuk membangunkan dan mengkomersialkan selimut aerogel fleksibel pertama. Selepas lebih daripada 20 tahun kejayaan terbukti sebagai penebat haba, penebat akustik, dan perlindungan kebakaran pasif dalam aplikasi industri, Aspen direka bentuk PyroThin, penghalang haba ultranipis dan ringan untuk aplikasi EV. PyroThin halangan haba boleh melaksanakan fungsi mekanikal pad mampatan dan peranan haba penghalang kebakaran.

OEM automotif global memilih PyroThin sebagai sebahagian daripada strategi mitigasi perambatan haba mereka kerana PyroThin...

Tahan Suhu sehingga 1400°C

Aspen Aerogels dibangunkan PyroThin dengan pemahaman bahawa tiada penyelesaian satu saiz yang sesuai untuk semua untuk penghalang sel ke sel. Kimia sel yang berbeza terbakar pada suhu yang berbeza, dan ia terbakar panas. PyroThin penghalang haba ialah platform boleh melaras di mana kimia airgel dan tetulang gentian boleh dilaraskan untuk keperluan aplikasi.

Bertindak sebagai Pad Mampatan Kenyal dan Berdaya Tahan

PyroThin memanfaatkan keporositi kejuruteraan silika aerogel untuk memberikan prestasi terma dan mekanikal yang terkemuka dalam format yang ringan. Semasa proses pengawetan airgel, rantai silika-polimer yang panjang terbentuk, dan ia bertindak bersama-sama sebagai berbilion mata air nano elastik. Selimut aerogel yang fleksibel mempunyai liang yang 10,000x lebih kecil daripada bahan penebat lain. Pada magnitud ini, fizik berubah sepenuhnya. PyroThin mempunyai kekonduksian terma lebih rendah daripada udara pegun, jadi apabila ia dimampatkan, kekonduksian terma sebenarnya bertambah baik.

Rintangan Terma, Walaupun Dimampatkan

Airgel mempunyai kekonduksian terma yang paling rendah daripada mana-mana bahan di Bumi. Tidak seperti penebat tradisional, aerogel tidak bergantung pada udara yang terperangkap. Bila PyroThin dimampatkan, udara yang mempunyai kekonduksian terma yang lebih rendah atau lebih teruk daripada airgel diperah keluar. Ini bermakna halangan sel-ke-sel yang lebih nipis, lebih banyak sel dalam modul, pek lebih ringan dan julat yang meningkat.

PyroThin Halangan Terma Lanjutan Menunjukkan Janji untuk Masa Depan Tidak Merambat

Sebagai tambahan kepada OEM automotif tertakluk PyroThin kepada ujian dunia sebenar, Aspen Aerogels telah membangunkan satu siri ujian modul mini. Dua sel – sel pencetus dan sel bersebelahan – mempunyai a PyroThin penghalang haba antara mereka untuk melihat sama ada ia boleh menghalang perambatan haba dari satu sel ke sel yang lain.

Dalam persediaan ujian di atas, dua sel prismatik (CATL) 62 Ah dimampatkan di dalam jig untuk mengekalkan tekanan muka sel. Aspen mereka bentuk ujian perambatan haba untuk tekanan akhir hayat (EOL), jadi 2.35mm PyroThin berada pada ketegangan kira-kira 50%. Pad pemanas 160W mencetuskan sel menjadi pelarian haba.

Menariknya, apabila sel bolong, tekanan menurun, dan PyroThin boleh mengembang sedikit antara sel. Sepanjang 30 minit, sel bersebelahan mencapai suhu puncak 130°C pada tanda 5 minit tetapi tidak masuk ke pelarian haba. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa konfigurasi modul mini ini mengasingkan laluan konduktif daripada laluan sekunder dalam konfigurasi pek sebenar. Walau bagaimanapun, ujian ini menunjukkan bahawa pelarian haba boleh dihentikan pada tahap sel ke sel. Jurutera kini boleh mengalihkan perhatian mereka kepada mekanisme lain dan cara mengasingkannya, akhirnya berusaha ke arah reka bentuk yang tidak menyebarkan.

PyroThin halangan haba adalah penyelesaian yang terbukti, baik dalam tetapan makmal dan di jalan raya. Aspen Aerogels telah dinamakan sebagai Pemenang Anugerah Overdrive untuk Kecemerlangan Pelancaran, sebagai sebahagian daripada Anugerah Pembekal Terbaik General Motors ke-30. PyroThinteknologi dan sokongan kejuruteraan tangkas Aspen memainkan peranan penting dalam strategi perambatan haba GM untuk platform bateri Ultium mereka.