A nagy kapacitású elektromos járművekre (EV-k) való gyors átállás óriási nyomást gyakorolt az akkumulátor hőkezelési rendszereire (BTMS). Ahogy az akkumulátorcsomagok sűrűbbé válnak és a töltési sebesség növekszik, a hő elvezetésének képessége az egyes celláktól elsődleges biztonsági és teljesítménytényezővé válik. EV akkumulátor hőpárnák , más néven termikus interfész anyagok (TIM) ennek az architektúrának a nem énekelt hősei, megbízható hidat biztosítva a hőátadáshoz, miközben biztosítják az elektromos szigetelést és a mechanikai stabilitást.
A modern elektromos járművek akkumulátoregységeiben a hőpárnák kritikus interfészként szolgálnak az akkumulátorcellák (vagy modulok) és a folyadékhűtő lemez között. A termikus gélekkel és zsírokkal ellentétben a párnák előkeményített, szilárdtest lemezek, amelyek egyenletes vastagságot és teljesítményt biztosítanak nagy felületeken. Elsődleges funkciójuk a légrések megszüntetése – amelyek hőszigetelőként működnek – és folyamatos vezetőutat hoznak létre.
Gyors kisütés vagy nagy teljesítményű töltés során az akkumulátorcellák jelentős hőt termelnek. A hőpárnák megkönnyítik ennek az energiának a hűtőrendszer felé történő mozgását. Az egyszerű hűtésen túl létfontosságú szerepet játszanak a hőmérséklet homogenizálásában. Azáltal, hogy egyenletes érintkezést biztosítanak a modul teljes alján, megakadályozzák a lokális "forró pontok" kialakulását, amelyek a cella felgyorsult lebomlásához vagy szélsőséges esetekben a hőkitöréshez vezethetnek.
Az elektromos járművek dinamikus környezetben működnek, amelyet állandó vibráció és mechanikai ütés jellemez. A kiváló minőségű hőpárnákat alacsony Shore-keménységgel (gyakran Shore 00-val) tervezték, így összenyomódnak és alkalmazkodnak a felületi egyenetlenségekhez. Ez a megfelelés nemcsak a hőkontaktust tartja fenn a jármű mozgása közben, hanem párnázórétegként is működik, megvédve az akkumulátor érzékeny alkatrészeit a mechanikai igénybevételtől.
Az EV akkumulátor hőpárna hatékonyságát kémiai összetétele és fizikai tulajdonságai határozzák meg. A legtöbb autóipari minőségű betét szilikon alapú, bár a szilikonmentes alternatívák egyre nagyobb teret hódítanak bizonyos mérnöki követelményeknek.
| Funkció | Szilikon alapú párnák | Szilikonmentes (polimer) betétek |
| Hővezetőképesség | 1,0 – 15,0 W/m·K | 1,0 – 8,0 W/m·K |
| Üzemi hőmérséklet | -60°C és 200°C között | -40°C és 125°C között |
| Kompressziós erő | Nagyon alacsony (nagyon puha) | Mérsékelt |
| Kigázosodás (sziloxán) | Jelen (hacsak nem speciális) | Egyik sem |
Mivel a hőpárnák közvetlenül érintkeznek a nagyfeszültségű akkumulátorcellákkal, nagy dielektromos szilárdsággal kell rendelkezniük (általában >5 kV/mm). Ez biztosítja, hogy miközben a betét kiváló hővezető, robusztus elektromos szigetelő marad, megakadályozva a rövidzárlatot a cellák és a jármű alváza vagy hűtőlemeze között. Ezenkívül az autóipari szabványok előírják, hogy ezeknek az anyagoknak égésgátlónak kell lenniük, és jellemzően a UL 94 V-0 minősítés.
A mérnöki csapatok gyakran vitatkoznak az előre vágott hőpárnák és az automatizált folyékony hézagkitöltők (zselék) használata között. Míg a folyékony töltőanyagok kiválóak a nagy mennyiségű automatizált adagoláshoz, a hőpárnák határozott előnyöket kínálnak bizonyos összeszerelési helyzetekben.
Könnyű átdolgozás: A hőpárnák könnyen eltávolíthatók és cserélhetők a karbantartás vagy az akkumulátor második élettartama során, anélkül, hogy intenzív tisztításra vagy oldószerhasználatra lenne szükség.
Nincs kötési idő: Ellentétben a gélekkel, amelyeknél órákra lehet szükség a teljes tulajdonság eléréséhez, a hőpárnák azonnali hőteljesítményt biztosítanak az összeszereléskor, felgyorsítva a gyártási ciklusokat.
Egységesség: A párnák garantáltan minimális vastagságot biztosítanak, biztosítva, hogy a cella és a hűtőlemez közötti távolság még nagy szorítónyomás mellett is megmaradjon.
Az elektromos járművek akkumulátorának élettartamának maximalizálása érdekében a hőpárnát a csomag kialakításának sajátos geometriája és tűrései alapján kell kiválasztani.
A hűtőlemezek és akkumulátormodulok gyártási tűrései változó hézagokat hozhatnak létre. A megfelelő „elhajlási” görbével rendelkező betét kiválasztása elengedhetetlen. Ha egy párna túl kemény, túlzott nyomást gyakorolhat a sejtekre; Ha túl puha vagy túl vékony, előfordulhat, hogy bizonyos területeken nem hidalja át a rést, ami légzsákokhoz és hőhibákhoz vezethet.
A "nedvesedés" az anyag azon képességére utal, hogy mikroszkopikusan alkalmazkodik a felületi érdességhez. A természetes tapadású párna enyhén hozzátapadhat a hűtőlemezhez az összeszerelés során, megakadályozva az elmozdulást. A nagyüzemi gyártásnál azonban sok mérnök előnyben részesíti az egyik oldalon "bársonyos" vagy alacsony tapadású bevonattal ellátott betéteket, hogy megkönnyítse a pozícionálást és megakadályozza a szakadást.
Az elektromos járművek akkumulátorának környezete kemény. A hőpárnáknak ellenállniuk kell a "kiszivattyúzásnak" (a hőciklus miatti anyagvándorlásnak), és meg kell őrizniük rugalmasságukat a jármű 10-15 éves élettartama alatt. A továbbfejlesztett szilikonkészítményeket úgy tervezték, hogy ellenálljanak a kiszáradásnak és a keményedésnek, így biztosítva, hogy a hőimpedancia stabil maradjon az akkumulátor öregedésével.
Kisalkalmazás
Call Center:
Tel:+86-0512-63263955
Email :[email protected]
Szerzői jog © Goode EIS (Suzhou) Corp. LTD
Szigetelő kompozit anyagok és alkatrészek a tiszta energiaipar számára
cn