Keď je batéria zostavená, medzera medzi prizmatickým alebo vreckovým článkom a chladiacou doskou nie je nikdy dokonale rovnomerná. V tejto medzere je umiestnená tepelná podložka batérie. Musí viesť teplo, absorbovať zmeny rozmerov a držať sa pri kompresii, vibráciách a tepelných cykloch. Praktický záver je jednoduchý: nevyberajte si podložku len podľa údajového listu tepelnej vodivosti. Skutočný výber začína toleranciami rozhrania balenia a tepelným odporom pri pracovnom tlaku.
Tento článok vysvetľuje, čo robí tepelná podložka na batérie, parametre, ktoré rozhodujú o jej výkone v teréne, a ako sú podložky Goode Thermex na úrovni buniek navrhnuté podľa týchto skutočností.
A tepelná podložka batérie je vrstva vyplňujúca medzeru umiestnená medzi teplo generujúcimi bunkami a chladiacimi štruktúrami alebo puzdrom balenia. Jeho primárnou úlohou je znížiť prechodový odpor, ktorý by inak zadržiaval teplo v článku. V praxi si podložka musí poradiť aj s nerovným povrchom, mechanickým zaťažením a zmenami teploty. Podložka môže byť dostatočne mäkká, aby sa prispôsobila, alebo dostatočne pevná na to, aby podporovala komponenty, v závislosti od dizajnu rozhrania.
Niektoré podložky sú optimalizované na vedenie tepla, zatiaľ čo iné sú navrhnuté tak, aby oneskorili šírenie tepla pri tepelnom úniku. Táto dvojitá úloha je dôvodom, prečo môže tá istá skupina produktov zahŕňať riešenia s vysokou vodivosťou aj s vysokou izoláciou. V tabuľke nižšie sú uvedené parametre, na ktorých záleží pri hodnotení podložky pre EV pack.
| Parameter | Čo ovláda |
|---|---|
| Tepelná impedancia (cm²·K/W) | Skutočný odpor cez podložku a rozhrania je bližšie k skutočnému výkonu balenia ako surová vodivosť. |
| Stlačenie a vychýlenie | Určuje, koľko variácií medzery môže podložka absorbovať bez nadmernej sily alebo poškodenia konštrukcie. |
| Tvrdosť (Shore 00) | Mäkšie podložky sa ľahšie prispôsobia, ale môžu vyžadovať starostlivé zaobchádzanie; tvrdšie podložky odolávajú šmyku, ale vyžadujú prísnejšie tolerancie. |
| Kompresná súprava | Ukazuje, či si podložka zachováva hrúbku po cyklovaní zaťaženia, čo ovplyvňuje dlhodobý tepelný kontakt. |
| Dielektrická pevnosť | Potvrdzuje, či podložka dokáže bezpečne zabezpečiť elektrickú izoláciu medzi článkami a chladiacim hardvérom. |
| Rozsah prevádzkových teplôt | Umožňuje výkon v trvalom horúcom alebo chladnom prostredí, ktoré sa prejavuje v pracovných cykloch EV. |
Vo výrobnom programe sa tieto parametre nehodnotia izolovane. Podložka je súčasťou systému, ktorý zahŕňa chladiace povrchy článkov, rámy modulov a kryt balenia. Zmena typu článku alebo konštrukcie dosky chladiacej kvapalinou si môže vynútiť prehodnotenie kompresného a tepelného výkonu podložky.
Tolerancie výšky bunky, rovinnosť chladiacej dosky a postupnosť montáže určujú, akú veľkú deformáciu musí podložka poskytnúť. Ak je podložka príliš tenká, nemôže vyplniť medzeru; ak je príliš mäkký, môže sa po bicyklovaní vysunúť alebo stratiť kontakt. Pre mnohé rozhrania podložka, ktorá kombinuje mäkkú penovú vrstvu s aerogélovým jadrom a PET filmom, ponúka vyvážený rozsah kompresie. Okolo tejto konštrukcie je postavená batériová tepelná podložka Goode GA100.
Batériová tepelná podložka GA100 s PU penou, aerogélom a PET fóliou Táto podložka kombinuje PU penu, aerogél a PET film, aby poskytovala vyváženú kompresiu a tepelnú izoláciu. Jeho štruktúra zaisťuje stabilný kontakt medzi článkami a chladiacimi platňami, čím sa zaoberá toleranciou medzier a problémami s nastavením kompresie v akumulátoroch EV. Zobraziť produkt → Zatiaľ čo podložka vypĺňa medzeru, dizajnér balenia tiež potrebuje vedieť, akú silu vyvíja na bunky. Príliš veľká sila môže zdeformovať kryt; príliš malý tlak zanecháva cestu s vysokým odporom. Podložka s regulovanou kompresiou pomáha rozhraniu zostať stabilné počas životnosti balenia.
Tolerancia montáže je tiež otázkou nákladov. Pevné tolerancie na chladiacej doske môžu zjednodušiť výber podložky, ale zvýšiť náklady na opracovanie alebo balenie. Vyhovujúca podložka môže akceptovať širšie tolerančné pásmo, čo často zlepšuje celkovú rovnováhu nákladov a techniky bez obetovania tepelného výkonu.
Technické listy zvyčajne podporujú tepelnú vodivosť, ale podložka v balení zriedka funguje v plochom a dokonalom kontakte. Tepelná impedancia zahŕňa odpor rozhrania medzi podložkou a každým povrchom, ktorý závisí od tlaku, rovinnosti a tvrdosti podložky. Materiál s vysokou vodivosťou, ale zlou prispôsobivosťou môže fungovať horšie ako mäkší materiál s nižšou vodivosťou. To je dôvod, prečo je testovanie na úrovni produktu v rámci reprezentatívneho modulu užitočnejšie ako samotné porovnávanie čísel vodivosti.
Pri prezeraní výsledkov testov sa opýtajte, či bolo meranie vykonané pri navrhovanom percente kompresie a na povrchoch podobných skutočnej chladiacej doske. Podložka, ktorá vyzerá pôsobivo na pevnej, hladkej testovacej doske, sa môže správať odlišne, keď je pritlačená k lisovanej hliníkovej doske s špirálovitým vzorom alebo nerovnomernou medzerou.
V mnohých dizajnoch EV packov je tepelná podložka tiež umiestnená medzi článkom a kovovým chladiacim hardvérom. To robí dielektrickú pevnosť bezpečnostným parametrom, nielen vlastnosťou materiálu. Podložka s výstužnou fóliou môže poskytnúť konzistentné izolačné ohraničenie, pričom stále umožňuje prechod tepla. Tepelná podložka Goode GA200 používa nano silikónový rám s PET filmom na podporu tejto izolačnej úlohy v orámovanom, čiastočne komprimovanom rozhraní.
GA200 batériová tepelná podložka s nano silikónovým rámom a PET fóliou Táto podložka s nano silikónovým rámom a PET fóliou ponúka dielektrickú pevnosť a mechanické odpruženie. Poskytuje konzistentnú izoláciu a podporu pre rozhrania medzi bunkami a kovovým hardvérom, čo pomáha pri tepelnom manažmente. Zobraziť produkt → Testovanie spoľahlivosti by malo zahŕňať aj starnutie a tepelné cykly. Podložka, ktorá časom stratí hrúbku alebo stvrdne, zvýši tepelný odpor a nakoniec vytvorí horúce miesto. Hodnoty stlačenia a tvrdosti podľa Shorea sú užitočnými východiskovými bodmi, ale je potrebné ich overiť so špecifickými materiálmi článkov a chladiacich dosiek používaných vo výrobnom programe.
Pri obstarávaní je tepelná podložka konštrukčným komponentom, nie komoditou. Prvým krokom je potvrdiť, že dodávateľ môže poskytnúť konzistentnú hrúbku a tvrdosť v rámci šarží. Druhým je overenie odozvy podložky po tepelnom starnutí a cyklovaní záťaže, pretože práve tam sa objavuje väčšina porúch poľa. Dodávateľ, ktorý môže zdieľať štruktúrované údaje z Ecovadis alebo zodpovedných iniciatív v oblasti nerastných surovín, môže tiež poskytnúť väčšiu dôveru v reťazec ochrany materiálu, ale rozhodujúcim faktorom zostáva fyzická validácia.
Tieto kontroly znižujú riziko výberu materiálu, ktorý funguje v laboratóriu, ale počas sériovej výroby zavádza režimy zlyhania.
Na úrovni bunky musí tepelná podložka rešpektovať geometriu bunky a okolitú štruktúru. Môže tiež tolerovať vysoké teploty na blízkom konci v prípade tepelnej udalosti. Rad ochrany buniek Thermex od spoločnosti Goode zahŕňa podložky, ktoré na tento účel kombinujú rôzne materiálové systémy. Napríklad silikónový rám a aerogélové jadro môžu pridať štrukturálnu odolnosť a zároveň obmedziť prenos tepla v požadovanom smere. Tepelná podložka Goode GA310 je jedným z príkladov tejto konfigurácie.
Batériová tepelná podložka GA310 so silikónovým rámom a aerogélovým jadrom Táto podložka využíva silikónový rám a aerogélové jadro na spojenie vysokoteplotnej izolácie so štrukturálnou odolnosťou. Pomáha udržiavať stabilné tepelné podmienky a odpruženie, vhodné na ochranu medzi bunkami a obalmi v náročných batériových aplikáciách. Zobraziť produkt → Výber medzi štruktúrami na báze peny alebo silikónu závisí od toho, ako je balenie zostavené a čo má podložka chrániť. Podložka s penovou vrstvou s uzavretými bunkami môže poskytnúť väčšiu prispôsobivosť pri nízkom tlaku, zatiaľ čo podložka so silikónovým rámom môže ponúknuť lepšiu rozmerovú stabilitu pre bunkové balenie, ktoré zvláda vysoké šmykové zaťaženie.
Tepelná stratégia nekončí v bunke. Prvky na úrovni modulov, ako sú koncové platne a uvoľňovacie platne, riadia, kam môže ísť teplo počas tepelnej udalosti. Ochrana na úrovni balenia zahŕňa izoláciu podlahy a bočných stien krytu, ako aj rozhrania chladiacich dosiek. Výber tepelnej podložky bez zohľadnenia týchto susedných vrstiev môže vytvoriť dostatočnú akumuláciu tepla na ovplyvnenie výkonu balenia, ale výber podložky s realistickým rozhraním môže pomôcť chrániť celý elektrický a tepelný reťazec.
Ochranné línie modulu Goode Thermex a balenia sú navrhnuté tak, aby fungovali v rovnakom kontexte systému ako podložky na úrovni buniek. Kombinovaný zväzok izolácie, konštrukčných komponentov a tepelných podložiek určuje, ako sa balenie správa za normálnych prevádzkových podmienok a v scenári tepelného úniku.
Výber tepelnej podložky batérie začína medzerou a končí validáciou. Rozhodnutia, na ktorých záleží najviac, sú tolerancia rozhrania, tepelná impedancia pri pracovnom tlaku, nastavenie kompresie, dielektrická pevnosť a rozsah prevádzkových teplôt. Toto nie sú nezávislé hodnoty; interagujú s geometriou bunky, povrchovou úpravou chladiacej dosky a montážnou silou. Podložka, ktorá na údajovom liste vyzerá dobre, môže v balení zlyhať z dôvodu nesúladu medzi tvrdosťou a veľkosťou medzery.
Ochrana batériových článkov Goode Thermex ponúka pre tento výber niekoľko materiálových ciest, od kombinácií PU peny a aerogélu až po štruktúry so silikónovým rámom. Správna voľba je tá, ktorá je testovaná v skutočnej geometrii. Širší pohľad na tepelnú správu batérie EV nájdete v našej príručke o maximalizácii účinnosti a bezpečnosti pri tepelnom dizajne batérie EV.
Applet
Call centrum:
Tel:+86-0512-63263955
Email :[email protected]
Autorské práva © Goode EIS (Suzhou) Corp LTD
Izolačné kompozitné materiály a diely pre priemysel čistej energie
cn