Termal yönetim, modern elektrikli araç pil tasarımında en önemli mühendislik zorluklarından biridir.
EV pil paketleri daha yüksek enerji yoğunluğuna, daha hızlı şarj, daha yüksek güç çıkışı ve daha kompakt mimarilerine doğru ilerledikçe, hücre sıcaklığını kontrol etmek giderek zorlaşıyor.Soğutma sisteminin kendisi çözümün sadece bir parçasıdır.Hücreler, soğutma yapıları, paket kaplamaları ve diğer bileşenler arasında yerleştirilen malzemeler, ısının ne kadar etkili bir şekilde hareket edebileceğini veya ne kadar etkili bir şekilde bloke edilebileceğini belirler.
Bu nedenle, pil termal yönetimi,Soğutma, ısı aktarımı, yalıtım, mühürleme, ısı yayımı ve aktif ısıtmaTek bir soğutma teknolojisi olarak değil.
İyi tasarlanmış bir batarya termal yönetim sistemi tipik olarak birkaç malzeme teknolojisini kullanır ve her malzeme paketin içindeki spesifik konumuna ve işlevine göre seçilir.
Lityum-ion piller çalışma sıcaklığına duyarlıdır. Pilin performansı, yaşlanma davranışı, şarj kabiliyeti ve güvenliği tümü sıcaklıktan etkilenebilir.
Birçok EV bataryası termal yönetim stratejisi, hücre sıcaklıklarını kontrol edilen bir çalışma penceresi içinde tutmayı amaçlamaktadır.15°40°CAraştırma incelemeleri ayrıca, pil performansı için hassas sıcaklık kontrolünün önemini vurgulamıştır.Güvenlik ve kullanım süresi.
Sorun, bir soğutma sisteminin sıcaklığı soğutma ortamına ulaşabildiğinde etkili bir şekilde kontrol edebilmesidir.
Bir sıvı soğuk plaka, soğutma suyu kanalı veya hava akışı soğutma sınır koşulunu belirler. Bununla birlikte, hücre ve soğutma sistemi arasındaki her arayüz termal direnç getirir.
Örneğin:
Hücre → TIM → Soğuk plaka → Soğutucu
Karşılık mikroskopik hava boşlukları, yetersiz sıkıştırma veya aşırı bağ çizgisi kalınlığı içerirse,Sıcaklık yolu, soğutma sisteminin kendisinin yeterli kapasitesine sahip olduğu halde bile bir engelle dönüşebilir..
Bu nedenle, malzeme seçimi, pillerin termal yönetimi tasarımının önemli bir parçasıdır.
Modern bir batarya paketi birkaç farklı ısı ve koruma bölgesine sahiptir.
Her bölge farklı bir işlev yerine getirir ve bu nedenle farklı bir malzeme stratejisi gerektirir.
| Batarya Paketi Bölgesi | Temel İşlev | Tipik Malzeme Teknolojileri |
|---|---|---|
| Hücreden hücreye | Yavaş ısı yayımı ve elektrik yalıtımı sağlar | Silikon köpüğü, aerogel, mika, seramik |
| Hücre/modül soğutma plaka | Sıcaklığı soğutma sistemine aktar | Termal bantlar, termal jeller, boşluk doldurucular, yapıştırıcılar |
| Modülden çerçeveye | Sıcaklığı aktarın ve mekanik hareketi emiyorsunuz | Termal bantlar, boşluk doldurucular, yapı malzemeleri |
| Paket kapağı | Su, toz ve çevresel maruz kalmaya karşı mühürlenme | Silikon köpüklü dikişler, mühürleme malzemeleri |
| Soğuk iklim operasyonu | Şarjdan önce veya sırasında önceden ısıtan hücreler | Polyimid ısıtıcı, silikon kauçuk ısıtıcı |
| Sıcaklık yayılması | Yerelleştirilmiş ısıyı dağıt | Grafit ve grafen bazlı malzemeler |
Bu bölgeye dayalı yaklaşım malzeme seçimini kolaylaştırır çünkü mühendis önce tanımlayabilirHer arayüzün neyi başarması gerekiyorve sonra uygun malzeme sınıfını seçin.
Hücre-soğuk plaka arayüzü, sıvı soğutmalı bir EV pilinde en önemli termal yollardan biridir.
Amacımız basittir:
Sıcaklık üreten hücre ile soğutma yapısı arasındaki termal direnci en aza indir.
Havanın ısı iletkenliği sadece yaklaşık0.026 W/m·KBu nedenle kontrolsüz hava boşlukları, arayüz direncini önemli ölçüde artırabilir.
Termal arayüz malzemeleri bu boşlukları doldurur ve daha sürekli bir termal yol yaratır.
En yaygın üç yaklaşım şunlardır:
-
Termal bantlar
-
Termal boşluk doldurucu
-
Termal olarak iletken yapıştırıcılar
Termal yastıklar, pil bileşeni ve soğutma yapısı arasında yerleştirilen uyumlu katı levhalardır.
Silikon ve silikon olmayan formülasyonlarda mevcuttur ve özel şekillere kesilebilir.
Tipik avantajlar şunlardır:
-
Sertleştirme işlemi yok
-
Kolay kurulum
-
Kesilmiş geometri
-
İzolasyon derecelerinde iyi elektrik yalıtımı
-
Birçok uygulamada yeniden işlenebilirlik
-
Kontrol edilen kalınlık
Önemli seçim parametreleri şunlardır:
-
Isı iletkenliği
-
Isı impedansı
-
Kalınlığı
-
Sertlik
-
Sıkıştırma davranışı
-
Dielektrik kuvveti
-
Sıkıştırma seti
-
Çalışma sıcaklığı
Yüksek bir ısı iletkenlik değeri tek başına iyi bir uygulama performansını garanti etmez.
Örneğin, çok sert bir yastık mükemmel iletkenliğe sahip olabilir, ancak yakın yüzey temasına ulaşmak için aşırı montaj baskısı gerektirir.Daha yumuşak bir malzeme daha düşük basınçta daha iyi uyum sağlayabilir.
Bu nedenle mühendisler değerlendirme yapmalıdır.Gerçek montaj basıncı ve bağlama hattı kalınlığı altındaki termal impedans, sadece W/m·K derecesine göre bir malzeme seçmek yerine.
Çözümlü boşluk doldurucuları, arayüz boşluğu pil montajı boyunca değişirken özellikle kullanışlıdır.
Önceden kesilmiş bir yastığın aksine, sıvı veya jel tabanlı boşluk dolduricisi, arayüzün gerçek geometrisine uyabilir.
Bu teknolojiyi aşağıdakiler için çekici kılıyor:
-
Hücre-soğuk plaka arayüzleri
-
Hücre-to-pack mimarileri
-
Büyük alan pil modülleri
-
Karmaşık tolerans yığınları
-
Otomatik üretim hatları
Tek kısımlı ve iki kısımlı formülasyonlar mevcuttur.
Tek kısımlı malzemeler, üreticinin belirlediği koşullara göre kontrollü sertleştirme için tasarlanırken, iki kısımlı sistemler dağıtıldıktan sonra karıştırılır ve sertleştirilir.
Ana avantajları şunlardır:
-
Mükemmel yüzey uyumluluğu
-
Büyük boşluk doldurma kapasitesi
-
Düşük mekanik gerginlik
-
Otomatik dağıtım uyumluluğu
-
Önceden kesilmiş yastık geometrisine olan bağımlılığın azalması
Üretimdeki ana hususlar şunlardır:
-
Verim hacmi
-
İki bölümlü sistemler için karıştırma oranı
-
Pot ömrü
-
İyileşme süresi
-
Ekipman gereksinimleri
-
Bağlantı hattı kontrolü
-
Yeniden işleme stratejisi
Yüksek hacimli batarya üretimi için, bu süreç faktörleri ısı iletkenliği kadar önemli olabilir.
Bir yastık ve dağıtılan boşluk doldurucu arasındaki seçim öncelikle arayüz geometri ve üretim sürecine bağlıdır.
| Faktör | Termal Yatak | Termal boşluk dolgucu |
|---|---|---|
| Form | Önceden sertleştirilmiş levha | Sergilenen sıvı/jel |
| Boşluk değişimi | Kontrol edilen boşluklar için en iyisi | Değişken boşluklar için mükemmel |
| Toplantı | Basit yerleştirme | Çekim gerektirir. |
| İlaç | Tedavi yok. | Formüle bağlı |
| Otomasyon | Kolayca seçip yerleştirebilirim. | Otomatik dağıtımla oldukça uyumludur |
| Yeniden işleme | Genellikle daha kolay | Formüle bağlı. |
| Karmaşık geometri | Yastık şekliyle sınırlıdır | Mükemmel uyumluluk |
| Büyük alan uygulamaları | Mümkün | Çoğu zaman avantajlı |
Her iki teknoloji de evrensel olarak daha iyi değil.
Doğru seçimboşluk aralığı, tolerans yığını, sıkıştırma gereksinimleri, üretim hacmi ve termal hedef.
Bazı batarya arayüzleri hem ısı transferi hem de mekanik bağlama gerektirir.
Termal olarak iletken yapıştırıcılar, ısıyı bileşenden uzaklaştırırken kalıcı bir bağ sağlayabilir.
Aşağıdakiler için değerlendirilebilirler:
-
Kalıcı bileşen takımı
-
Yapısal termal arayüzler
-
Otobüs çubuğu ile ilgili uygulamalar
-
Sıcaklık dağıtıcısı takımı
-
Mekanik bağlayıcıların istenmediği bileşenler
Termal olarak iletken bantlar daha hafif bileşenler için daha basit bir montaj yöntemi sağlayabilir.
Bununla birlikte, yapıştırıcılar ve bantlar genellikle termal bantlardan daha az kullanışlıdır. Bu nedenle, eklemin kalıcı doğası kabul edilebilir olduğunda seçilmelidir.
Tüm ısı sorunlarının nedeni dikey ısı aktarımının yetersiz olması değildir.
Büyük prizmatik hücreler ve torba hücre montajları da yüzeylerinde sıcaklık eğimleri yaşayabilir.
Bu durumlarda, ısı yayıcı malzemeler, ana soğutma arayüzüne ulaşmadan önce ısıyı yan tarafa dağıtabilir.
Grafit ve grafen bazlı malzemeler, yüksek düzlemde ısı iletkenliği sağlayabilen anisotropik termal malzemelerin örnekleridir.
Malzeme mimarisine bağlı olarak, grafit bazlı ısı yayıcıları, bazı ticari ürünlerde çok yüksek düzlem içi iletkenlik değerlerine ulaşabilir.1,000 W/m·K.
Bu malzemeler genellikle birincil TIM'in doğrudan yerine değil, bir termal yığın parçası olarak kullanılır.
Basitleştirilmiş bir yapı olabilir:
Hücre → Isı yayıcı → TIM → Soğuk plaka
Sıcaklık yayıcı yerel sıcaklık konsantrasyonunu azaltmaya yardımcı olurken, TIM soğutma yapısına termal temas sağlar.
Faz değişimi malzemeleri (PCM), faz geçişinden geçerken ısıyı emer.
Bu, termal yükün kısa süreli zirveler içerdiği uygulamalar için yararlıdır.
Örneğin, bir bataryada aşağıdakiler sırasında ısı üretiminde geçici bir artış olabilir:
-
Hızlı şarj
-
Yüksek güçte hızlandırma
-
Regeneratif frenleme
-
Yüksek akım boşaltması
Bir PCM, bu geçici ısıların bir kısmını emiyor ve sıcaklık artışını azaltabilir.
Bununla birlikte, PCM aktif soğutma sisteminin yerine geçiyor olarak görülmemelidir.
Malzemenin sınırlı bir gizli ısı kapasitesi vardır. Mevcut faz değişimi kapasitesi tükendiğinde, PCM artık aynı tamponlama etkisini sağlayamaz.
Bu nedenle, PCM uygun bir ısı reddetme sistemi ile en etkili şekilde entegre edilir.
EV pillerinin termal yönetimiyle ilgili 2024 inceleme literatürü, PCM tabanlı yaklaşımları önemli pasif veya hibrit termal yönetim teknolojilerinden biri olarak tanımlamaktadır.
Batarya paketinin bazı kısımlarının ısıyı verimli bir şekilde aktarması gerekiyorken, diğer kısımların tam tersini yapması gerekiyor.
Hücreler arasında, ısı yayılmasını yavaşlatmak ve elektrik yalıtımı sağlamak için malzemeler gerekebilir.
Yaygın malzeme teknolojileri şunları içerir:
Aerogel bazlı battaniyeler, ince bir yapıda çok düşük bir ısı iletkenliği sağlayabilir.
Onların ana avantajı ısı yalıtım verimliliğidir.
Bununla birlikte, bazı aerogel yapılarının sıkıştırmaya, aşınmaya ve kullanıma duyarlı olabileceği için mekanik koruma gerekebilir.
Silikon köpüğü, aşağıdakilerin bir kombinasyonunu sağlar:
-
Isı yalıtımı
-
Yastıklama
-
Sıkıştırma geri kazanımı
-
Çevre direnci
-
Elektrik yalıtımı
-
Alevden koruyucu seçenekler
Örneğin, ZIITEK'in Z-FOAM800 ailesi, yaklaşık0.06 W/m·K, UL 94 V-0 dereceleri ve belirli derece bağlı olarak yaklaşık 200°C'ye kadar uzanan sıcaklık yetenekleri.
Mika ve seramik levhalar elektrik yalıtımı ve yüksek sıcaklık koruması sağlayabilir.
Genellikle malzemenin şiddetli termal maruziyete dayanacağı veya pil bileşenleri arasında fiziksel bir bariyer sağlaması gereken uygulamalar için düşünülürler.
Uygun malzeme, pil mimarisine, termal olay senaryosuna ve geçerli güvenlik gereksinimlerine bağlıdır.
Sıcak yalıtım tek başına her pil güvenliği olayını önleyemez.
Tam bir termal kaçış azaltma stratejisi şunları içerebilir:
-
Pil yönetim sistemi denetimleri
-
Hücre izleme
-
Isı yalıtımı
-
Yangına dayanıklı bariyerler
-
Havalandırma yapıları
-
Mekanik kabın tasarımı
-
Soğutma sistemleri
-
Ateşten koruyucu malzemeler
Standartlar ve test yöntemleri:UL 2596Batarya kabın malzemelerinin termal ve mekanik performansını termal kaçışın temsil edici koşullarında değerlendirmek için kullanılabilir.
Önemli olan, malzeme düzeyinde test sonuçlarının, sistem düzeyinde pil güvenliğinin doğrudan garantisi olarak yorumlanmamasıdır.Hücre tasarımı ve nihai kullanım konfigürasyonu.
Pillerin termal yönetimi çevre koruması ile yakından bağlantılıdır.
Bir pil kabı iç bileşenleri suya, tozu, nem, titreşim ve sıcaklık döngüsüne karşı korumalıdır.
Dolayısıyla, mühürleme malzemesinin gerekli kullanım ömrü boyunca sıkıştırma ve mühürleme gücünü koruması gerekir.
Önemli özellikler şunlardır:
-
Sıkıştırma seti
-
Su emimi
-
Sıcaklık aralığı
-
Alev geriliği
-
Çekim ve yırtılma özellikleri
-
Dielektrik kuvveti
-
Çevre direnci
-
Çakma kesimi toleransı
Alev gerilemesi gerektiren uygulamalar için,UL 94 V-0UL, UL 94 V derecelerini tanımlanmış test koşullarına dayanan malzeme yanıcılık sınıflandırmaları olarak tanımlar.
Giriş koruma gereksinimleri:IP67 veya IP68Batarya kabın ve OEM özelliklerine bağlı olarak da geçerli olabilir.
Silikon köpüğü, tek bir malzemede mühürleme, yumuşatma ve yalıtım işlevlerini birleştirebilir.
Örneğin, ZIITEK'in Z-FOAM800 serisi, pil kabininin mühürlenmesi ve termal korunması için tasarlanmış sınıfları içerir.UL 94 V-0 alev geriliği ve geniş sıcaklık direnci, derecesine bağlı olarak kesin değerlerle.
Batarya uygulamaları için, mühendisler sadece sıkıştırma setine dayalı bir dikiş malzemesi seçmek yerine, tam bir mühürleme tasarımını değerlendirmelidir.
Malzeme, oluk geometri, sıkıştırma oranı, toleranslar ve çevresel maruz kalma, bunların hepsi uzun süreli mühürleme performansını etkiler.
Batarya termal yönetimi sadece ısıyı çıkarmakla ilgili değil.
Düşük sıcaklıklı ortamlarda, pil şarj edilmeden önce veya şarj sırasında ısıtılabilir.
Düşük sıcaklıklar mevcut gücü ve şarj performansını azaltabilir.hücre kimyasına ve şarj koşullarına bağlı olarak.
Bu nedenle esnek ısıtma elemanları, hücre sıcaklığını uygun bir çalışma aralığına yükseltmek için pil paketlerine entegre edilebilir.
Ortak teknolojiler şunlardır:
Polyimid ısıtıcılar:
-
İnce yapı
-
Düşük ağırlık
-
Çok esnek
-
Özel ısıtma kalıpları
-
İyi sıcaklık dayanıklılığı
Silikon kauçuk ısıtıcılar:
-
Esnek yapı
-
Çevreye karşı iyi direnç
-
Mekanik dayanıklılık
-
Özel ısıtma bölgeleri
-
Batarya paketi yapıları ile uyumluluk
ZIITEK'in Kheat ısıtıcı çözümleri, yaklaşıkGüç yoğunluğu 1 ′′2 W/cm2, tasarımı ve uygulamasına bağlı olarak.
Aşırı sıcaklık dalgalanmalarını veya aşırı ısınmayı önlemek için ısıtma sistemleri sıcaklık sensörleri ve kontrol algoritmaları ile birlikte tasarlanmalıdır.
Hücre-to-pack (CTP) mimarileri bazı geleneksel modül yapılarını azaltır veya ortadan kaldırır.
IDTechEx, CTP tasarımlarının kullanılan TIM miktarını önemli ölçüde azaltabileceğini, çünkü mimarinin geleneksel modüllerle ilişkili bazı arayüzleri kaldırdığını bildirdi.
Bununla birlikte, TIM katmanlarının sayısını azaltmak, dikkatli bir arayüz mühendisliğinin gerekliliğini ortadan kaldırmaz.
Bazı CTP tasarımlarında, kalan hücre-soğuk plaka arayüzü daha da önemli hale gelir.
Mühendislerin yönetmesi gerekebilir:
-
Daha büyük arayüz alanları
-
Daha büyük boyut değişimi
-
Hücre genişlemesi
-
Sıkıştırma gereksinimleri
-
Uzun süreli mekanik kararlılık
-
Isı impedansı
-
Otomatik uygulama
Sonuç olarak, daha az malzeme eğiliminin aslında kalan malzemelere uygulanan performans gereksinimlerini artırabileceği görülmektedir.
Malzeme seçimi, bir ürün kataloğundan ziyade termal mimari ile başlamalıdır.
Pratik bir seçim süreci aşağıdaki adımları içerir.
Sıcaklık üreten hücre ile soğutma ortamı arasındaki her arayüzü belirleyin.
Örneğin:
Hücre → TIM → Soğuk plaka → Soğutucu
Ardından, ısıların engellenmesi, yayılması, mühürlenmesi veya aktif olarak üretilmesi gereken diğer alanları belirleyin.
Belirleyin:
-
En yüksek izin verilen hücre sıcaklığı
-
Hücreler arasındaki maksimum sıcaklık farkı
-
Isı üretimi oranı
-
Hedef ısı direnci
-
Arayüz alanı
-
Beklenen sıcaklık aralığı
Sıcaklık iletkenliğini tek seçim kriterleri olarak kullanmayın.
Yöntem:
-
Minimum boşluk
-
Maksimum boşluk
-
Düzlük
-
Yüzey kabalığı
-
Bileşen toleransı
-
Sıkıştırma aralığı
Bu bilgi, bir termal yastığın, boşluk doldurucusunun, yapışkanın veya başka bir arayüz teknolojisinin uygun olup olmadığını belirler.
Şunu düşünün:
-
Sıkıştırma gücü
-
Sıkıştırma seti
-
Hücre genişlemesi
-
titreşim
-
Şok
-
Kırpma hareketi
-
Uzun süreli stres rahatlaması
Bir TIM, pil paketinin mekanik ömrü boyunca işlevsel kalmalıdır.
Yerine bağlı olarak malzemenin şunlara ihtiyacı olabilir:
-
Elektrik yalıtımı
-
Dielektrik kuvveti
-
Alev geriliği
-
Düşük duman
-
Düşük çıkış gazı
-
RoHS uyumluluğu
-
REACH uyumluluğu
Malzeme düzeyi derecelendirmeleri her zaman gerçek OEM ve sistem gereksinimleriyle karşılaştırılmalıdır.
Teknik olarak mükemmel bir malzeme, verimli bir şekilde üretilmezse hala uygun olmayabilir.
Değerlendirin:
-
Derin kesme yeteneği
-
Sertifikasyon hızı
-
Karıştırma gereksinimleri
-
İyileşme süresi
-
Otomasyon uyumluluğu
-
Malzeme kullanımı
-
Yeniden işleme gereksinimleri
-
Kalıcılık süresi
Yüksek hacimli EV batarya üretimi için, üretim sürecinin uyumluluğu toplam maliyet üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilir.
Son olarak, malzemeyi gerçek pil yığımında test edin.
İlgili değerlendirmeler şunları içerebilir:
-
Isı döngüsü
-
titreşim
-
Sıkıştırma yaşlanma
-
Nemli yaşlanma
-
Isı impedansı
-
Bağlantı
-
Sıkıştırma seti
-
Elektrik yalıtımı
-
Yangın ve yayılma ile ilgili testler
Termal arayüz malzemeleri için, ASTM D5470 termal olarak iletken elektrikli yalıtım malzemelerinin termal iletim özelliklerini ölçmek için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir.
Sınav koşulları, basınç, kalınlık ve test konfigürasyonu dahil olmak üzere her zaman bildirilmelidir, çünkü termal impedans gerçek arayüz koşullarına çok bağlıdır.
EV pil programı için bir malzeme seçmeden önce, tedarikçiye birkaç pratik soru sormaya değer.
Sadece reklam edilen W/m·K değerine güvenmeyin.
İste:
-
Test yöntemi
-
Basınç
-
Bağlama hattının kalınlığı
-
Sıcaklık
-
Örnek yapılandırması
Gerçek boşluk aralığında sıkıştırma eğri ve performans isteyin.
Boşluk dolduranlar için şunları sorun:
-
Servis ekipmanları
-
Karıştırma oranı
-
Pot ömrü
-
Tedavi profili
-
Verme doğruluğu
İstenen veriler:
-
Isı döngüsü
-
Yüksek sıcaklıkta yaşlanma
-
Nemlilik
-
Sıkıştırma seti
-
Pompalama veya göç
-
Yapışkanlık istikrarı
Pil tasarımları genellikle özelleştirilmiş gerektirir:
-
Kalınlığı
-
Geometri
-
Sertlik
-
Isı iletkenliği
-
Bağlantı
-
Alev geriliği
-
Elektrik yalıtımı
Destekleri formüle ve dönüştürme yeteneğine sahip bir tedarikçi, geliştirme süresini azaltabilir.
Bir EV pilinin termal mimarisi nadiren tek bir malzemeyle çözülür.
Tipik bir paket aşağıdakileri içerebilir:
Termal bantlar + Termal geller + yalıtım + yangın engelleri + mühürleme köpükleri + ısı yayıcıları + ısıtma filmleri
Her malzemenin farklı bir işlevi vardır.
Örneğin, ZIITEK, elektrikli araçlar ve yeni enerji uygulamaları için termal arabirim malzemeleri, silikon köpük mühürleme malzemeleri ve esnek ısıtma çözümleri sağlar.Mevcut EV portföyü, hücre-soğuk plaka arayüzleri için termal jeller içerir, TIF serisi termal yastıklar, Z-FOAM800 silikon köpük ve Kheat ısıtma çözümleri.
Entegre malzeme yaklaşımının değeri sadece daha fazla ürüne sahip olmaktan ibaret değildir.Tüm termal, mekanik, elektrik ve çevresel yığmaTek bir sistem olarak.
En iyi evrensel TIM yoktur. Isı yastıkları genellikle kontrollü boşluklar ve basit montaj için uygundur, dağıtılmış termal boşluk dolguları ise değişken boşluklar ve karmaşık geometriler için avantajlıdır.Doğru seçim termal impedansı bağlıdır, boşluk, sıkıştırma, elektrik yalıtımı, üretim süreci ve güvenilirlik gereksinimleri.
Sıvı soğutmalı batarya paketleri, ısı üreten bileşenler ve soğutma yapısı arasında kontrol edilebilir bir termal arayüz gerektirir.Termal jel, boşluk doldurucu, yapışkan veya başka bir TIM teknolojisi.
Bir termal yastık, önceden sertleştirilmiş katı bir ara yüz malzemesidir, termal bir jel veya boşluk dolduricisi ise sıvı veya jel şeklinde dağıtılır ve gerçek ara yüz geometriye uymaktadır.Yastıklar genellikle daha kolay kullanılır., geller ise değişken veya daha büyük boşluklar için daha iyi uyum sağlayabilir.
İzolasyon malzemeleri yan ısı aktarımını azaltabilir ve bitişik hücreler arasında termal yayılmayı yavaşlatmaya yardımcı olabilir.Gümüş ve seramik levhalar dikkate alınabilir..
Genellikle hayır. PCM, faz geçişi sırasında sınırlı miktarda ısı emer ve bu nedenle kısa süreli termal zirveleri tamponlar.Sıcaklığı sürekli olarak uzaklaştırmaz ve normalde uygun bir ısı atma mekanizması ile çalışmalıdır..
Isıtma filmleri, düşük sıcaklıkta çalışırken kontrol edilen ısı sağlar. Özellikle soğuk iklimlerde, şarjdan önce veya sırasında hücreleri uygun bir sıcaklığa getirmeye yardımcı olabilirler.
Evrensel bir W / m · K hedefi yoktur. Isı performansı ısı iletkenliğine, kalınlığına, temas direncine, basıncaya, arayüz geometriye ve toplam ısı yoluna bağlıdır.Gerçekçi montaj koşullarında termal impedans genellikle tek başına iletkenlikten daha yararlıdır.
Önemli parametreler arasında sıkıştırma seti, sıcaklık aralığı, su emilimi, alev gerileyiciliği, dielektrik özellikleri, çevresel direnç ve gerçek kabın sıkıştırma tasarımı bulunur.IP gereksinimleri sistem düzeyinde değerlendirilmelidir..
Bazı malzeme tedarikçileri, ısı yastıkları, ısı jeleri, silikon köpükleri, ısı çubuğu, ısı çubuğu ve ısı çubuğu gibi çoklu teknolojiler sunar.Malzeme niteliğini ve sistem entegrasyonunu basitleştirebilecek ısı yayıcıları ve ısı filmleriBununla birlikte, her malzemenin hala özel batarya tasarımı ve OEM gereksinimlerine karşı onaylanması gerekir.
EV bataryasının termal yönetimi giderek daha fazla birMalzeme mühendisliği zorluğu soğutma sistemi zorluğu kadar.
Soğutma mimarisi, ısının nereye gidebileceğini belirler. Malzemeler, ısının bu varış noktasına ne kadar verimli ulaştığını ve bunun yerine ısının nerede engellenmesi, yayılması, mühürlenmesi veya üretilmesi gerektiğini belirler.
Modern bir EV pil paketi için, etkili bir termal yönetim, aşağıdakilerin koordineli bir kombinasyonunu gerektirebilir:
Termal Arabirim Malzemeleri
-
Isı Yayıcı Malzemeler
-
Isıtma
-
Yangın Engelleri
-
Mühürleme Malzemeleri
-
Isıtma Filmleri
Bu nedenle en güvenilir malzeme seçimi stratejisi tek bir en iyi termal malzemeyi aramak değildir.Her bölgenin gereksinimlerini tanımlar, gerçekçi koşullar altında termal ve mekanik performansı değerlendirir ve üretimden önce tüm montajı doğrular.
Pil mimarileri hücre-pakete, daha yüksek enerji yoğunluğuna ve daha hızlı şarjlara doğru geliştikçe, bu entegre malzeme yaklaşımının önemi sadece büyümeye devam edecek.



