Ինչու են մարտկոցների ջերմամեկուսիչ նյութերը ձախողվում բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում:

Քանի որ EV մարտկոցների համակարգերը շարունակում են զարգանալ դեպի ավելի բարձր էներգիայի խտություն և ավելի արագ լիցքավորման արագություն, ջերմային կառավարման նյութերը բախվում են շատ ավելի կոշտ աշխատանքային միջավայրի, քան նախկինում:
Մարտկոցների շատ փաթեթներ անցնում են նախնական վավերացման թեստեր, սակայն ջերմամեկուսիչ նյութերը սկսում են դեֆորմացվել, նեղանալ, ճաքել կամ կորցնել պաշտպանական կարողությունը բարձր ջերմաստիճանի երկարատև ազդեցությունից հետո:

Խնդիրը պարզապես «ջերմաստիճանի դիմադրությունը» չէ:
Շատ դեպքերում, հիմնական պատճառը նյութի կառուցվածքի, ջերմային ծերացման վարքի, սեղմման կայունության և մարտկոցների փաթեթի իրական նախագծման պայմանների անհամապատասխանությունն է:

Այս հոդվածը բացատրում է, թե ինչու են ջերմամեկուսիչ նյութերը ձախողվում բարձր ջերմաստիճանի մարտկոցներում, և ինչ պետք է գնահատեն ինժեներները EV մարտկոցների համակարգերի համար փրփուր նյութեր ընտրելիս:

Ինչու են կարևոր ջերմամեկուսիչ նյութերը EV մարտկոցների փաթեթներում

Մարտկոցի տուփի ներսում ջերմամեկուսիչ և բարձող նյութերը սովորաբար օգտագործվում են հետևյալի համար.

• Բջջից բջիջ ջերմային խոչընդոտներ

• Մոդուլի կողային լիցք

• Հեղուկ հովացման ափսեի մեկուսացում

• Ավտոբուսային պաշտպանություն

• Բացերի լրացում և թրթռումային թուլացում

• Ջերմային փախուստի հետաձգման պաշտպանություն

Ակնկալվում է, որ այս նյութերը միաժամանակ կապահովեն.

• Ցածր ջերմային հաղորդունակություն

• Մեխանիկական բարձում

• Սեղմման վերականգնում

• Ֆլեյմի հետաձգում

• Երկարաժամկետ չափերի կայունություն

• Դիմադրություն ջերմային ծերացմանը

Այնուամենայնիվ, շատ ավանդական փրփուր նյութեր ի սկզբանե մշակվել են սպառողական էլեկտրոնիկայի կամ ընդհանուր արդյունաբերական կնքման կիրառման համար, այլ ոչ թե EV մարտկոցներում ագրեսիվ ջերմային ցիկլերի անընդհատ ազդեցության համար:

Այդ տարբերությունը դառնում է կրիտիկական։

Ամենատարածված ձախողման մեխանիզմները բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում

1. Ջերմային նեղացում և կառուցվածքային փլուզում

Պայմանական փրփուրի շատ նյութեր հիմնված են ներքին փակ բջիջների կառուցվածքների վրա՝ հաստությունը և մեկուսացման արդյունավետությունը պահպանելու համար:

Երկարատև բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում.

• Բջջային պատերը փափկվում են

• Բջիջների ներսում գազը ընդլայնվում կամ դուրս է գալիս

• Ներքին կառուցվածքը փլուզվում է

• Հաստությունը մշտապես նվազում է

Երբ նվազում է տեղի ունենում.

• Կոնտակտային ճնշման փոփոխություններ

• Բացերի վերահսկումը դառնում է անկայուն

• Ջերմային պաշտպանությունը թուլանում է

• Վիբրացիայի դիմադրությունը նվազում է

Սա հատկապես վտանգավոր է գլանաձև կամ պրիզմատիկ բջիջների մոտ, որտեղ չափերի հանդուրժողականությունը կարևոր է:

2. Ջերմային ազդեցությունից հետո սեղմման հավաքածու

Ամենաանտեսված խնդիրներից մեկը սեղմման հավաքածուն է:

Որոշ նյութեր սկզբում փափուկ և ճկուն են թվում, բայց կրկնվող ջերմային ցիկլերից հետո.

• Վերականգնման ունակությունը նվազում է

• Մշտական ​​դեֆորմացիա է առաջանում

• Ամրացնող ուժը անհետանում է

• Մոդուլի ներսում առաջանում են բացեր

Սա ուղղակիորեն ազդում է.

• Բջիջների ամրագրման կայունություն

• NVH-ի երկարաժամկետ կատարում

• Մեխանիկական ցնցումների կլանում

• Ջերմային միջերեսի հետևողականությունը

Գործնական մարտկոցների համակարգերում փրփուրը, որը կորցնում է առաձգականությունը ծերանալուց հետո, հաճախ դառնում է թաքնված հուսալիության ռիսկ:

3. Ֆլեյմի հետաձգման դեգրադացիա

Որոշ նյութեր կարող են անցնել բոցավառման սկզբնական թեստերը, սակայն ջերմային ծերացումից հետո աստիճանաբար կորցնում են բոցավառման արդյունավետությունը:

Պատճառները ներառում են.

• Հավելյալ միգրացիա

• Պոլիմերային քայքայումը

• Մակերեւութային ճեղքվածք

• Կարբոնացման անկայունություն

Քանի որ մարտկոցների համակարգերը շարժվում են դեպի ավելի բարձր լարման հարթակներ և արագ լիցքավորման կառուցվածքներ, երկարատև ջերմային ազդեցության ժամանակ բոցավառման կայուն պահվածքի պահպանումն ավելի կարևոր է դառնում:

4. Քիմիական և էլեկտրոլիտի փոխազդեցություն

Բարձր ջերմաստիճանը արագացնում է քիմիական ռեակցիաները:

Որոշ փրփուր նյութեր կարող են.

• Ազատ արձակել ցնդող նյութեր

• Կլանել էլեկտրոլիտի գոլորշին

• Դառնալ փխրուն քիմիական ազդեցությունից հետո

• Մարտկոցային համակարգերի ներսում աղտոտվածություն առաջացնել

Սա հատկապես կարևոր է մարտկոցների փակ միջավայրերում, որտեղ արդեն առկա են ջերմային անհետացման ռիսկեր:

Ինչու է նյութի ընտրությունը հաճախ սխալվում

Շատ գնորդներ կենտրոնանում են միայն հիմնական բնութագրերի վրա, ինչպիսիք են.

• Խտություն

• Հաստությունը

• Կարծրություն

• Սկզբնական ջերմային հաղորդունակություն

Սակայն EV մարտկոցի իրական աշխատանքը կախված է ավելի շատ.

• Ջերմային ծերացման կայունություն

• Հեծանվավազքից հետո սեղմման պահպանում

• Երկարաժամկետ ծավալային հետևողականություն

• Բազմաֆունկցիոնալ հավասարակշռություն մեկուսացման և բարձման միջև

Լաբորատոր նմուշի փորձարկման ժամանակ լավ կատարվող նյութը կարող է ձախողվել ամիսներ իրական ջերմային ցիկլից հետո:

Ահա թե ինչու պարզապես տվյալների թերթիկները համեմատելը հաճախ ապակողմնորոշիչ է:

Փրփուրի տարբեր նյութերը շատ տարբեր են վարվում

Պոլիոլեֆին փրփուր (IXPE / IXPP)

Տիպիկ առավելություններ.

• Թեթև քաշ

• Գերազանց փակ բջիջների կառուցվածք

• Լավ ջրի դիմադրություն

• Կայուն ջերմամեկուսացման կատարում

• Ցածր VOC

Լայնորեն օգտագործվում է.

• Բջիջների բարձում

• Սառեցման ափսեի մեկուսացում

• Մոդուլի բացերի կառավարում

Այնուամենայնիվ, նյութի ձևակերպումը և խաչաձև կապի որակը մեծապես ազդում են երկարաժամկետ ջերմային կայունության վրա:

Սիլիկոնե փրփուր

Առավելությունները:

• Գերազանց բարձր ջերմաստիճանի դիմադրություն

• Ցածր սեղմման հավաքածու

• Բարձրագույն կրակի դիմադրություն

• Լավ երկարաժամկետ առաձգականություն

Սովորաբար օգտագործվում է.

• Ջերմային փախուստի պաշտպանության գոտիներ

• Բարձր ջերմաստիճանի կնքման տարածքներ

• Հրդեհային խոչընդոտ կառույցներ

Փոխզիջումը սովորաբար ավելի բարձր նյութական արժեք է:

Պոլիուրեթանային միկրոբջջային փրփուր

Առավելությունները:

• Գերազանց փափկություն և համապատասխանություն

• Լավ էներգիայի կլանում

• Գերազանց կնքման հնարավորություն

Հաճախ օգտագործվում է հետևյալի համար.

• Ճշգրիտ բարձում

• Բացերի փոխհատուցում

• Զգայուն մոդուլի միջերեսներ

Սակայն ջերմային ծերացման արդյունավետությունը մեծապես կախված է ձևակերպման որակից:

Ինչը պետք է իրականում գնահատեն ինժեներները

Էլեկտրաէներգիայի մարտկոցների կիրառման համար մեկուսիչ և բարձող նյութեր ընտրելիս հիմնական հարցերը պետք է ներառեն.

Ջերմային ծերացման կայունություն

Որքա՞ն չափերի փոփոխություն է տեղի ունենում բարձր ջերմաստիճանի երկարատև ազդեցությունից հետո:

Սեղմման վերականգնում

Արդյո՞ք նյութը կպահպանի ուժը սեղմման կրկնվող ցիկլերից հետո:

Ֆլեյմի հետաձգման պահպանում

Արդյո՞ք հրդեհի արդյունավետությունը մնում է կայուն ծերացումից հետո:

Բազմաշերտ համատեղելիություն

Կարո՞ղ է նյութը հուսալիորեն աշխատել սոսինձների, հովացման համակարգերի և կառուցվածքային բաղադրիչների հետ միասին:

Իրական կիրառման պայմանները

Արդյո՞ք նյութը փորձարկվել է իրական մարտկոցների փաթեթի պայմաններում, թե՞ միայն իդեալական լաբորատոր պայմաններում:

Արդյունաբերությունը շարժվում է դեպի բազմաֆունկցիոնալ փրփուր նյութեր

Ակնկալվում է, որ ապագա EV մարտկոցների նյութերն այլևս չեն ապահովի միայն մեկ գործառույթ:

OEM-ները ավելի ու ավելի են ակնկալում, որ փրփուրի նյութերը միավորվեն.

• Ջերմամեկուսացում

• Ամրացում

• Ֆլեյմի դիմադրություն

• Քաշի նվազեցում

• Գործընթացների համատեղելիություն

• Երկարատև ամրություն

Սա նյութի մատակարարներին մղում է դեպի ավելի բարձր արդյունավետության խաչաձև կապակցված փրփուրներ, սիլիկոնե փրփուրներ և առաջադեմ ջերմային կառավարման կառույցներ:

Մրցակցությունն այլևս միայն «փրփուր ունենալու» մասին չէ: Խոսքը
այն մասին է, թե արդյոք նյութը կարող է կայուն մնալ հազարավոր ջերմային ցիկլերից հետո ավելի պահանջկոտ մարտկոցների համակարգերում:

Մարտկոցի ջերմամեկուսացման ձախողումը հազվադեպ է առաջանում մեկ գործոնով:

Խափանումների մեծ մասը տեղի է ունենում այն ​​պատճառով, որ սովորական կիրառությունների համար նախատեսված նյութերը մղվում են այնպիսի միջավայրեր, որտեղ.

• Ավելի բարձր ջերմաստիճաններ

• Ավելի արագ լիցքավորում

• Ավելի մեծ էներգիայի խտություն

• Ծառայության ավելի երկար սպասելիքներ

EV մարտկոցների համակարգերի համար ջերմամեկուսիչ նյութերն այլևս պարզ օժանդակ բաղադրիչներ չեն:
Նրանք դարձել են մարտկոցի անվտանգության ճարտարապետության մաս:

Փրփուրի ճիշտ նյութ ընտրելը նշանակում է գնահատել ոչ միայն սկզբնական կատարումը, այլև այն, թե ինչպես է նյութն իրեն պահում տարիներ շարունակ ջերմային սթրեսից, սեղմումից և իրական կյանքում աշխատելուց հետո: