배터리 팩 디자인에서 폼은 상대적으로 단순한 완충층으로 보일 수 있습니다.

그러나 실제로 올바른 폼을 선택하는 것은 훨씬 더 복잡한 엔지니어링 결정이 될 수 있습니다.

폼의 두께는 얼마나 되어야 합니까?

1mm, 2mm 또는 3mm를 선택해야 합니까?

밀도가 높을수록 항상 더 나은 지원을 제공합니까?

부드러운 폼이 세포 확장을 수용하는 데 더 좋나요?

그리고 아마도 가장 중요한 것은:

폼은 사용 수명 동안 얼마나 많은 압축력을 제공합니까?

두께나 밀도만으로는 이러한 질문에 답할 수 없습니다.

배터리 팩 압축 용도의 경우 더 중요한 요소는 폼의 압축 거동, 압축력, 회복, 응력 완화 및 장기 압축 성능 입니다..

1. 배터리 팩에 폼을 사용하는 이유는 무엇입니까?

리튬 이온 셀은 치수적으로 정적 구성 요소가 아닙니다.

충전 및 방전 중에 셀의 두께가 변할 수 있습니다. 세포의 화학적 성질, 구조, 노화 상태에 따라 시간이 지남에 따라 돌이킬 수 없는 부기가 발생할 수도 있습니다.

이는 배터리 모듈이나 팩 구조 내에서 치수 변화를 관리해야 하는 파우치 및 각형 셀에 특히 중요합니다.

압축 폼 층은 다음과 같은 도움이 될 수 있습니다.

• 셀 두께 변화 수용

• 통제된 접촉 압력 유지

• 조립 공차 보상

• 구성 요소 간의 상대적인 움직임을 줄입니다.

• 진동 및 기계적 충격에 대한 쿠셔닝 제공

• 셀 크기 변화에 따른 기계적 지지 유지

따라서 배터리 팩 내부의 폼은 단순히 틈새를 메우는 물질로 간주되어서는 안 됩니다..

이는 배터리 작동 수명 전반에 걸쳐 셀과 상호 작용하는 기능성 기계 구성 요소입니다.

이것이 바로 배터리 압축 재료가 과 같은 매개변수를 사용하여 평가되는 이유입니다 . 압축력 편향(CFD) 두께와 밀도보다는

2. 일반적인 오해: 폼이 두꺼울수록 쿠셔닝이 더 좋나요?

반드시 그런 것은 아닙니다.

배터리 팩 설계에 2mm의 사용 가능한 간격이 있다고 가정합니다.

3mm 폼을 선택하여 사용 가능한 공간에 압축하는 것이 합리적으로 보일 수 있습니다. 두꺼운 폼은 쿠셔닝을 위한 더 많은 공간을 제공하는 것처럼 보일 수 있습니다.

그러나 두께는 재료의 기하학적 구조만을 설명합니다.

셀이 실제로 경험하는 것은 특정 압축 수준에서 폼에 의해 생성되는 압축력 입니다..

예를 들어, 두 폼의 초기 두께는 모두 3mm일 수 있습니다.

• 폼 A는 압축 중에 상대적으로 높은 압축력을 생성할 수 있습니다.

• 폼 B는 더 낮고 점진적인 압축력을 생성할 수 있습니다.

두께는 동일하지만 세포에 미치는 영향은 매우 다를 수 있습니다.

동일한 재료의 서로 다른 두께를 비교할 때도 동일한 원칙이 적용됩니다.

폼이 두꺼울수록 더 많은 변위 용량을 제공할 수 있지만, 작동 압축 수준에서 과도한 압축력이 발생하면 해당 용도에 적합하지 않을 수 있습니다.

따라서 핵심 질문은 다음이 아닙니다.

'폼의 두께는 얼마나 되어야 하나요?'

그것은:

'실제 작동 압축 범위에서 폼이 생성하는 압축력은 얼마나 되나요?'

3. 배터리 팩 응용 분야에서 어떤 폼 매개변수가 중요합니까?

배터리 팩의 압축 폼을 평가할 때는 여러 매개변수를 함께 고려해야 합니다.

3.1 압축력 편향(CFD)

압축력 편향(CFD)은 폼이 특정 편향으로 압축될 때 폼에 의해 생성되는 힘을 나타냅니다.

예를 들어:

• 10% 압축

• 25% 압축

• 50% 압축

각 압축 수준에서 발생하는 힘은 밀도만 사용할 때보다 재료의 기계적 거동을 훨씬 더 명확하게 보여줍니다.

배터리 응용 분야의 경우 일반적으로 사용 가능한 가장 단단한 재료를 선택하는 것이 목표가 아닙니다.

대신, 폼은 셀의 허용 압력 범위 내에서 적절하고 제어된 압축 반응을 제공해야 합니다.

이는 압축 곡선을 재료 선택의 중요한 부분으로 만듭니다.

3.2 압축 곡선

단일 CFD 값이 항상 충분한 정보를 제공하는 것은 아닙니다.

예를 들어 공급업체는 다음을 제공할 수 있습니다.

압축력 @ 25% = XX kPa

이 값은 유용하지만 실제 애플리케이션이 10%에서 40% 사이의 압축으로 작동한다면 어떻게 될까요?

전체 압축 범위에 걸친 폼의 거동은 특정 테스트 지점에서의 성능보다 더 중요할 수 있습니다.

두 가지 가상 자료를 고려하십시오.

두 재료는 25% 압축에서 유사한 성능을 나타낼 수 있습니다.

그러나 압축 수준이 높을수록 동작이 크게 달라질 수 있습니다.

셀 팽창으로 인해 사용 중 폼의 압축이 증가하면 이 차이가 전체 팩 설계에 중요해질 수 있습니다.

이러한 이유로 엔지니어는 예상 압축 범위 전체에서 힘-편향 동작을 평가해야 합니다.단일 데이터 포인트에 의존하기보다는

4. 장기 압축: 폼이 그 힘을 유지할 것인가?

초기 압축 성능은 방정식의 일부일 뿐입니다.

배터리 팩은 충전과 방전을 반복하면서 작동할 것으로 예상됩니다.

세포는 반복적으로 팽창하고 수축할 수 있으며, 장기적인 노화로 인해 추가적인 차원 변화가 발생할 수 있습니다.

따라서 폼은 시간이 지나도 기계적 기능을 유지해야 합니다.

여기서 응력 완화 와 압축 영구 변형이 중요해집니다.

스트레스 완화

응력 완화는 재료가 상대적으로 일정한 변형을 유지하면서 생성되는 힘이 시간이 지남에 따라 점차 감소할 때 발생합니다.

예를 들어:

폼은 주어진 압축 수준에서 초기에 100kPa를 생성할 수 있습니다.

장기간 압축된 상태를 유지하면 힘이 감소할 수 있습니다.

원래 설계가 초기 압축력만 고려한 경우 실제 장기 성능은 초기 테스트 결과와 다를 수 있습니다.

압축 세트

압축 영구 변형은 압축 후 영구 변형을 유지하는 재료의 경향을 나타냅니다.

높은 압축 세트는 원래 두께를 회복하고 일관된 기계적 지지를 유지하는 재료의 능력을 감소시킬 수 있습니다.

따라서 배터리 압축 애플리케이션의 경우 장기 성능을 평가할 때 두 가지 특성을 모두 고려해야 합니다.

5. 더 부드러운 폼이 항상 더 나은 세포 확장 관리를 제공합니까?

다시 말하지만 반드시 그런 것은 아닙니다.

부드러운 폼이 더 많은 팽창을 수용할 수 있기 때문에 자동으로 더 좋아질 것이라고 가정하는 것은 유혹적입니다.

그러나 지나치게 부드러운 소재는 충분한 기계적 지지를 제공하지 못할 수 있습니다.

반면, 지나치게 딱딱한 재료는 셀이 팽창함에 따라 과도한 압축력을 생성할 수 있습니다.

목표는 다음 사이의 적절한 균형을 찾는 것입니다.

셀 팽창
→ 폼 두께
→ 압축비
→ 압축력
→ 회복
→ 장기간 힘 유지

이것이 배터리 팩 폼 선택이 기계적 매칭 문제인 이유입니다.단순히 재료 경도 결정이 아닌 근본적으로

6. 배터리 응용 분야에서 미세다공 PU 폼을 고려하는 이유는 무엇입니까?

미세다공 폴리우레탄(PU) 폼은 다양한 압축 및 회복 특성을 제공하도록 설계될 수 있습니다.

제형과 구조에 따라 미세다공 PU 폼은 다음과 같은 조합을 제공할 수 있습니다.

• 압축 제어

• 쿠셔닝

• 탄력적 회복

• 진동 관리

• 스트레스 분포

• 장기 압축 성능

이러한 특성으로 인해 미세다공 PU 폼은 다음과 같은 응용 분야에 대한 잠재적인 재료 솔루션이 됩니다.

• EV 배터리 팩

• 배터리 모듈

• 파우치 셀 압축

• 세포 간 쿠셔닝

• 셀-모듈 쿠셔닝

• 배터리 확장 관리

그러나 'PU 폼' 자체로는 충분한 재료 사양이 아닙니다.

다양한 PU 폼은 크게 다를 수 있습니다.

• 밀도

• 경도

• 세포 구조

• 압축력

• 복구 동작

• 압축 세트

• 온도 성능

따라서 올바른 질문은 다음과 같습니다.

'PU 폼을 배터리 팩에 사용할 수 있나요?'

더 유용한 질문은 다음과 같습니다.

'특정 배터리 설계에 필요한 압축 동작을 제공하는 PU 폼은 무엇입니까?'

7. 배터리 팩 폼 선택에 대한 실용적인 접근 방식

현재 배터리 적용을 위한 압축 폼을 평가하고 있다면 폼 사양보다는 실제 작동 조건부터 시작하십시오.

1단계: 셀 유형 정의

애플리케이션이 다음을 사용하는지 식별합니다.

• 파우치 셀

• 프리즘 셀

• 원통형 셀

기계적 요구 사항은 셀 설계에 따라 크게 달라질 수 있습니다.

2단계: 사용 가능한 간격 정의

예를 들어:

사용 가능한 간격: 2.5mm

사용 가능한 공간은 필요한 폼 두께를 결정하는 주요 요소 중 하나입니다.

3단계: 목표 압축 정의

조립 및 작동 중에 폼이 얼마나 압축되는지 결정합니다.

예를 들어:

초기 압축: 20~30%

실제 값은 보편적인 목표를 적용하기보다는 특정 배터리 설계에 따라 결정되어야 합니다.

4단계: 필요한 압축력 정의

이것은 가장 중요한 매개 변수 중 하나입니다.

단순히 폼 공급업체에 말하는 대신:

'부드러운 거품이 필요해요.'

필요한 압축력이나 압력 범위를 지정하는 것이 훨씬 더 유용합니다.

5단계: 세포 확장 고려

작동 및 노화 중에 셀 두께가 어떻게 변할 수 있는지 추정합니다.

그런 다음 해당 압축 범위에 걸쳐 폼을 평가해야 합니다.

6단계: 장기 성과 평가

고려하다:

• 압축 세트

• 스트레스 완화

• 회복

• 온도 저항

• 압축 사이클링 성능

7단계: 폼 두께와 밀도 선택

위의 매개변수를 이해한 후에만 두께와 밀도를 확정해야 합니다.

다시 말해서:

두께부터 시작해서 폼을 찾지 마세요.

부터 시작한 기계적 요구사항 다음 이를 충족할 수 있는 폼 구조와 두께를 결정하십시오.

8. 배터리 폼 샘플을 요청할 때 어떤 정보를 제공해야 합니까?

다음과 같은 일반적인 문의:

'EV 배터리 적용을 위한 폼을 추천해주세요.'

일반적으로 의미 있는 자료 추천을 위한 충분한 정보를 제공하지 않습니다.

보다 유용한 기술 문의에는 다음이 포함됩니다.

적용분야 : 셀-투-셀/셀-모듈 압축패드

셀 유형: 파우치/기둥형/원통형

사용 가능한 간격: XXmm

목표 폼 두께: XX mm

초기 압축: XX%

필요한 압축력: XX–XX kPa

작동 온도: XX~XX °C

압축 사이클링: XX사이클

필수 압축 세트: XX%

추가 요구 사항: 난연성, 전기 절연성, 내열성, 접착 뒷면, 다이커팅 또는 기타 요구 사항

적용 조건이 더 명확하게 정의될수록 폼 공급업체는 잠재적인 재료를 더 정확하게 평가할 수 있습니다.

9. 공급업체로부터 배터리 압축 폼을 평가하는 방법

다양한 재료를 비교할 때 기술 데이터 시트의 처음 몇 숫자에 집중하기 쉽습니다.

밀도.
두께.
경도.

이러한 매개변수는 유용하지만 전체 내용을 알려주지는 않습니다.

압축 애플리케이션의 경우 다음을 요청하는 것이 더 유용한 경우가 많습니다.

• 압축력 편향 데이터

• 힘-편향 곡선

• 압축 세트 데이터

• 스트레스 완화 데이터

• 회복 특성

• 온도 성능

• 장기 압축 성능

• 실제 적용 조건에서 샘플 테스트

이 접근 방식을 통해 엔지니어는 기반으로 재료를 평가할 수 있습니다 . 기능적 성능을 단순히 카탈로그 사양을 비교하는 대신

10. 배터리 팩 폼 선택에 대해 생각하는 더 나은 방법

배터리 애플리케이션의 경우 선택 프로세스를 하나의 엔지니어링 체인으로 단순화할 수 있습니다.

셀 거동
↓
사용 가능한 간격
↓
폼 두께
↓
압축비
↓
압축력
↓
응력 완화/압축 영구 변형
↓
장기 기계적 성능

이는 단순히 재료가 '부드러운'지 '단단한'지 묻는 것보다 압축 폼을 평가하는 더 완전한 방법입니다.

XY 폼의 경우 와 같은 미세다공 PU 폼 솔루션은 INF 시리즈 응용 분야의 특정 요구 사항을 기반으로 평가할 수 있습니다.

재료 선택은 제품 등급에만 의존하기보다는 필요한 압축 범위, 압축력, 회복 거동, 온도 조건 및 장기 성능을 기반으로 해야 합니다.

결론: 배터리 폼 선택은 단지 두께에 관한 것이 아닙니다

배터리 팩용 폼을 선택할 때 기억해야 할 한 가지 사항은 다음과 같습니다.

폼이 두꺼워진다고 해서 쿠셔닝이 더 좋아지는 것은 아니며, 폼이 부드럽다고 해서 확장 관리가 자동으로 좋아지는 것도 아닙니다.

올바른 재료는 배터리 시스템의 실제 기계적 동작과 일치해야 합니다.

주요 질문은 다음과 같습니다.

• 세포는 얼마나 팽창할 것인가?

• 사용 가능한 격차는 얼마입니까?

• 폼은 어떤 압축 범위를 경험하게 됩니까?

• 어떤 압축력이 허용됩니까?

• 거품은 어떻게 회복되나요?

• 장기간 압축 후에도 얼마나 많은 힘이 유지됩니까?

• 온도와 사이클링이 성능에 어떤 영향을 미치나요?

따라서 적절한 배터리 압축 폼은 압축 동작과 장기 성능을 기준으로 선택해야 합니다.두께나 밀도만이 아니라

압축 폼을 평가하는 배터리 팩 개발자에게는 셀 유형, 사용 가능한 간격, 목표 압축, 필요한 압축력, 작동 온도 및 장기 성능 요구 사항을 제공하는 것이 가장 좋은 출발점입니다.

왜냐하면 배터리 팩에서 가장 중요한 질문은 폼의 두께가 얼마나 되는지가 아니기 때문입니다.

이는 셀이 팽창할 때 폼이 어떻게 행동하는지, 그리고 배터리 수명 동안 그 행동이 어떻게 변하는지입니다.