Wat is thermische isolatie?

Battery fire

Dus bij de brand in de Aricell-fabriek in Korea vorig jaar zijn. 23 doden gevallen. Als je met batterijen werkt, heb je het waarschijnlijk behoorlijk nauwlettend gevolgd.

Primaire cellen geen Li-ion, maar hetzelfde basisprobleem-de hitte van de ene cel kookt de volgende, er is geen manier om dit te stoppen als het eenmaal is gestart. Het hele magazijn is binnen enkele minuten verdwenen.

Thermische isolatie=spul tussen cellen om dat te vertragen. Dat is eigenlijk alles.

Ik ga niet liegen: de regelgevingssituatie werd veel ernstiger nadat GM al die bouten moest terugtrekken. En Hyundai met de Kona's. Inkoopmensen die nog nooit naar thermisch beheer hebben gevraagd, willen plotseling testrapporten, materiaalspecificaties, alles.

GB 38031 in China zegt dat het 5 minuten duurt voordat de voortplanting aangrenzende cellen bereikt. Europa heeft nu vergelijkbare vereisten in ECE R100. Pijn in de kont om te bevestigen, maar waarschijnlijk nodig.

Wat isolatie eigenlijk doet

Voorkomt niet dat er een thermische runaway optreedt. Er gebeurt niets als een cel besluit te gaan. BMS kan sommige storingsmodi vroegtijdig onderkennen, maar als er een interne kortsluiting optreedt, zit u al in de problemen.

What insulation actually does

Isolatie vertraagt de boel daarna alleen maar. Koopt tijd. Misschien schakelt het BMS de stroom uit voordat de volgende cel het begeeft. Misschien hoort iemand het alarm en ontsnapt hij aan de vorkheftruck.

Zorgt er ook voor dat de warmte de verpakking niet in brand steekt. Of het magazijn. Foto's gezien van wat er gebeurt als een vorkheftruckbatterij in een kamer vol karton terechtkomt. Niet mooi.

Ook bij koud weer-houdt isolatie de warmte binnen als je het eigenlijk warm wilt hebben. Kan Li-ion niet opladen onder het vriespunt zonder schade te veroorzaken. Plating op de anode, permanent capaciteitsverlies. Polinovel heeft hiervoor in 2019 een zelf-systeem ontwikkeld. Mijnbouwlocaties in het noorden, koude opslag, enz. Verwarmingselement binnen + isolatie buiten=pakket blijft 's nachts warm.

Materialen

Aerogel

Iedereen praat over aerogel. En ja, het is geweldig.-De thermische geleidbaarheid is waanzinnig laag, bijvoorbeeld minder dan 0,02 W/m·K. Aspen Aerogels maakt de goede dingen.

Kostenfactor

De kosten zijn echter waanzinnig. Ongeveer 5-10x wat je voor keramiek zou betalen. Werkt misschien voor Tesla. Werkt niet voor industriële apparatuur waar de marges krap zijn.

Keramische vezels

Keramische vezels is wat de meesten van ons daadwerkelijk gebruiken. Aluminiumsilicaatplaten, mulliet, wat dan ook. Behandelt 1000 graden +, veel goedkoper. Breekbaar, dus je moet er een laagje polymeer op aanbrengen. Morgan maakt het, Unifrax, stelletje Chinese leveranciers.

PCM's

PCM's waren een tijdje trendy. Faseveranderingsmaterialen-absorberen warmte wanneer ze smelten. Klinkt goed, totdat je beseft dat echte thermische gebeurtenissen zich niets aantrekken van je ontwerpaannames. Cel naast de PCM staat al op 200 graden en stijgt. We zijn gestopt met het specifiëren hiervan voor iets ernstigs.

Reguliere schuimen

Normale schuimsoorten zoals PU of EVA- zijn prima voor trillingsdemping en het opvullen van gaten. Niet voor thermische barrière. De meeste van hen vatten vlam bij temperaturen die je sowieso zou zien bij een vluchteling.

Willekeurige ontwerpdingen

Busbaren. Koper smelt als cellen heet genoeg worden. Als uw hoog-bus zich te dicht bij de celterminals bevindt, heeft u zojuist een kortsluitingspad gecreëerd. Keramische afstandhouders helpen.

Module-hiaten. Iedereen wil een maximale energiedichtheid, dus pak ze goed in. Dan gaat de ene module kapot en kan de warmte nergens anders verdwijnen, behalve naar de volgende module. We laten een opening van 5-10 mm achter met keramisch vilt ertussen. Verliest wat dichtheid, krijgt veel veiligheidsmarge.

De isolatiedikte- neemt af tot voorbij ongeveer 6 mm. Grootste verbetering tussen 3-6 mm. Daarna voeg je vooral gewicht toe.