Qu’est-ce que l’isolation thermique ?

Battery fire

L'incendie de l'usine Aricell en Corée l'année dernière a fait des morts. Si vous travaillez dans le domaine des batteries, vous l'avez probablement suivi d'assez près.

Les cellules primaires ne sont pas Li-ion, mais même problème de base-chaleur d'une cellule cuisant la suivante, aucun moyen de l'arrêter une fois qu'elle démarre. Tout l'entrepôt a disparu en quelques minutes.

Isolation thermique=entre les cellules pour ralentir cela. C'est vraiment tout ce que c'est.

Je ne vais pas mentir, la situation réglementaire est devenue bien plus grave après que GM a dû retirer tous ces Bolts. Et Hyundai avec le Konas. Les responsables des achats qui n'avaient jamais posé de questions sur la gestion thermique auparavant veulent soudainement des rapports de test, des spécifications de matériaux, tout.

GB 38031 en Chine indique qu'il faut 5 minutes avant que la propagation n'atteigne les cellules adjacentes. L’Europe a désormais des exigences similaires dans la norme ECE R100. Douleur dans le cul à certifier mais probablement nécessaire.

À quoi sert réellement l’isolation

N'empêche pas l'emballement thermique de se produire. Rien ne se passe une fois qu'une cellule décide de partir. Le BMS peut détecter certains modes de défaillance plus tôt, mais si un court-circuit interne se produit, vous êtes déjà en difficulté.

What insulation actually does

L’isolation ne fait que ralentir les choses par la suite. Ça fait gagner du temps. Peut-être que le BMS coupe l'alimentation avant le départ de la cellule suivante. Peut-être que quelqu'un entend l'alarme et s'éloigne du chariot élévateur.

Empêche également la chaleur de mettre le feu au boîtier du pack. Ou l'entrepôt. J'ai vu des photos de ce qui se passe lorsqu'une batterie de chariot élévateur entre dans une pièce pleine de carton. Pas joli.

C'est aussi une bonne chose par temps froid :-l'isolation retient la chaleur lorsque vous voulez réellement qu'elle soit chaude. Impossible de charger le Li-ion en dessous de zéro sans causer de dégâts. Placage sur l'anode, perte de capacité permanente. Polinovel a développé un système d'auto--chauffage en 2019 exactement pour cela. Sites miniers du nord, entrepôts frigorifiques, etc. Le pack élément chauffant à l'intérieur + isolation à l'extérieur=reste chaud pendant la nuit.

Matériels

Aérogel

Tout le monde parle d’aérogel. Et oui, c'est génial-conductivité thermique incroyablement basse, comme moins de 0,02 W/m·K. Aspen Aerogels fait de bonnes choses.

Facteur de coût

Le coût est fou cependant. Genre 5 à 10 fois ce que vous paieriez pour de la céramique. Fonctionne peut-être pour Tesla. Ne fonctionne pas pour les équipements industriels où les marges sont serrées.

Fibre Céramique

La fibre céramique est ce que la plupart d’entre nous utilisons réellement. Panneaux de silicate d'aluminium, mullite, peu importe. Gère 1000 degrés +, beaucoup moins cher. Cassant donc il faut le superposer avec du polymère. Morgan le fabrique, Unifrax, un groupe de fournisseurs chinois.

PCM

Les PCM étaient à la mode pendant un certain temps. Les matériaux à changement de phase-absorbent la chaleur lorsqu'ils fondent. Cela semble bien jusqu'à ce que vous réalisiez que les événements thermiques réels ne se soucient pas de vos hypothèses de conception. La cellule à côté du PCM est déjà à 200 degrés et grimpe. Nous avons arrêté de les utiliser pour quelque chose de grave.

Mousses régulières

Les mousses classiques comme le PU ou l'EVA- conviennent parfaitement pour l'amortissement des vibrations et le remplissage des espaces. Pas pour barrière thermique. La plupart d'entre eux prennent feu à des températures que vous verriez de toute façon en fugue.

Objets de conception aléatoire

Jeux de barres. Le cuivre fond lorsque les cellules deviennent suffisamment chaudes. Si votre bus haute-tension est trop proche des bornes cellulaires, vous venez de créer un chemin de court-circuit. Les entretoises en céramique aident.

Lacunes des modules. Tout le monde veut une densité d’énergie maximale, donc ils sont bien emballés. Ensuite, un module disparaît et la chaleur n’a nulle part où se dissiper sauf dans le module suivant. Nous laissons des espaces de 5 à 10 mm avec du feutre céramique entre les deux. Perd un peu de densité, gagne beaucoup de marge de sécurité.

L'épaisseur de l'isolation-diminue les rendements au-delà d'environ 6 mm. Plus grande amélioration entre 3 et 6 mm. Après cela, vous ajoutez principalement du poids.