Matériaux qui améliorent les performances de la batterie
Matériaux qui améliorent les performances de la batterie
Bien que l'utilité des véhicules électriques (VE) ait fait des progrès significatifs au cours de la dernière décennie, il reste encore beaucoup à faire pour améliorer leur rendement et réduire les coûts. Au cœur de ce défi se trouve le système de batterie, où les concepteurs doivent tenter d'équilibrer des contraintes concurrentes telles que le coût, la puissance et le poids afin d'optimiser les performances du véhicule. Souvent, la voie la plus prometteuse vers une solution réside dans l'assemblage de la batterie, où chaque itération de conception doit tenir compte des compromis potentiels pour la gestion thermique, la sensibilité aux interférences électromagnétiques et radiofréquences (EMI/RFI) et les contraintes environnementales/physiques. MG Chemicals dispose d'un vaste portefeuille de solutions matérielles couvrant les défis courants rencontrés dans les systèmes de batteries.
Adhésifs fonctionnels pour coller et protéger
La fonction principale d'un adhésif est de lier suffisamment deux surfaces pour fournir un support mécanique fonctionnel. Cependant, les adhésifs spéciaux dotés de propriétés secondaires telles que l'ignifugation et la conductivité thermique ont des propriétés supplémentaires qui sont utiles lorsqu'ils sont utilisés dans des ensembles de batteries. Ces adhésifs améliorent également la résistance aux chocs thermiques et réduisent le poids de la batterie en éliminant les soudures.
Adhésifs structuraux et thermiques
Le principal type de batterie pour les véhicules électriques est la batterie lithium-ion, principalement en raison de sa haute densité énergétique et de sa longévité. Cependant, un inconvénient de cette batterie est le risque d'incendie si la batterie est percée ou mal chargée. Pour réduire ce risque, les concepteurs utilisent des matériaux ignifuges comme notre 9200FR pour construire des pare-feu autour de la batterie afin d'empêcher la propagation du feu. Cet adhésif est un époxy structurel ignifuge en 2 parties qui offre une force de liaison exceptionnelle et est certifié UL94 V-0 par Underwriter Laboratories. C'est également un excellent remplacement pour les films PET utilisés le long du bac de refroidissement pour coller les modules, que ce soit dans un réseau cylindrique ou prismatique.
La gestion thermique est un paramètre de conception essentiel pour les batteries, car les cellules individuelles des modules chauffent pendant la charge, ce qui nécessite une dissipation thermique rapide et efficace. Les modules sont collés ensemble dans le pack array à l'aide d'adhésifs thermoconducteurs tels que nos 8329TFF et 8349TFM qui facilitent un transfert de chaleur latéral efficace hors du pack et régulent la température. Ces matériaux relient les modules aux plaques froides et peuvent être utilisés comme remplissage d'espace entre le haut de l'emballage et le couvercle pour aider à la dissipation de la chaleur.
Figure 1 : Schéma de couche du bloc-batterie avec adhésif structurel (à gauche) et réseau de cellules avec adhésif thermoconducteur (à droite)
Revêtements conducteurs pour la réduction du bruit
Les revêtements électriquement conducteurs sont des systèmes à 1 ou 2 composants contenant des charges conductrices telles que le nickel, le cuivre et l'argent, les systèmes de liant étant standard dans la plupart des revêtements industriels. Ces revêtements sont un moyen simple et rapide de métalliser les plastiques à deux fins principales : protéger les équipements électriques contre les EMI/RFI et créer des traces. Avec les batteries, les concepteurs doivent protéger la batterie des appareils voisins à l'intérieur et à l'extérieur du véhicule pour éviter la diaphonie et les dysfonctionnements ultérieurs. Des revêtements conducteurs tels que nos 841AR et 842AR peuvent être appliqués à l'intérieur du couvercle de la batterie et du boîtier pour bloquer les interférences des champs magnétiques et électriques externes. Ces revêtements permettent aux constructeurs automobiles de passer des boîtiers de batterie en métal lourd aux plastiques légers, réduisant ainsi le poids total et améliorant l'efficacité. De plus, ces revêtements conducteurs réduisent la résistance électrique entre les matériaux actifs et la feuille d'aluminium le long de la paroi des cellules de la batterie, améliorant ainsi les performances de charge et de décharge.
Figure 2 : Revêtement conducteur le long de la paroi de la cellule de la batterie
Préservation
Les composants du véhicule sont exposés à une variété de contaminants, allant des fluides circulant dans le véhicule aux sels et autres éléments corrosifs de l'environnement extérieur. Pour assurer la longévité des batteries EV, des revêtements et des résines sont appliqués pour protéger les sections de la corrosion, des chocs et des arcs électriques. Les revêtements diélectriques tels que nos 4223F, 4225, 4200UV et 4226A sont utilisés pour recouvrir les composants électriques tels que les cartes de circuits imprimés, les barres omnibus et les plaques froides qui sont susceptibles de tomber en panne à cause de la corrosion ou des arcs.
Les résines liquides comme nos composés d'enrobage 834B et 834HTC durcissent sur une surface dure et rigide et peuvent être utilisées pour combler les espaces entre les cellules et s'assurer que tout reste fermement en place. Les composés d'enrobage sont à la fois thermiquement conducteurs et ignifuges, aidant à prévenir la surchauffe et les incendies incontrôlés en cas d'inflammation.
Figure 3 : Revêtement conforme sur la carte de circuit imprimé du bloc-batterie
Conclusion
L'amélioration des performances des batteries des véhicules électriques (VE) grâce à l'utilisation de matériaux spéciaux est une tâche permanente. La tâche principale des concepteurs est d'équilibrer les contraintes concurrentes telles que le coût, la puissance et le poids pour optimiser les performances du véhicule. MG Chemicals propose des matériaux qui couvrent les défis courants de conception des systèmes de batterie. Cela inclut les adhésifs fonctionnels qui non seulement collent, mais ont également des propriétés supplémentaires telles que l'ignifugation et la conductivité thermique.
Un exemple est l'époxy structurel ignifuge en 2 parties 9200FR qui offre une force de liaison exceptionnelle et est certifié UL94 V-0 par Underwriter Laboratories. Il peut être utilisé pour construire des pare-feu autour de la batterie pour empêcher la propagation du feu. Un autre matériau clé est les revêtements conducteurs comme nos 841AR et 842AR, qui peuvent être appliqués à l'intérieur du couvercle de la batterie et du boîtier pour bloquer les interférences des champs magnétiques et électriques externes. Ces revêtements permettent aux constructeurs automobiles de passer à des plastiques légers pour réduire le poids total et améliorer l'efficacité.
