Materiali che migliorano le prestazioni della batteria
Materiali che migliorano le prestazioni della batteria
Sebbene l'utilità dei veicoli elettrici (EV) abbia fatto passi da gigante negli ultimi dieci anni, resta ancora molto da fare per migliorarne la resa e ridurre i costi. Al centro di questa sfida c'è il sistema di batterie, in cui i progettisti devono cercare di bilanciare i vincoli concorrenti come costo, potenza e peso per ottimizzare le prestazioni del veicolo. Spesso il percorso più promettente verso una soluzione risiede nell'assemblaggio del pacco batteria, in cui ogni iterazione del progetto deve considerare i potenziali compromessi per la gestione termica, la suscettibilità alle interferenze elettromagnetiche e in radiofrequenza (EMI/RFI) e lo stress ambientale/fisico. MG Chemicals dispone di un ampio portafoglio di soluzioni di materiali che coprono le sfide comuni incontrate nei sistemi di batterie.
Adesivi funzionali per l'incollaggio e la protezione
La funzione primaria di un adesivo è quella di unire due superfici in misura sufficiente a fornire un supporto meccanico funzionale. Tuttavia, gli adesivi speciali con proprietà secondarie come il ritardo di fiamma e la conduttività termica hanno proprietà aggiuntive che sono utili quando vengono utilizzati negli assemblaggi dei pacchi batteria. Questi adesivi migliorano anche la resistenza agli shock termici e riducono il peso della batteria eliminando le saldature.
Adesivi strutturali e termici
Il tipo di batteria leader per i veicoli elettrici è la batteria agli ioni di litio, principalmente per la sua elevata densità energetica e longevità. Tuttavia, uno svantaggio di questa batteria è il rischio di incendio se la batteria viene perforata o caricata in modo improprio. Per ridurre questo rischio, i progettisti utilizzano materiali ignifughi come il nostro 9200FR per costruire firewall attorno al pacco batteria per impedire la propagazione del fuoco. Questo adesivo è una resina epossidica strutturale ignifuga bicomponente che offre un'eccezionale forza di adesione ed è certificata UL2 V-94 da Underwriter Laboratories. È anche un eccellente sostituto per i film in PET utilizzati lungo il canale di raffreddamento per incollare i moduli, sia in una matrice cilindrica che prismatica.
La gestione termica è un parametro di progettazione critico per i pacchi batteria, in quanto le singole celle dei moduli si riscaldano durante la ricarica, richiedendo una dissipazione del calore rapida ed efficace. I moduli sono uniti insieme all'interno dell'array del pacco utilizzando adesivi termicamente conduttivi come i nostri 8329TFF e 8349TFM che facilitano un efficace trasferimento di calore laterale fuori dal pacco e regolano la temperatura. Questi materiali collegano i moduli alle piastre fredde e possono essere utilizzati come riempitivi tra la parte superiore della confezione e il coperchio per favorire la dissipazione del calore.
Figura 1: Diagramma a strati del pacco batteria con adesivo strutturale (a sinistra) e array di celle con adesivo termicamente conduttivo (a destra)
Rivestimenti conduttivi per la riduzione del rumore
I rivestimenti elettricamente conduttivi sono sistemi a 1 o 2 componenti contenenti cariche conduttive come nichel, rame e argento, con sistemi leganti standard nella maggior parte dei rivestimenti industriali. Questi rivestimenti sono un mezzo rapido e semplice per metallizzare la plastica per due scopi principali: schermare le apparecchiature elettriche da EMI/RFI e creare tracce. Con i pacchi batteria, i progettisti devono schermare la batteria dai dispositivi vicini sia all'interno che all'esterno del veicolo per evitare diafonia e conseguenti malfunzionamenti. Rivestimenti conduttivi come i nostri 841AR e 842AR possono essere applicati all'interno del coperchio della batteria e del gruppo custodia per bloccare le interferenze da campi elettrici e magnetici esterni. Questi rivestimenti consentono alle case automobilistiche di passare da custodie per batterie in metallo pesante a plastiche leggere, riducendo il peso complessivo e migliorando l'efficienza. Inoltre, questi rivestimenti conduttivi riducono la resistenza elettrica tra i materiali attivi e il foglio di alluminio lungo la parete delle celle della batteria, migliorando le prestazioni di carica e scarica.
Figura 2: Rivestimento conduttivo lungo la parete della cella della batteria
Umweltschutz
I componenti del veicolo sono esposti a una varietà di contaminanti, che vanno dai fluidi circolanti all'interno del veicolo ai sali e altri elementi corrosivi provenienti dall'ambiente esterno. Per garantire la longevità delle batterie dei veicoli elettrici, vengono applicati rivestimenti e resine per proteggere le sezioni da corrosione, urti e archi elettrici. I rivestimenti dielettrici come i nostri 4223F , 4225 , 4200UV e 4226A vengono utilizzati per rivestire componenti elettrici come circuiti stampati, sbarre collettrici e piastre fredde che sono soggetti a guasti dovuti a corrosione o arco elettrico.
Le resine liquide come i nostri composti per impregnazione 834B e 834HTC si induriscono formando una superficie dura e rigida e possono essere utilizzate per riempire gli spazi tra le celle e garantire che tutto rimanga saldamente in posizione. I composti di impregnazione sono sia termicamente conduttivi che ignifughi, aiutando a prevenire il surriscaldamento e l'incendio incontrollato in caso di ignizione.
Figura 3: rivestimento protettivo sulla scheda del circuito della batteria
Conclusione
Migliorare le prestazioni della batteria dei veicoli elettrici (EV) attraverso l'uso di materiali speciali è un compito continuo. Il compito principale dei progettisti è bilanciare i vincoli concorrenti come costo, potenza e peso per ottimizzare le prestazioni del veicolo. MG Chemicals offre materiali che coprono le comuni sfide di progettazione dei sistemi di batterie. Ciò include adesivi funzionali che non solo si legano, ma hanno anche proprietà aggiuntive come il ritardo di fiamma e la conduttività termica.
Un esempio è la resina epossidica strutturale ignifuga bicomponente 2FR che offre un'eccezionale forza di adesione ed è certificata UL9200 V-94 da Underwriter Laboratories. Può essere utilizzato per costruire firewall attorno al pacco batteria per impedire la propagazione del fuoco. Un altro materiale chiave sono i rivestimenti conduttivi come i nostri 0AR e 841AR, che possono essere applicati all'interno del coperchio della batteria e del gruppo custodia per bloccare le interferenze da campi elettrici e magnetici esterni. Questi rivestimenti consentono alle case automobilistiche di passare a plastiche leggere per ridurre il peso complessivo e migliorare l'efficienza.
