مدیریت حرارتی یکی از مهمترین چالش های مهندسی در طراحی باتری خودروهای الکتریکی مدرن است.

همانطور که بسته های باتری EV به سمت تراکم انرژی بالاتر، شارژ سریعتر، خروجی قدرت بالاتر و معماری های فشرده تر حرکت می کنند، کنترل دمای سلول به طور فزاینده ای دشوار می شود.خود سیستم خنک کننده تنها یک بخش از راه حل استمواد قرار داده شده بین سلول ها، سازه های خنک کننده، محفظه های بسته بندی و سایر اجزای تعیین کننده میزان موثر حرارت می تواند منتقل شود یا چگونه به طور موثر می تواند مسدود شود.

به همین دلیل، مدیریت حرارتی باتری باید به عنوان ترکیبی ازخنک سازی، انتقال گرما، عایق بندی، مهر و موم، انتشار گرما و گرمایش فعالبه جای اینکه به عنوان یک تکنولوژی خنک کننده واحد باشد.

یک سیستم مدیریت حرارتی باتری به خوبی طراحی شده معمولاً از چندین فناوری مواد استفاده می کند و هر ماده بر اساس مکان و عملکرد خاص خود در بسته انتخاب می شود.

باتری های لیتیوم یون حساس به دمای کار هستند. عملکرد باتری، رفتار پیری، قابلیت شارژ و ایمنی همه می توانند تحت تاثیر دمای باشند.

بسیاری از استراتژی های مدیریت حرارتی باتری EV با هدف حفظ دمای سلول در یک پنجره عملیاتی کنترل شده، معمولا در حدود15°C تا 40°Cبررسی های تحقیقاتی همچنین بر اهمیت کنترل دقیق دمای عملکرد باتری تاکید کرده اند.ایمنی و عمر.

چالش این است که یک سیستم خنک کننده تنها زمانی می تواند درجه حرارت را به طور موثر کنترل کند که گرما بتواند به محیط خنک کننده برسد.

یک صفحه سرد مایع، کانال خنک کننده یا جریان هوا شرایط مرزی خنک کننده را تعیین می کند. با این حال، هر رابط بین سلول و سیستم خنک کننده مقاومت حرارتی را ایجاد می کند.

به عنوان مثال:

سلول → TIM → صفحه سرد → مایع خنک کننده

اگر رابط دارای شکاف های هوایی میکروسکوپی، فشرده سازی ناکافی یا ضخامت بیش از حد خط پیوند باشد،مسیر حرارتی می تواند حتی زمانی که سیستم خنک کننده ظرفیت کافی داشته باشد، به یک تنگه تبدیل شود..

به همین دلیل انتخاب مواد بخش مهمی از طراحی مدیریت حرارتی باتری است.

یک باتری مدرن دارای چندین منطقه حرارتی و محافظ مختلف است.

هر منطقه عملکرد متفاوتی دارد و بنابراین نیاز به یک استراتژی مواد متفاوت دارد.

این رویکرد مبتنی بر منطقه انتخاب مواد را آسان تر می کند زیرا مهندس می تواند ابتدا تعریف کندآنچه که هر رابط باید انجام دهدو سپس کلاس مواد مناسب را انتخاب کنید.

رابط سلول به صفحه سرد یکی از مهم ترین مسیرهای حرارتی در یک باتری EV خنک مایع است.

هدف ساده است:

مقاومت حرارتی بین سلول تولید کننده گرما و ساختار خنک کننده را به حداقل برسانید.

هوا دارای رسانایی حرارتی فقط حدود0.026 W/m·K، بنابراین شکاف های هوای کنترل نشده می توانند به طور قابل توجهی مقاومت رابط را افزایش دهند.

مواد رابط حرارتی این شکاف ها را پر می کنند و مسیر حرارتی مداوم تری ایجاد می کنند.

سه روش رایج این است:

• پد های حرارتی

• مواد پر کننده حفره های حرارتی

• چسب های رسانای حرارتی

پد های حرارتی صفحات جامد سازگار هستند که بین قطعات باتری و ساختار خنک کننده قرار می گیرند.

آنها در قالب سیلیکون و غیر سیلیکون موجود هستند و می توانند به شکل های سفارشی برش داده شوند.

مزایای معمول شامل:

• بدون فرآیند خشک کردن

• نصب آسان

• هندسه ی دقیق برش

• عایق برق خوب در درجه عایق

• قابلیت بازکاری در بسیاری از کاربردهای مختلف

• ضخامت کنترل شده

پارامترهای مهم انتخاب عبارتند از:

• رسانایی حرارتی

• مقاومت حرارتی

• ضخامت

• سختی

• رفتار فشرده سازی

• قدرت دی الکتریک

• مجموعه فشرده سازی

• دمای کار

ارزش رسانایی حرارتی بالا به تنهایی عملکرد کاربردی خوبی را تضمین نمی کند.

به عنوان مثال، یک پد بسیار سخت ممکن است رسانایی بسیار خوبی داشته باشد اما برای رسیدن به تماس سطح صمیمی نیاز به فشار بیش از حد مونتاژ دارد.یک ماده نرم تر ممکن است مطابقت بهتر را در فشار پایین تر فراهم کند.

بنابراین مهندسان باید ارزیابی کنندمقاومت حرارتی تحت فشار واقعی مونتاژ و ضخامت خط اتصال، به جای انتخاب یک ماده تنها با رتبه W/m·K.

پرکننده های شکاف توزیع شده به ویژه زمانی مفید هستند که شکاف رابط در سراسر مجموعه باتری متفاوت باشد.

برخلاف یک پد پیش برش، یک پرکننده خلا مبتنی بر مایع یا ژل می تواند مطابق با هندسه واقعی رابط باشد.

این باعث می شود که این فناوری برای:

• رابط سلول به صفحه سرد

• معماری سلول به بسته

• ماژول های باتری بزرگ

• مجموعه های تحمل پیچیده

• خطوط تولیدی خودکار

فرمول های یک قسمتی و دو قسمتی در دسترس هستند.

مواد یک قطعه برای سخت شدن کنترل شده با توجه به شرایط مشخص شده توسط تولید کننده طراحی شده اند، در حالی که سیستم های دو قطعه پس از توزیع مخلوط و سخت می شوند.

مزایای اصلی شامل:

• سازگاری سطح عالی

• قابلیت پر کردن شکاف بزرگ

• فشار مکانیکی پایین

• سازگاری توزیع خودکار

• وابستگی کمتر به هندسه ی پد پیش برش

ملاحظات اصلی تولید عبارتند از:

• حجم توزیع

• نسبت مخلوط برای سیستم های دو قسمت

• مدت عمر گلدان

• زمان درمان

• الزامات تجهیزات

• کنترل خط اوراق قرضه

• استراتژی بازکاری

برای تولید باتری با حجم بالا، این عوامل فرآیند می توانند به اندازه رسانایی حرارتی مهم باشند.

انتخاب بین یک پد و یک پرکننده شکاف توزیع شده عمدتاً به هندسه رابط و فرآیند تولید بستگی دارد.

هیچ یک از این تکنولوژی ها به طور جهانی بهتر نیستند.

انتخاب درست بستگی بهمحدوده شکاف، استیک تحمل، نیاز به فشرده سازی، حجم تولید و هدف حرارتی.

برخی از رابط های باتری نیاز به انتقال حرارتی و اتصال مکانیکی دارند.

چسب های رسانای حرارتی می توانند در حالی که گرما را از قطعات دور می کنند، یک پیوند دائمی فراهم کنند.

ممکن است برای:

• اتصال قطعات دائمی

• رابط های حرارتی ساختاری

• کاربردهای مرتبط با بار بس

• نصب دستگاه پخش گرما

• قطعات که در آن های اتصال مکانیکی نامطلوب هستند

نوار های رسانای حرارتی می توانند یک روش مونتاژ ساده تر برای اجزای سبک تر را فراهم کنند.

با این حال، چسب ها و نوارها به طور کلی برای کار مجدد کمتر از پد های حرارتی آسان هستند. بنابراین، آنها باید زمانی انتخاب شوند که ماهیت دائمی مفصل قابل قبول باشد.

همه مشکلات حرارتی ناشی از انتقال گرمای عمودی ضعیف نیستند.

سلول های پرزماتیک بزرگ و مجموعه سلول های کیسه ای نیز می توانند گرادیان درجه حرارت را در سطح خود تجربه کنند.

در این شرایط، مواد پخش کننده گرما می توانند گرما را قبل از رسیدن به رابط اصلی خنک کننده به صورت جانبی توزیع کنند.

مواد مبتنی بر گرافیت و گرافین نمونه هایی از مواد حرارتی آنیزوتروپ هستند که می توانند رسانایی حرارتی بالا در هواپیما را فراهم کنند.

بسته به معماری مواد، پخش کننده های گرما مبتنی بر گرافیت می توانند به مقادیر بسیار بالایی از رسانایی در سطح برسند، در برخی از محصولات تجاری بیش از1،000 W/m·K.

این مواد به طور کلی به عنوان بخشی از یک مجموعه حرارتی به جای جایگزینی مستقیم برای TIM اصلی استفاده می شوند.

ساختار ساده می تواند:

سلول → پخش کننده گرما → TIM → صفحه سرد

توزیع کننده گرما به کاهش غلظت دمای محلی کمک می کند، در حالی که TIM تماس حرارتی را با ساختار خنک کننده فراهم می کند.

مواد تغییر فاز (PCM) در حالی که در حال انتقال فاز هستند، گرما را جذب می کنند.

این باعث می شود آنها برای کاربردهایی که بار حرارتی دارای اوج کوتاه مدت است مفید باشند.

به عنوان مثال، یک باتری ممکن است افزایش موقت تولید گرما را در طول:

• شارژ سریع

• شتاب با قدرت بالا

• ترمز مجدد

• تخلیه جریان بالا

یک PCM می تواند بخشی از این گرما گذرا را جذب کند و سرعت افزایش دمای را کاهش دهد.

با این حال، PCM نباید جایگزین یک سیستم خنک کننده فعال باشد.

این ماده دارای ظرفیت حرارتی نهفته محدود است. هنگامی که ظرفیت موجود تغییر فاز از بین برود، PCM دیگر نمی تواند همان اثر بافری را ارائه دهد.

بنابراین، PCM زمانی که با یک سیستم رد گرما مناسب ادغام شود، موثرتر است.

در کتاب های بررسی سال 2024 در مورد مدیریت حرارتی باتری های خودرو، رویکردهای مبتنی بر PCM به عنوان یکی از فناوری های مهم مدیریت حرارتی منفعل یا ترکیبی شناسایی شده است.

در حالی که برخی از قسمت های باتری نیاز به انتقال گرما به طور موثر دارند، بخش های دیگر نیاز به انجام دقیقاً برعکس دارند.

بین سلول ها، ممکن است مواد مورد نیاز برای کند کردن انتشار حرارتی و فراهم کردن عایق الکتریکی باشد.

فناوری های مواد رایج عبارتند از:

پتو های مبتنی بر آیروجل می توانند در یک ساختار نازک هدایت حرارتی بسیار پایین داشته باشند.

مزیت اصلی آنها کارایی عایق گرما است.

با این حال، ممکن است حفاظت مکانیکی مورد نیاز باشد، زیرا برخی از ساختارهای آیروجل ممکن است نسبت به فشرده سازی، سایش و دستکاری حساس باشند.

فوم سیلیکونی ترکیبی از:

• عایق حرارتی

• پوشاندن

• بازیافت فشرده سازی

• مقاومت زیست محیطی

• عایق برق

• گزینه های ضد شعله

به عنوان مثال، خانواده Z-FOAM800 ZIITEK شامل درجه هایی با رسانایی حرارتی در حدود0.06 W/m·K، UL 94 درجه بندی V-0 و قابلیت های دمایی که تقریباً 200 درجه سانتیگراد را به لحاظ درجه خاص گسترش می دهد.

میکا و ورق های سرامیکی می توانند عایق الکتریکی و حفاظت از دمای بالا را فراهم کنند.

آنها اغلب برای کاربردهایی که در آن مواد باید در برابر قرار گرفتن در معرض حرارت شدید مقاومت کنند یا یک مانع فیزیکی بین اجزای باتری ایجاد کنند، در نظر گرفته می شوند.

مواد مناسب بستگی به معماری باتری، سناریوی حوادث حرارتی و الزامات ایمنی قابل اجرا دارد.

عایق حرارتی به تنهایی نمی تواند از هر حادثه ایمنی باتری جلوگیری کند.

یک استراتژی کامل برای کاهش گرما می تواند شامل موارد زیر باشد:

• کنترل سیستم مدیریت باتری

• نظارت بر سلول

• عایق حرارتی

• موانع مقاوم به آتش

• ساختارهای تهویه

• طراحی محفظه مکانیکی

• سیستم های خنک کننده

• مواد ضد شعله

استانداردها و روش های آزمایش مانند:UL 2596می تواند برای ارزیابی عملکرد حرارتی و مکانیکی مواد محفظه باتری در شرایطی که نشان دهنده فرار حرارتی است، استفاده شود.

مهم است که نتایج آزمایش در سطح مواد نباید به عنوان تضمین مستقیم ایمنی باتری در سطح سیستم تفسیر شود. عملکرد واقعی بستگی به مواد، هندسه، ضخامت،طراحی سلول و پیکربندی برای استفاده نهایی.

مدیریت حرارتی باتری با حفاظت از محیط زیست ارتباط نزدیکی دارد.

محفظه باتری باید اجزای داخلی را در برابر آب، گرد و غبار، رطوبت، لرزش و چرخه های دمایی محافظت کند.

بنابراین مواد مهر و موم باید فشرده سازی و نیروی مهر و موم را در طول عمر مورد نیاز حفظ کنند.

مشخصات مهم شامل:

• مجموعه فشرده سازی

• جذب آب

• محدوده دما

• مقاومت در برابر شعله

• خواص کشش و پارگی

• قدرت دی الکتریک

• مقاومت زیست محیطی

• تحمل برش درایو

برای کاربردهایی که نیاز به مهار شعله دارند،UL 94 V-0UL درجه بندی UL 94 V را به عنوان طبقه بندی قابل احتراق مواد بر اساس شرایط آزمایش تعریف شده توصیف می کند.

الزامات حفاظت از ورود مانند:IP67 یا IP68همچنین ممکن است بسته به محفظه باتری و مشخصات OEM اعمال شود.

فوم سیلیکونی می تواند عملکردهای مهر و موم، کمد و عایق را در یک ماده واحد ترکیب کند.

به عنوان مثال، سری Z-FOAM800 ZIITEK شامل درجه هایی است که برای مهر و موم محفظه باتری و حفاظت حرارتی طراحی شده است. مشخصات موجود شامل مجموعه فشرده سازی کم،UL 94 V-0 مقاومت در برابر شعله و مقاومت در برابر دمای وسیع، با مقادیر دقیق بسته به درجه.

برای کاربردهای باتری، مهندسان باید طراحی کامل مهر و موم را ارزیابی کنند نه اینکه یک ماده گاسکت را بر اساس مجموعه فشرده سازی انتخاب کنند.

مواد، هندسه شکاف، نسبت فشرده سازی، تحمل ها و قرار گرفتن در معرض محیط همه عملکرد بسته بندی طولانی مدت را تحت تاثیر قرار می دهند.

مدیریت حرارتی باتری فقط مربوط به حذف گرما نیست.

در محیط های با دمای پایین، باتری ممکن است قبل یا در طول شارژ گرم شود.

دمای پایین می تواند قدرت موجود و عملکرد شارژ را کاهش دهد. شارژ سلول های لیتیوم یون در دمای به اندازه کافی پایین نیز می تواند خطر پوشش لیتیوم را افزایش دهد.بسته به شیمی سلول و شرایط شارژ.

بنابراین عناصر گرمایشی انعطاف پذیر می توانند در بسته های باتری ادغام شوند تا دمای سلول را به محدوده عملیاتی مناسب افزایش دهند.

فناوری های رایج عبارتند از:

بخاری های پلی آمید ارائه می دهند:

• ساخت نازک

• وزن کم

• انعطاف پذیری بالا

• الگوهای گرمایش سفارشی

• مقاومت خوب در برابر دمای بالا

بخاری های لاستیکی سیلیکونی ارائه می دهند:

• ساخت انعطاف پذیر

• مقاومت محیط زیست خوب

• دوام مکانیکی

• مناطق گرمایش سفارشی

• سازگاری با ساختارهای باتری

راه حل های بخاری Kheat ZIITEK شامل فناوری های بخاری مبتنی بر پلی آمید و سیلیکون است، با طرح های سفارشی قادر بهتراکم قدرت 1 ∆2 W/cm2، بسته به طراحی و کاربرد.

سیستم های گرمایش باید همراه با سنسورهای دمایی و الگوریتم های کنترل طراحی شوند تا از گرادیانت های دمایی بیش از حد یا گرم شدن بیش از حد جلوگیری شود.

معماری های سلول به بسته (CTP) برخی از ساختارهای سنتی ماژول را کاهش می دهند یا از بین می برند.

IDTechEx گزارش داده است که طرح های CTP می توانند مقدار TIM مورد استفاده را به طور قابل توجهی کاهش دهند زیرا معماری برخی از رابط های مرتبط با ماژول های معمولی را حذف می کند.

با این حال، کاهش تعداد لایه های TIM نیاز به مهندسی دقیق رابط را از بین نمی برد.

در برخی از طرح های CTP، رابط سلول به صفحه سرد باقی مانده حتی مهم تر می شود.

مهندسان ممکن است نیاز به مدیریت:

• مناطق بزرگتر رابط

• تنوع ابعاد بیشتر

• گسترش سلول

• الزامات فشرده سازی

• ثبات مکانیکی طولانی مدت

• مقاومت حرارتی

• درخواست خودکار

در نتیجه، گرایش به سمت مواد کمتر می تواند در واقع الزامات عملکردی را که بر روی مواد باقی مانده اعمال می شود افزایش دهد.

انتخاب مواد باید با معماری حرارتی و نه یک کاتالوگ محصول آغاز شود.

یک فرآیند انتخاب عملی شامل مراحل زیر است.

هر رابط بین سلول تولید کننده گرما و محیط خنک کننده را شناسایی کنید.

به عنوان مثال:

سلول → TIM → صفحه سرد → مایع خنک کننده

سپس سایر مناطقی را که باید در آن گرمایی مسدود، پخش، مهر و موم یا به طور فعال تولید شود، شناسایی کنید.

مشخص کنید:

• حداکثر دمای مجاز سلول

• حداکثر تفاوت دما بین سلول ها

• نرخ تولید گرما

• مقاومت حرارتی هدف

• منطقه رابط

• محدوده دمای انتظار

از رسانایی حرارتی به عنوان تنها معیار انتخاب استفاده نکنید.

اندازه گیری:

• حداقل شکاف

• حداکثر فاصله

• سطح

• خشکی سطح

• تحمل اجزای

• محدوده فشرده سازی

این اطلاعات تعیین می کند که آیا یک پد حرارتی، پرکننده شکاف، چسب یا تکنولوژی رابط دیگر مناسب است.

به این موضوع فکر کنید:

• نیروی فشرده سازی

• مجموعه فشرده سازی

• گسترش سلول

• ارتعاش

• شوک

• حرکت تراش

• کاهش استرس طولانی مدت

یک TIM باید در طول عمر مکانیکی باتری کار کند.

بسته به محل آن، مواد ممکن است نیاز به:

• عایق برق

• قدرت دی الکتریک

• مقاومت در برابر شعله

• کم دود

• انتشار گاز کم

• انطباق RoHS

• انطباق با قانون REACH

درجه بندی سطح مواد همیشه باید با الزامات واقعی OEM و سیستم بررسی شود.

یک ماده از نظر فنی عالی هنوز هم ممکن است مناسب نباشد اگر نمی توان آن را به طور کارآمد تولید کرد.

ارزیابی کنید:

• قابلیت برش درایو

• سرعت توزیع

• الزامات مخلوط کردن

• زمان درمان

• سازگاری اتوماسیون

• استفاده از مواد

• الزامات بازکاری

• زمان نگهداری

برای تولید باتری های EV با حجم بالا، سازگاری فرآیند تولید می تواند تأثیر عمده ای بر کل هزینه داشته باشد.

در نهایت، ماده را در باتری واقعی آزمایش کنید.

ارزیابی های مربوطه ممکن است شامل موارد زیر باشد:

• چرخه حرارتی

• ارتعاش

• پیری فشار

• پیری رطوبت

• مقاومت حرارتی

• پیوستن

• مجموعه فشرده سازی

• عایق برق

• آزمایشات مربوط به آتش و گسترش

برای مواد رابط حرارتی، ASTM D5470 یکی از روش های رایج مورد استفاده برای اندازه گیری خواص انتقال حرارتی مواد عایق الکتریکی رسانای حرارتی است.

شرایط آزمایش (از جمله فشار، ضخامت و پیکربندی آزمایش) همیشه باید گزارش شود زیرا مانع حرارتی به شدت به شرایط واقعی رابط بستگی دارد.

قبل از انتخاب یک ماده برای برنامه باتری EV، ارزش دارد از تامین کننده چند سوال عملی بپرسید.

تنها بر ارزش W/m·K تبلیغ شده تکیه نکنید.

ازش بپرس:

• روش آزمایش

• فشار

• ضخامت خط پیوند

• درجه حرارت

• تنظیم نمونه

از منحنی های فشرده سازی و عملکرد در سراسر محدوده شکاف واقعی درخواست کنید.

برای پرکننده های شکاف، در مورد:

• تجهیزات توزیع

• نسبت مخلوط کردن

• مدت عمر گلدان

• مشخصات درمان

• دقت توزیع

اطلاعات درخواست شده برای:

• چرخه حرارتی

• پیری در دمای بالا

• رطوبت

• مجموعه فشرده سازی

• پمپ کردن یا مهاجرت

• ثبات چسبندگی

طرح های باتری اغلب نیاز به سفارشی:

• ضخامت

• هندسه

• سختی

• رسانایی حرارتی

• پیوستن

• مقاومت در برابر شعله

• عایق برق

یک تامین کننده قادر به فرمول کردن و تبدیل پشتیبانی می تواند زمان توسعه را کاهش دهد.

معماری حرارتی یک باتری EV به ندرت با یک ماده حل می شود.

یک بسته بندی معمولی ممکن است ترکیبی از:

پد های حرارتی + ژل های حرارتی + عایق + موانع آتش + فوم های مهر و موم + پخش کننده های گرما + فیلم های گرمایشی

هر ماده ای عملکرد متفاوتی دارد.

به عنوان مثال، ZIITEK مواد رابط حرارتی، مواد مهر و موم فوم سیلیکون و راه حل های گرمایش انعطاف پذیر برای برنامه های کاربردی EV و انرژی جدید را ارائه می دهد.نمونه کارها فعلی EV شامل ژلهای حرارتی برای رابط سلول به صفحه سرد است، پد های حرارتی سری TIF، فوم سیلیکونی Z-FOAM800 و محلول های گرمایشی Kheat.

ارزش یک رویکرد یکپارچه مواد، فقط داشتن محصولات بیشتر نیست.کل انبار حرارتی، مکانیکی، الکتریکی و محیطیبه عنوان يک سيستم

بهترین TIM جهانی وجود ندارد. پد های حرارتی اغلب برای شکاف های کنترل شده و مونتاژ ساده مناسب هستند، در حالی که پرکننده های شکاف حرارتی توزیع شده برای شکاف های متغیر و هندسه های پیچیده مفید هستند.انتخاب درست بستگی به مقاومت حرارتی دارد، شکاف، فشرده سازی، عایق الکتریکی، فرآیند تولید و الزامات قابلیت اطمینان.

نه لزوماً. بسته های باتری خنک مایع نیاز به یک رابط حرارتی کنترل شده بین اجزای تولید کننده گرما و ساختار خنک کننده دارند، اما این رابط ممکن است یک پد حرارتی باشد،ژل حرارتی، پرکننده شکاف، چسب یا سایر فن آوری های TIM.

یک پد حرارتی یک ماده اتصال جامد از پیش خشک شده است، در حالی که یک ژل حرارتی یا پرکننده شکاف در فرم مایع یا ژل توزیع می شود و با هندسه رابط واقعی مطابقت دارد.استفاده از پد ها معمولاً آسان تر است، در حالی که ژل ها می توانند سازگاری بهتر را برای شکاف های متغیر یا بزرگتر فراهم کنند.

مواد عایق بندی می توانند انتقال حرارتی جانبی را کاهش دهند و به کاهش انتشار حرارتی بین سلول های مجاور کمک کنند.می تواند به شیک های میکا و سرامیکی نیز توجه شود..

به طور کلی، نه. PCM می تواند مقدار محدودی از گرما را در طول انتقال فاز جذب کند و بنابراین اوج های حرارتی کوتاه مدت را بفر می دهد.آن را به طور مداوم گرمای حذف نمی کند و به طور معمول نیاز به کار با یک مکانیسم رد گرما مناسب.

فیلم های گرم کننده در هنگام کار با دمای پایین گرما را کنترل می کنند. آنها می توانند به سلول ها کمک کنند تا قبل از شارژ یا در طول شارژ، به ویژه در آب و هوای سرد، به دمای مناسب برسند.

هدف جهانی W/m·K وجود ندارد. عملکرد حرارتی به رسانایی حرارتی، ضخامت، مقاومت تماس، فشار، هندسه رابط و کل مسیر گرما بستگی دارد.مقاومت حرارتی در شرایط مونتاژ واقعی اغلب مفیدتر از هدایت به تنهایی است.

پارامترهای مهم شامل مجموعه فشرده سازی، محدوده دما، جذب آب، مهار شعله، خواص دی الکتریک، مقاومت محیطی و طراحی فشرده سازی محفظه واقعی است.الزامات IP باید در سطح سیستم ارزیابی شوند.

برخی از تامین کنندگان مواد، فناوری های متعددی را ارائه می دهند، از جمله پد های حرارتی، ژل های حرارتی، فوم های سیلیکونی،پخش کننده های گرما و فیلم های گرمایشی که می توانند صلاحیت مواد و ادغام سیستم را ساده کنندبا این حال، هر ماده هنوز باید با طراحی باتری خاص و الزامات OEM تأیید شود.

مدیریت حرارتی باتری خودرو به طور فزاینده ای تبدیل به یکچالش مهندسی مواد به اندازه یک چالش سیستم خنک کننده.

معماری خنک کننده تعیین می کند که گرما کجا می تواند برود. مواد تعیین می کنند که چگونه به طور کارآمد گرما به مقصد می رسد و در عوض گرما باید مسدود، پخش، مهر و موم یا تولید شود.

برای یک باتری مدرن EV، مدیریت حرارتی موثر ممکن است نیاز به ترکیبی هماهنگ از:

مواد رابط حرارتی

• مواد پخش گرما

• عایق حرارتی

• موانع آتش

• مواد مهر و موم

• فیلم های گرمایشی

بنابراین مطمئن ترین استراتژی انتخاب مواد، جستجو برای یک ماده حرارتی "بهترین" نیست. در عوض مهندسان باید مسیر حرارتی کامل باتری را نقشه برداری کنند.الزامات هر منطقه را تعریف کنید، عملکرد حرارتی و مکانیکی را در شرایط واقع بینانه ارزیابی می کند و قبل از تولید مجموعه کامل را تأیید می کند.

همانطور که معماری باتری به سمت سلول به بسته، تراکم انرژی بالاتر و شارژ سریعتر تکامل می یابد، اهمیت این رویکرد یکپارچه مواد فقط به رشد ادامه خواهد داد.