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Batterie per veicoli elettrici: protezione contro le collisioni e la fuga termica

L'autonomia di carica della batteria ha storicamente sfidato l'adozione da parte dei consumatori di veicoli elettrici (EV). Ma i progettisti di veicoli elettrici innovativi hanno trovato modi creativi per apportare drastici miglioramenti all'autonomia di ricarica della batteria e l'industria dei veicoli elettrici continua a crescere a un ritmo rapido con l'adozione di veicoli elettrici in aumento significativo. Negli ultimi dieci anni, alcune stime suggeriscono che l'autonomia media delle batterie dei veicoli elettrici è aumentata di oltre quattro volte. Questo aumento di potenza comporta sfide termiche chiave. L'aumento dell'adozione dei veicoli elettrici aumenta la necessità di progetti di batterie EV più robusti per estendere le prestazioni e controllare o ridurre le richieste di garanzia.

L'innovativo team di esperti e leader del design di Boyd è in prima linea nella risoluzione di queste sfide. Stiamo aiutando i pionieri in questo spazio ad accelerare l'innovazione. I nostri ingegneri sviluppano soluzioni integrate di materiali termici e ingegnerizzati che consentono batterie più piccole, robuste, più leggere, più efficienti e più affidabili con cicli di carica più rapidi per una maggiore autonomia, sicurezza e affidabilità dei veicoli elettrici.

Runaway termico?

Il runaway termico agli ioni di litio si verifica quando il calore generato da una batteria supera la quantità di calore dissipato. Il calore non gestito può causare una reazione a catena incontrollata alle batterie circostanti e alle celle della batteria agli ioni di litio. Quando il runaway termico agli ioni di litio non viene gestito correttamente, il surriscaldamento delle batterie produce fumo e brucia.

Molteplici fattori causano il runaway termico, alcuni includono cortocircuiti interni ed esterni, sovraccarico, temperature ambiente elevate, cicli rapidi e invecchiamento della batteria. Una gestione termica efficace è vitale non solo per la batteria di un veicolo elettrico, ma anche per la sicurezza degli occupanti del veicolo.

Come prevenire il runaway termico agli ioni di litio? Runaway termico della batteria

I produttori di veicoli elettrici e batterie progettano strategie preventive e di contenimento intorno al runaway termico delle batterie EV. La prevenzione della fuga termica inizia con un design ottimizzato della batteria EV. La protezione termica fuori controllo è migliorata con materiali e componenti speciali che riducono la probabilità di un evento di fuga termica e proteggono dalla propagazione del runaway termico se dovesse verificarsi un evento catastrofico. Il raffreddamento integrato cell-to-cell della batteria agli ioni di litio, l'isolamento termico e gli assemblaggi complessi multistrato che assorbono gli urti proteggono dai fattori termici, ambientali e meccanici che causano il runaway termico della batteria. Assorbi in modo proattivo gli urti, le vibrazioni e i movimenti nella batteria. Dissipa in modo efficiente il calore della cella della batteria. Incorporare una barriera di fiamma o calore nella progettazione delle celle per isolare rapidamente il calore estremo o il fuoco nell'improbabile eventualità che le caratteristiche di progettazione della sicurezza della batteria non impediscano la propagazione da cella a cella. Sfrutta il design intelligente per prevenire il runaway termico e le soluzioni protettive per isolare eventi catastrofici della batteria quando si verificano. Le soluzioni integrate di protezione termica runaway della batteria EV sono dotate di alette di raffreddamento o diffusori di calore con cuscinetti di compressione e isolamento elettrico a fiamma per isolare le celle della batteria agli ioni di litio.
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Hai bisogno di essere rinforzato?

Le condizioni ambientali difficili sono una realtà quotidiana per i veicoli elettrici. Le batterie e i componenti dei veicoli elettrici devono essere protetti durante il funzionamento per prolungare la durata delle prestazioni e ridurre le richieste di garanzia. Le robuste batterie EV possono resistere e funzionare meglio contro l'impatto di collisioni, urti e vibrazioni in corso, condizioni stradali estreme e condizioni meteorologiche estreme.

Come proteggere le batterie dei veicoli elettrici?

La sigillatura dell'involucro della batteria EV protegge la batteria e le celle dall'intrusione di liquidi, gas e particolato per garantire una lunga durata della batteria. Sfrutta i materiali speciali e il design intelligente delle guarnizioni per impermeabilizzare e sigillare gli alloggiamenti delle batterie dei veicoli elettrici, eliminare rumore, vibrazioni e durezza (NVH) e ottimizzare affidabilità e prestazioni. Le guarnizioni dell'alloggiamento della batteria EV di Boyd sono progettate per semplificare l'assemblaggio del cliente, la progettazione per la produzione (DFM), l'ottimizzazione dei materiali e sono rinforzate per resistere a condizioni stradali difficili per tutta la durata del veicolo.
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Cella della batteria e modulo batteria

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Proteggi le batterie dei veicoli elettrici da urti di collisione, condizioni stradali difficili e temperature estreme con cuscinetti di compressione robusti e resistenti. I cuscinetti di compressione della batteria si sovrappongono tra le celle della batteria e attorno al modulo batteria per compensare le forze di rigonfiamento e gli urti meccanici, l'attrito e le vibrazioni estreme della strada. Fungono da barriera antiurto della batteria per migliorare la sicurezza dei consumatori e ridurre i costi di garanzia relativi alla batteria. L'ampia varietà di opzioni di schiuma a celle chiuse e aperte di Boyd è altamente resistente e soddisfa le esigenze di molte diverse applicazioni di temperatura ed esposizione ambientale.

Schermature di progettazione attorno al modulo batteria

Migliora le prestazioni, la sicurezza e l'affidabilità della batteria con la schermatura EMI e RFI. La schermatura EMI impedisce sia l'ingresso che l'uscita di interferenze a radiofrequenza (RFI), interferenze elettrostatiche (ESD) o interferenze elettromagnetiche (EMI), tutte altamente prevalenti nei sistemi elettrici complessi nei veicoli elettrici. Gli schermi EMI della batteria EV proteggono le prestazioni della batteria e prevengono il malfunzionamento elettronico nei sistemi di sicurezza critici. Le schiume conduttive, gli elastomeri, gli adesivi, le pellicole e altro ancora di Boyd sono progettati per mitigare queste interferenze e schermare i segnali indesiderati, migliorando l'affidabilità e l'efficienza delle batterie EV.

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Avvolgere le celle della batteria EV con isolamento elettrico

Avvolgi le celle della batteria agli ioni di litio e i moduli batteria EV con isolatori elettrici ad alte prestazioni. Questi robusti strati isolanti impediscono la tensione di scintilla tra i componenti critici interni che può portare al cortocircuito della batteria o all'incendio. Inoltre isolano e agiscono come barriere di fiamma nell'improbabile scenario di un evento catastrofico. Gli isolatori e gli isolatori elettrici di Boyd sono classificati alla fiamma fino a FR V0, aiutandoti a progettare in modo proattivo per prevenire incendi elettrici della batteria EV o per isolare le celle della batteria agli ioni di litio in caso di combustione.
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Adesivi dielettrici su sbarre

Proteggi i circuiti stampati flessibili nei gruppi batteria EV per prolungarne la durata e mantenere le prestazioni. Gli adesivi dielettrici isolano elettricamente le sbarre collettrici con elevata resistenza al calore e protezione dalla fiamma. Le sbarre collettrici presentano design di precisione e gli adesivi dielettrici devono essere convertiti con tolleranze strette per un posizionamento preciso del foro passante. I materiali dielettrici e gli adesivi di Boyd sono testati per i requisiti di tensione di rottura e rigidità dielettrica utilizzando i metodi di prova GB/T 1.408,1-2016 e ASTM D3755.
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Come massimizzare l'efficienza e le prestazioni della batteria dei veicoli elettrici?

Sfrutta le piastre frigorifere liquide per batterie EV leggere e ad alte prestazioni

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Le soluzioni di raffreddamento delle batterie dei veicoli elettrici devono soddisfare le sfide termiche e i requisiti generali di progettazione, ma non possono aggiungere peso o ingombro per preservare l'autonomia di carica della batteria dei veicoli elettrici. Le piastre frigorifere liquide leggere per batterie forniscono un robusto supporto strutturale (RSS) e massimizzano la rimozione del calore della batteria per i moduli e i pacchi batteria dei veicoli elettrici più performanti di oggi. Le piastre di raffreddamento a basso profilo raffreddano in modo efficiente le batterie e creano spazio di progettazione aggiuntivo nel vano batterie, facendo spazio a batterie più grandi e potenti.

Le piastre frigorifere personalizzate per batterie EV di Boyd ottimizzano la geometria interna per massimizzare il flusso turbolento e la geometria esterna con skyline e piedistalli personalizzati in base al design della batteria per massimizzare il contatto con la fonte di calore e la dissipazione termica. Le piastre di raffreddamento a liquido della batteria di Boyd hanno test termici in linea al cento per cento e decenni di prestazioni di mercato affidabili per garantire affidabilità.

Ridurre al minimo la resistenza termica con il materiale di interfaccia termica

Migliora il trasferimento di calore tra la piastra fredda della batteria e il modulo batteria riducendo al minimo la resistenza termica tra queste due superfici. I materiali di interfaccia termica (TIM) riducono al minimo la resistenza al flusso di calore tra le superfici, spostando in modo più efficiente il calore dalle batterie EV sensibili al sistema di raffreddamento a liquido attraverso la piastra di raffreddamento della batteria.

I nastri termoconduttivi, i gap filler, i pad termici, i film, i materiali a cambiamento di fase e il grasso termico di Boyd massimizzano le prestazioni del sistema di raffreddamento a liquido della batteria spostando in modo più efficiente il calore dalla batteria alla piastra fredda liquida.

Che si tratti di proteggere e raffreddare le batterie dei veicoli elettrici, creare display e telematica intelligenti, ottimizzare la ricarica dei veicoli elettrici, elevare l'identità del marchio EV e altro ancora, Boyd aiuta i progettisti e i leader di mercato di eMobility ad accelerare l'innovazione. Per ulteriori informazioni sulle soluzioni di batterie EV di Boyd, guarda il nostro video qui sotto. Per domande specifiche sulla tua applicazione, contatta i nostri esperti.

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