Baterie wysokiego napięcia (HV)

Baterie HV: hermetyzacja i zarządzanie temperaturą

Pasty przewodzące ciepło chronią przed przegrzaniem i wibracjami

Wpływ temperatury ma ogromny wpływ na żywotność, pojemność i przede wszystkim bezpieczeństwo eksploatacji akumulatorów trakcyjnych Li-ion. Aby zapobiec ewentualnym defektom i uszkodzeniom spowodowanym przegrzaniem, stosuje się duże ilości przewodzących ciepło materiałów do zalewania.

Mobilność elektryczna nabiera tempa: pojazdy z alternatywnymi układami napędowymi są uważane za główny element walki z hałasem i stale rosnącymi emisjami. Kilka krajów europejskich planuje już rozstać się z silnikiem spalinowym. W Chinach – obecnie największym na świecie rynku pojazdów elektrycznych – obowiązujące przepisy dotyczące kwot dla samochodów elektrycznych i hybrydowych mają zostać wprowadzone już w 2019 roku.

Sercem tych pojazdów jest wbudowany akumulator wysokiego napięcia (HV). Służy jako urządzenie do magazynowania energii elektrochemicznej, które zasila silnik elektryczny energią elektryczną. Ponieważ technologia litowo-jonowa obecnie ma najlepszą wydajność spośród wszystkich dostępnych technologii baterii, stała się wiodąca w tym zastosowaniu. Oprócz wysokiej mocy i energii, akumulatory trakcyjne Li-ion charakteryzują się również wysoką wydajnością podczas ładowania i rozładowywania, a także niskim samorozładowaniem. Wadami są ich duża waga, niezadowalająca ładowność i stosunkowo wysokie koszty.

Bateria HV składa się z setek do tysięcy pojedynczych komórek o różnych kształtach i klasach wydajności. Komórki te są połączone w moduły, które razem tworzą końcowy akumulator trakcyjny. Konstrukcja ogniw akumulatora różni się w zależności od producenta lub producenta pojazdu. Kluczowymi kryteriami decyzji są tutaj takie czynniki, jak gęstość energii, właściwości chłodzące lub rozpraszanie ciepła, koszty produkcji, waga, skalowalność lub stabilność mechaniczna. W użyciu są obecnie komórki o kształcie cylindrycznym i pryzmatycznym, podobnie jak komórki woreczkowe, które są również znane jako „torebki z kawą” ze względu na ich podobieństwo do obkurczonej kawy w proszku.

Akumulatory HV: Zarządzanie ciepłem ma kluczowe znaczenie

Z akumulatorem HV związane są różne elementy mechaniczne i elektroniczne, które zapewniają wydajną, długotrwałą i przede wszystkim bezpieczną pracę. Jednym z najważniejszych elementów jest obudowa, która chroni moduły akumulatora trakcyjnego przed szkodliwym wpływem środowiska, takim jak kurz, brud lub wilgoć.

Główną rolę odgrywa tu także wpływ temperatury. Dla normalnej pracy pojazdu elektrycznego optymalne są, temperatury na zewnątrz od 10 do 25 ° C i temperatury pracy około. 20 do 40 ° C. Jeśli temperatury przekroczą lub spadną poniżej tego idealnego zakresu, może to mieć negatywny wpływ na żywotność, pojemność, a zwłaszcza bezpieczeństwo pracy akumulatora HV. Wyższe temperatury, na przykład, powodują szybszą degradację materiałów użytych w ogniwach akumulatora, a tym samym szybsze starzenie. Nadmierne naprężenia termiczne mogą również powodować zwarcia wewnętrzne, a w konsekwencji poważne nieodwracalne uszkodzenie akumulatora trakcyjnego i pojazdu.

Aby temu zapobiec, każdy pojazd elektryczny ma system zarządzania akumulatorem (BMS), który oprócz sterowania i monitorowania aktualnego stanu naładowania (SoC) akumulatora HV, jest również odpowiedzialny za zarządzanie temperaturą. W celu zapewnienia bezpiecznej pracy oraz optymalnej wydajności i żywotności akumulator trakcyjny jest chłodzony w wysokich temperaturach za pomocą wbudowanego układu chłodzenia.

Niezawodne przenoszenie ciepła dzięki pastom termoprzewodzącym

Ponadto stosuje się duże ilości pasty przewodzącej ciepło lub wypełniacza szczelinowego. Około 5 do 10 litrów tych materiałów o dużej lepkości, które zawierają wypełniacze przewodzące ciepło, są dozowane na pojazd pomiędzy modułami i obudową baterii – i trend ten rośnie. Wspierając chłodzenie za pomocą wody lub chłodziwa, zapewniają one niezawodne przenoszenie ciepła między akumulatorem HV a obudową, pomagając w ten sposób zapobiegać potencjalnym uszkodzeniom spowodowanym przegrzaniem. Dzięki miękkiej, elastycznej konsystencji chronią również częściowo wrażliwe elementy akumulatora trakcyjnego przed wstrząsami i wibracjami podczas jazdy.

Ze względu na duże objętości, które muszą być dozowane w wymaganym czasie cyklu i ze względu na ich wysoką lepkość i wypełniacze ścierne, zastosowanie mediów przewodzących ciepło stawia najwyższe wymagania wobec stosowanej technologii dozowania. Scheugenpflug oferuje nowe rozwiązanie systemowe, składające się z dozownika i systemu podawania materiału, zwłaszcza do hermetyzacji akumulatorów HV. Umożliwia to uzyskanie wysokich prędkości przepływu, a tym samym zwiększenie wydajności części – nawet w przypadku wysoce ściernych materiałów do zalewania.

Do 80 ml/s szybkości dozowania past termoprzewodzących

Scheugenpflug opracował nowy dozownik objętościowy Dos HP oparty na sprawdzonym dozowniku tłokowym. Dzięki tej głowicy dozującej można uzyskać szybkości dozowania do 80 ml/s (maks. Objętość na dawkę: 370 ml) – przy konsekwentnie wysokiej dokładności dozowania. Aby zapewnić wystarczająco szeroki zakres ruchu dla aplikacji pasty, Dos HP jest zamontowany na ramieniu robota.

System PailFeed200 służy do szybkiego i niezawodnego podawania ściernego materiału dozowanego z 200-litrowych beczek do dozownika. Wydajność zintegrowanej pompy z podwójnym tłokiem wynosi 480 cm3 / skok, a możliwe ciśnienie tłoczenia dochodzi do 65 bar.