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阻燃材料在電動汽車電池包中的應用

阻燃材料在電動汽車電池包中的應用

分類:
企業資訊
作者:
來源:
廠家來稿
2021/05/26 11:11
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         鋰離子電池單元、電池模塊和電動汽車電池包必須通過各類測試后,方可驗證其符合安全使用和安全運輸的要求。UN38.3、GB31467、SAE J2464和UL2580等重要標準對測試要求作了規定。這些標準規定的眾多測試均要求電池必須能夠承受火花、電弧、短路、小火焰,以及由于振動、沖擊或濕氣凝結等可能造成的其它電氣問題。近日,科思創聚碳酸酯業務部產品技術專家Rudy Gorny就阻燃器材在電動汽車電池包中的應用進行了分析。
 
         Gorny表示,為了降低火災風險,電動汽車電池包制造商通常采用兩種防火策略,其一是使用阻燃材料制作電池部件,其二則是使用阻燃材料填充各個電池單元之間的空間,例如使用阻燃的介電冷卻劑。關于更多介電冷卻劑的使用及其與聚碳酸酯(PC)和聚碳酸酯合金兼容性的詳情,可參見科思創用于電池熱管理的聚碳酸酯 。
 
         雖然傳統上電池部件多采用金屬材料,但電動汽車電池包的設計者已經意識到了金屬的設計局限性,包括設計自由度、金屬的成型成本、短路防控,以及高密度金屬材料對電池包重量的增加等方面。不過,熱塑性樹脂,特別是聚碳酸酯和聚碳酸酯合金,與金屬相比具有諸多優勢,但不能達到金屬的極高阻燃性。
 
         為此,Gorny介紹道,為了模擬不同情況下的各類火情,人們設計出了多種燃燒試驗。UL94 V-0測試是對電池部件最權威的可燃性測試之一,用于測定一個塑料部件在暴露于火焰時的自熄能力,以及形成可能引燃周圍材料的燃燒熔滴的可能性。該測試還根據材料特性制定了可燃性等級。在該測試中,將燃燒器放在測試樣本下10秒,如果在30秒內停止燃燒,則再次施加火焰10秒。達到UL94 V-0等級要求測試樣本必須在10秒內停止燃燒,而且沒有燃燒熔滴。
 
 
圖1.UL 94 V 可燃性測試標準
 
2組,每組10個樣本 (125*13*≤13 mm)
 
火焰高度20mm 火焰施加時間10秒
 
第一次燃燒時間結束后,開始第二次施加火焰,持續10秒
 
 
         目前,科思創已擁有多種滿足V-0等級的樹脂產品。有關各等級產品及其特性的更多信息,可參見電池外殼材料選擇。
 
         電動汽車電池包外殼需要滿足更嚴格的可燃性要求。為了通過這些測試,科思創開發了一種特殊的聚碳酸酯加ABS材料,采用長纖維增強熱塑性塑料的在線共混及壓模(LFT-D)工藝,這有助于電動汽車電池包制造商以較低的成本生產具有高強度和高可燃性等級的大型電池包外殼。
 
         Gorny總結道,電動汽車電池包需要通過各種測試,可確認其符合安全使用和安全運輸的要求。為了減少火災風險,還需要通過各類燃燒和可燃性測試??扑紕撎峁┒喾NPC和PC混合物產品,可幫助電池制造商滿足電動汽車電池包的可燃性要求并提高安全性。
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