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Baterías de vehículos eléctricos: protección contra colisiones y fugas térmicas

El rango de carga de la batería históricamente desafió la adopción de vehículos eléctricos (EV) por parte de los consumidores. Pero los diseñadores innovadores de vehículos eléctricos han encontrado formas creativas de realizar mejoras drásticas en el rango de carga de la batería y la industria de vehículos eléctricos continúa creciendo a un ritmo rápido con la adopción de vehículos eléctricos aumentando significativamente. En los últimos diez años, algunas estimaciones sugieren que el alcance promedio de la batería de los vehículos eléctricos se ha cuadruplicado. Este aumento de potencia trae desafíos térmicos clave. El aumento de la adopción de vehículos eléctricos aumenta la necesidad de diseños de baterías EV más resistentes para extender el rendimiento y controlar la vida útil o reducir las reclamaciones de garantía.

El innovador equipo de expertos y líderes de diseño de Boyd está a la vanguardia de la solución de estos desafíos. Estamos ayudando a los pioneros en este espacio a acelerar la innovación. Nuestros ingenieros desarrollan soluciones integradas de materiales térmicos y de ingeniería que permiten baterías más pequeñas, resistentes, livianas, eficientes y confiables con ciclos de carga más rápidos para un mayor alcance, seguridad y confiabilidad del vehículo eléctrico.

¿Fuga térmica?

La fuga térmica de iones de litio ocurre cuando el calor generado por una batería excede la cantidad de calor que se disipa. El calor no controlado puede causar una reacción en cadena incontrolada a las baterías circundantes y las celdas de batería de iones de litio. Cuando la fuga térmica de iones de litio no se maneja correctamente, las baterías se sobrecalientan y producen humo y se queman.

Múltiples factores causan fuga térmica, algunos incluyen cortocircuitos internos y externos, sobrecarga, altas temperaturas ambiente, ciclos rápidos y antigüedad de la batería. La gestión térmica efectiva es vital no solo para la batería de un vehículo eléctrico, sino también para la seguridad de los ocupantes del vehículo.

¿Cómo prevenir la fuga térmica de iones de litio? Batería térmica Runaway

Los fabricantes de vehículos eléctricos y baterías diseñan estrategias preventivas y de contención en torno a la fuga térmica de la batería EV. La prevención térmica fuera de control comienza con un diseño optimizado de la batería EV. La protección térmica por fuga se mejora con materiales y componentes especiales que reducen la probabilidad de un evento de fuga térmica y protegen contra la propagación por fuga térmica si ocurriera un evento catastrófico. Los ensamblajes complejos integrados de celda a celda de iones de litio, aislamiento térmico y absorción de impactos protegen contra los factores térmicos, ambientales y mecánicos que causan la fuga térmica de la batería. Absorbe proactivamente el impacto, la vibración y el movimiento en la batería. Disipe eficientemente el calor de la celda de la batería. Incorpore una barrera contra la llama o el calor en el diseño de la celda para aislar rápidamente el calor extremo o el fuego en el improbable caso de que las características de diseño de seguridad de la batería no eviten la propagación de celda a celda. Aproveche el diseño inteligente para evitar la fuga térmica y las soluciones de protección para aislar eventos catastróficos de la batería cuando ocurren. Las soluciones integradas de protección térmica contra fugas de baterías EV cuentan con aletas de enfriamiento o difusores de calor con almohadillas de compresión y aislamiento eléctrico resistente al fuego para aislar las celdas de la batería de iones de litio.
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¿Necesita ser robusto?

Las duras condiciones ambientales son una realidad cotidiana para los vehículos eléctricos. Las baterías y componentes EV deben protegerse durante el funcionamiento para prolongar la vida útil del rendimiento y reducir las reclamaciones de garantía. Las baterías EV reforzadas pueden soportar y funcionar mejor contra impactos de colisión, golpes y vibraciones continuos, condiciones extremas de la carretera y condiciones climáticas extremas.

¿Cómo proteger las baterías EV?

El sellado de la carcasa de la batería EV protege la batería y las celdas contra la intrusión de líquidos, gases y partículas para garantizar una larga vida útil de la batería. Aproveche los materiales especiales y el diseño inteligente de la junta para impermeabilizar y sellar las carcasas de las baterías EV, eliminar el ruido, la vibración y la dureza (NVH) y optimizar la confiabilidad y el rendimiento. Los sellos de la carcasa de la batería EV de Boyd están diseñados para simplificar el ensamblaje del cliente, el rendimiento del diseño para la fabricación (DFM), la optimización de materiales y están reforzados para soportar las duras condiciones de la carretera durante la vida útil del vehículo.
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Celda de batería y módulo de batería

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Proteja las baterías EV contra impactos de colisión, condiciones adversas de la carretera y temperaturas extremas con almohadillas de compresión resistentes y resistentes. Las almohadillas de compresión de la batería se colocan entre las celdas de la batería y alrededor del módulo de la batería para compensar las fuerzas de hinchazón y los golpes mecánicos, la fricción y la vibración extrema de la carretera. Actúan como una barrera de protección contra impactos de la batería para mejorar la seguridad del consumidor y reducir los costos de garantía relacionados con la batería. La amplia variedad de opciones de espuma de celda cerrada y abierta de Boyd son altamente resistentes y satisfacen las necesidades de muchas aplicaciones diferentes de temperatura y exposición ambiental.

Diseñe escudos alrededor del módulo de batería

Mejore el rendimiento, la seguridad y la fiabilidad de la batería con blindaje EMI y RFI. El blindaje EMI evita tanto la entrada como la salida de interferencia de radiofrecuencia (RFI), interferencia electrostática (ESD) o interferencia electromagnética (EMI), todas las cuales son altamente frecuentes en sistemas eléctricos complejos en vehículos eléctricos. Los blindajes EMI de la batería EV protegen el rendimiento de la batería y evitan el mal funcionamiento electrónico en sistemas de seguridad críticos. Las espumas conductoras, elastómeros, adhesivos, láminas y más de Boyd están diseñadas para mitigar esta interferencia y proteger las señales no deseadas, mejorando la confiabilidad y la eficiencia de las baterías EV.

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Envuelva las celdas de la batería EV con aislamiento eléctrico

Envuelva las celdas de batería de iones de litio y los módulos de batería EV con aisladores eléctricos de alto rendimiento. Estas capas de aislamiento resistentes evitan el voltaje de chispa entre los componentes críticos internos que pueden provocar un cortocircuito o incendio de la batería. También aíslan y actúan como barreras de llama en el improbable escenario de un evento catastrófico. Los aisladores y aisladores eléctricos de Boyd tienen una resistencia de llama de hasta FR V0, lo que le ayuda a diseñar de forma proactiva para evitar que se produzcan incendios en la batería eléctrica de los vehículos eléctricos, o para aislar las celdas de la batería de iones de litio si se queman.
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Adhesivos dieléctricos en barras colectoras

Proteja los circuitos impresos flexibles en los conjuntos de baterías EV para prolongar la vida útil de la batería y mantener el rendimiento. Los adhesivos dieléctricos aíslan eléctricamente las barras colectoras con alta resistencia al calor y protección contra llamas. Las barras colectoras cuentan con diseños de precisión y los adhesivos dieléctricos deben convertirse con tolerancias ajustadas para una colocación precisa del orificio pasante. Los materiales dieléctricos y adhesivos de Boyd se prueban para determinar los requisitos de voltaje de ruptura y resistencia dieléctrica utilizando los métodos de prueba GB / T 1408.1-2016 y ASTM D3755.
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¿Cómo maximizar la eficiencia y el rendimiento de la energía de la batería del vehículo eléctrico?

Aproveche las placas frías líquidas de batería EV ligeras y de alto rendimiento

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Las soluciones de enfriamiento de la batería EV deben cumplir con los desafíos de calor y los requisitos generales de diseño, pero no pueden agregar peso o volumen para preservar el rango de carga de la batería EV. Las placas frías líquidas de batería livianas proporcionan soporte estructural robusto (RSS) y maximizan la eliminación del calor de la batería para los módulos y paquetes de baterías de vehículos eléctricos de mayor rendimiento de la actualidad. Las placas de enfriamiento de bajo perfil enfrían eficientemente las baterías y crean espacio de diseño adicional en el compartimiento de la batería, dejando espacio para baterías más grandes y potentes.

Las placas frías personalizadas de la batería EV de Boyd optimizan la geometría interna para maximizar el flujo turbulento y la geometría externa con horizontes y pedestales personalizados según el diseño de su batería para maximizar el contacto con la fuente de calor y la disipación térmica. Las placas de refrigeración líquida de batería de Boyd tienen pruebas térmicas cien por ciento en línea y décadas de rendimiento de mercado confiable para garantizar la confiabilidad.

Minimice la resistencia térmica con material de interfaz térmica

Mejore la transferencia de calor entre la placa fría de la batería y el módulo de la batería minimizando la resistencia térmica entre estas dos superficies. Los materiales de interfaz térmica (TIM) minimizan la resistencia al flujo de calor entre superficies, alejando de manera más eficiente el calor de las baterías EV sensibles al sistema de refrigeración líquida a través de la placa de refrigeración de la batería.

Las cintas térmicamente conductoras, los rellenos de huecos, las almohadillas térmicas, las películas, los materiales de cambio de fase y la grasa térmica de Boyd maximizan el rendimiento del sistema de refrigeración líquida de la batería al mover el calor de la batería a la placa de refrigeración líquida de manera más eficiente.

Ya sea protegiendo y enfriando las baterías de los vehículos eléctricos, creando pantallas inteligentes y telemática, optimizando la carga de los vehículos eléctricos, elevando la identidad de la marca de los vehículos eléctricos y más, Boyd ayuda a los diseñadores de movilidad eléctrica y a los líderes del mercado a acelerar la innovación. Para obtener más información sobre las soluciones de baterías EV de Boyd, vea nuestro video a continuación. Si tiene preguntas específicas sobre su aplicación, comuníquese con nuestros expertos.

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