泡棉材料在動力電池中可以提供非常優(yōu)異的隔熱、阻燃、密封、減震、支撐等功能,因此泡棉材料在電池包的不同位置中有著廣泛的應(yīng)用。
泡棉材料的種類有很多,包括PU、CR、ECR、EVA、PE、硅膠泡棉等。在動力電池的實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),泡棉材料的選擇與電池包的位置有很大關(guān)系。用于電芯間的泡棉材料一般是PE、PU等材料;用于電池包箱中的泡棉材料一般是EVA、PE、ECR、硅膠等材料;用作電池密封圈的泡棉材料一般是硅膠。因此在模組設(shè)計應(yīng)用時,需要考慮到泡棉材料的彈性模量以及回彈率等。
1、泡棉材料在電芯間的應(yīng)用
電芯是電動汽車的能量來源,因此,電芯的安全問題至關(guān)重要。電芯在工作時,會產(chǎn)生一定的熱量,發(fā)生一定程度的熱脹冷縮。另外,電芯在充放電時會發(fā)生一定程度的鼓脹,如果電芯之間長時間接觸式摩擦,有可能出現(xiàn)電芯破損造成電池失效乃至失控。所以,泡棉材料在電芯之間的應(yīng)用顯得十分重要,表現(xiàn)為以下四個方面:
(1)具有低硬度高回彈性,能夠吸收電池鼓脹應(yīng)力起到緩沖作用;
(2)具有低導(dǎo)熱系數(shù),在電芯熱失控時,能起隔熱作用,抑制熱擴散,延緩事故發(fā)生;
(3)具有阻燃性能,在電芯起火時,能夠延緩火勢蔓延;
(4)具有極好的回彈性,壓縮比例較寬,可作為定位。
2、泡棉材料在電池包箱中的應(yīng)用
熱管理在動力電池中起著非常重要的作用,直接關(guān)系著電池包和整車的安全問題。電池包內(nèi)部的冷卻系統(tǒng)已經(jīng)從傳統(tǒng)的風(fēng)冷裝置轉(zhuǎn)換為液冷裝置,電池組與液冷板之間通過導(dǎo)熱硅膠來傳導(dǎo)熱量。但由于導(dǎo)熱硅膠彈性差,長期使用后具有厚度損失,導(dǎo)致液冷板與電池組接觸不充分,影響導(dǎo)熱效果??稍谝豪浒逑路皆O(shè)置泡棉材料作為支撐,以確保液冷板、導(dǎo)熱硅膠、模組三者之間的良好接觸。所以,泡棉材料在電池包箱的應(yīng)用顯得十分重要,表現(xiàn)為以下四個方面:
(1)支撐穩(wěn)定、減震效果好;
(2)優(yōu)異的耐溫耐久性;
(3)壓縮永久變形及應(yīng)力松弛損失小;
(4)具有優(yōu)異的阻燃性能,能夠延緩火勢蔓延。
3、發(fā)泡材料在動力電池密封圈中的應(yīng)用
電池包是電動汽車的核心,為整車提供驅(qū)動電能。因此,電池包的殼體密封必須達到一定的防塵防水等級,才能有效保護內(nèi)部元器件不受灰塵、雨水等侵蝕。目前市場上電池包的殼體密封材料主要有三大類:橡膠密封圈、密封膠和泡棉,其中泡棉材質(zhì)一般使用硅膠泡棉。