高压电池包: 封装和热管理

导热型膏体可防止产品过热和振动

热量对锂离子电池的使用寿命、容量以及操作安全性会产生巨大的影响。为了防止由于过热而可能引起的产品缺陷和损坏,建议广泛使用导热型灌封材料。


电动汽车正蓄势待发: 汽车采用替代性驱动系统被视为是防止噪声污染和防止排放增加的核心组成部分。一些欧洲国家已经计划禁售内燃机汽车。而中国,这个目前全球最大的电动汽车市场也将于2019年初开始实施电动汽车和混合动力汽车的配额制。

电动汽车的核心是其内置的高压电池包。它被用作为电动机提供电力的电化学储能装置。目前的电池技术已具备良好性能,其中锂离子技术已成为行业最领先的技术。除了比功率和比能量高之外,锂离子牵引电池还具有充电和放电时的高效率以及自放电小的优势。缺点是它们重量大,装载能力不理想以及相对较高的成本。

通常高压电池包是由成千上百个各种形状和性能等级的单体电池组合而成。这些单元被连接成模块,最终形成牵引电池。电池单元的设计变化取决于不同的生产商或整车制造商。但关键的决策标准是参考例如能量密度,冷却特性或散热性,生产成本,重量,可扩展性或机械稳定性等多方面因素。目前正在使用的有圆柱、方形和软包电池,因为它们的形状与收缩包装的咖啡粉相类似,所以也常被称为“咖啡袋”电池。

高压电池包:热管理至关重要

连接高压电池的是各种机械和电子元件,可以确保高效,长久和最重要的安全操作。 其中最重要的组件之一是外壳,它可以保护牵引电池模块免受诸如灰尘,污垢或潮湿等环境影响。

热影响同时也起到核心作用:当外部温度为10到25摄氏度时,对于电动汽车的正常运行,工作温度达到约20到40摄氏度是最佳的。如果温度超过或低于这个理想范围,它可能会对高压电池的使用寿命,容量,特别是操作安全性产生负面影响。例如,较高的温度会导致电池单元中使用的材料更快被降解,从而导致加速老化。过高的热应力也会导致内部短路,并因此对牵引电池和车辆造成严重的不可挽回的损坏。

为了防止该情况发生,每辆电动汽车都有一个电池管理系统(BMS),除了控制和监控高压电池的荷电状态(SoC)外,还负责热管理。为了确保安全操作、最佳性能和使用寿命,牵引电池通过内置冷却系统在高温下冷却。

通过导热型膏体可靠的传递热量

此外,导热型膏体或填隙料被广泛使用。每辆车在其模块和电池外壳中都会灌注约5到10升的含有导热填料的高粘度材料,并且这种趋势正在不断上升。通过水冷却或液体冷却方案,确保高压电池和外壳之间的可靠导热,从而有效防止因过热导致的潜在缺陷。由于其柔软,灵活的一致性,它们还可以保护车辆行驶时牵引电池的部分敏感部件免受冲击和振动。

由于必须在规定的生产节拍下灌封大剂量的高粘度含研磨性材料,因此导热材料的应用对注胶技术提出了最高的要求。肖根福罗格针对高压电池包的封装提供了一种全新的系统解决方案,包括了注胶头和备料系统。该方案即使在使用高研磨性灌封材料的情况下还能保证高出胶速率,并大大提高生产效率。

最快每秒80毫升的出胶速度

肖根福罗格基于成熟的活塞式注胶头,开发了全新的体积式高性能注胶头Dos HP。使用该注胶头,可以实现每秒高达80 毫升的出胶速度(单个行程最高出胶量为370毫升),同时保持始终如一的高出胶精度。为确保材料应用最大限度的移动行程范围,Dos HP被安装在机械臂上。
用于处理200升料桶的PailFeed200 Abrasive系统可实现快速可靠地将灌封材料输送到注胶头。集成的双活塞泵可以实现每行程480 cm3 的输送量,输送压力达到65 bar。

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