電動汽車動力電池用膠簡介


一、What's 新能源汽車?

非內燃發動機驅動的車輛,如純電動、混合動力、燃料電池、氫動力和太陽能汽車

隨著電池技術的發展突破,未來5~10年內電動汽車將普及

電池類型包括鋰離子、燃料、鎳氫、鉛酸電池和超級電容器

電動汽車動力電池用膠簡介的圖1

電動汽車動力電池用膠簡介的圖2

世界電動汽車NO .1——通用EV1

1990,生于憂患,死于絞殺

電動汽車動力電池用膠簡介的圖3

電動汽車發展前景

車型種類:

乘用車、公交客車、物流輕卡、電動微面、觀光車、老年代步車、公路貨車、貨運叉車等

傳統車企的電動車計劃和資金投入

電動汽車動力電池用膠簡介的圖4

電動汽車動力電池用膠簡介的圖5

電動汽車 VS 常規動力汽車

電動汽車動力電池用膠簡介的圖6

備注:

“小三電”如逆變/變頻器、車載充電機、車載電子設備等

二、動力電池特性與問題

電動汽車動力電池用膠簡介的圖7

汽車動力電池不同于普通汽車鉛酸電瓶

電動汽車動力電池用膠簡介的圖8

備注:

特斯拉MODEL S電池組重達900多公斤,由7104節18650電芯組成

動力電池的基本構成

電池管理系統(BMS):主體和溫度、電壓、電流傳感器等

電池箱:支撐、固定、包圍電池組的箱體,包含上蓋和下托盤,輔助元器件如連接件、護板、螺栓等

輔助元器件:包括如熔斷器、繼電器、分流器、接插件、緊急開關、煙霧傳感器、維修開關、密封條、絕緣材料等

電池系統:單體電池串、并聯組成的多級單元

主/被動散熱系統(氟冷/水冷/風冷)

電動汽車動力電池用膠簡介的圖9

動力電池與熱管理

動力電池的最關鍵性能指標是能量密度(Wh/Kg),不斷提升中

車輛實際續航能力受熱管理(Thermal Management)能力影響極大

——充/放電過程發熱大、溫度高,工作環境相對封閉,原則上應控制在0℃~+55℃

電動汽車動力電池用膠簡介的圖10

電池熱管理定義:

通過溫度檢測、開關充電回路、啟停加熱/散熱等措施使電芯溫度范圍穩定在合理范圍內

電池出問題會怎樣?

電動汽車動力電池用膠簡介的圖11

電動汽車動力電池用膠簡介的圖12

80%故障來源于動力電池

充放電散熱不良

碰撞導致穿刺、短路、漏液

進水

總之,當電池受到外力撞擊破損、熱失控或進水都可能導致嚴重事故

電動汽車動力電池用膠簡介的圖13

三、解決方案

保障電池安全之熱管理技術

第一層面:單體電池電芯層面

   選擇合適電芯(鎳氫電池、磷酸鐵/三元鋰離子/錳酸鐵鋰電池)、內部隔膜材料

第二層面:電池模組熱量控制

   主動 /被動+導熱材料,加強電池的加溫和散熱能力,保證每個電池單體工作在合  適的溫度范圍內和保持電池箱內合理的溫度分布,避免單體級別的熱失控擴展到整個電池系統的熱失控級別

電動汽車動力電池用膠簡介的圖14

熱管理技術的實現

電動汽車動力電池用膠簡介的圖15

電動汽車動力電池用膠簡介的圖16

動力電池組裝用膠點

電動汽車動力電池用膠簡介的圖17

車用鋰電池單體的三種結構

電動汽車動力電池用膠簡介的圖18

單體電池組裝用膠工藝分類

圓柱型電池組裝

電動汽車動力電池用膠簡介的圖19

包型電池組裝

電動汽車動力電池用膠簡介的圖20

軟方型電池組裝

電動汽車動力電池用膠簡介的圖21

導熱材料(膠、墊片)分類應用

導熱材料的四種作用:

1、為動力電池提供防護效果

2、實現安全可靠的輕量化設計

3、熱管理輔助

4、幫助電池應對更復雜的使用環境

電動汽車動力電池用膠簡介的圖22

導熱灌封膠:

通過對模組的整體灌封,將熱量從電池模組傳導到散熱殼體上,借助灌封膠的高介電強度的優點,能在模組設計中減少間隙的大小

耐受熱沖擊,固化時收縮率極低,可靠保護電子元件

導熱-結構膠粘劑(膠或導熱墊片):

提升設計靈活度,不受機械夾具的約束,能夠粘合各種基底材料,令設計更加從容

降低對緊固件的需求,從而簡化電池模組設計,優化冷卻系統

導熱間隙填充材料(膠或導熱墊片):

填充電芯、殼體之間的間隙,緩解由溫度差異和彎曲變形引發的應力,緩沖運行振動

可揮發的硅氧烷含量可以控制在ppm級別

電池灌封用膠分類

電動汽車動力電池用膠簡介的圖23

聚氨酯灌封膠:毒性較大,容易使人產生過敏癥狀,生產制作需要十分注意

環氧灌封膠:粘接強度高,防盜版;固化放熱大,易有應力,抗冷熱變化能力較弱,受冷熱沖擊時膠體可能開裂,水分、濕氣可能滲入到電子元器件內,造成隱患或故障

有機硅型灌封膠:

電動汽車動力電池用膠簡介的圖24

導熱灌封膠技術指標:

熱力學性能——導熱率

電力學性能——介電強度、體積電阻率和介電常數

工藝性能——流動性、密度和粘接性

對電子元器件無應力或低應力

抗硫、磷等化合物“中毒”

可返修性

電動汽車動力電池用膠簡介的圖25

動力電池用膠案例

電動汽車動力電池用膠簡介的圖26

國內動力電池PACK企業名單

電動汽車動力電池用膠簡介的圖27

電動汽車動力電池用膠簡介的圖28

電動汽車動力電池用膠簡介的圖29

電動車部件生產企業名單

DC/DC變換器:

國外企業有TDK、博世、大陸、德爾福、聯合電子、艾默生等

國內企業有欣銳科技、力工新能源、洛陽嘉盛、南京中港電力、富特科技、合肥華耀電子、康燦新能源、英威騰、通合電子、核達中遠通、深圳威邁斯、金霆正通、杭州富陽恒泰汽車電器等

車載充電機:

國外企業有科世達、博世、艾默生、法雷奧、英飛凌等

國內企業有欣銳科技、力工新能源、洛陽嘉盛、南京中港電力、富特科技、英威騰、通合電子、得潤電子、深圳威邁斯、金霆正通、杭州富陽恒泰汽車電器等

高壓配電盒:

國內生產企業有上海埃而生電氣、上海追日電氣等

電動車生產企業名單

電動汽車動力電池用膠簡介的圖30

電動汽車動力電池用膠簡介的圖31

電動汽車動力電池用膠簡介的圖32

電動汽車動力電池用膠簡介的圖33

電動汽車動力電池用膠簡介的圖34

電動汽車動力電池用膠簡介的圖35

電動汽車動力電池用膠簡介的圖36

電動汽車動力電池用膠簡介的圖37

補充1:充電樁用膠

電動汽車動力電池用膠簡介的圖38

電動汽車動力電池用膠簡介的圖39

補充2:車載充電器用膠

電感灌封

發熱元器件與散熱器間

整機防水抗震材料

其他結構密封或元件固定用膠材料

補充3:電動冷鏈物流車用膠

電動汽車動力電池用膠簡介的圖40

相比普通電動車增加用膠需求:貨廂密封隔熱



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