Battery pack

Cylindriska, prismatiska eller pouch?

När vi pratar om battericeller till elfordon är det främst dessa tre typer vi pratar om.

Cylindriska celler är enklare att tillverka, då de rullas ihop och därefter förses med ett hölje av rostfritt stål, vilken man benämner som cellkanna. Cylindriska celler är dock svåra att tätt packa ihop i en modul eller batteripack.  Men denna konstruktion är dominerande i ett flertal andra applikationer.  Prismatiska celler, å andra sidan är lättare att tätt packa ihop och har ofta attraktiva energiprestanda – mycket energi per volymenhet. Och slutligen Pouch celler   som med dess flexiblare konstruktion är ett lättviktsalternativ. De tillverkas av en tunn laminerad aluminiumfolie och ger en mycket bra effektivitet när man packar ihop dem. De är dock känsligare för stötar, slag eller annan mekanisk påfrestning. Inte sällan kapslar man in pouchcellen i ett plasthölje för att förbättra mekanisk påfrestning.

Batterimoduler

Cylindriska celler

Den cylindriska cellen är den vanligaste inom batteribranschen.  Den används ofta i specifika applikationer i elfordon. Silikonmaterial supportar användning av mer effektiva, automatiserade monteringsprocesser vilket möjliggör en hög repeterbar prestanda och output.

Prismatiska celler

Är ett allt populärare alternativ till cylindriska celler, deras energitäthet erbjuder förbättrad prestanda. Dessutom ger deras rektangulära och platta form det lättare att koppla ihop fler celler i ett batteripack Ofta har denna typ en cellkanna av aluminium. På grund av den högre energitätheten så är tillräcklig värmeavledning kritisk, för prestandan i dessa celltyper.

Pouch celler

 

Består ofta av tunna ark belagda på bägge sidor varannan anod och katod, samt ett skikt av separator däremellan. dessa celler kräver ytterligare processteg vid för montering, pga deras flexibilitet och mjukhet. I gengäld kan de leverera hög specifik energi, och applikationsspecifik anpassning.

Att välja rätt lim, kapslingsmaterial och termisk lösning för dessa olika batterityper är en kritisk process.

Marknaden för ladd-hybrider och batteridrivna elfordon är på väg att växa exceptionellt kommande år, drivna av sjunkande priser för litium-jon batterier, gynnsam politik och progressiva planer från biltillverkare att öka produktionen. Men att inse att den potentialen beror på ett antal faktorer samt branschens förmåga att möta konsumenternas förväntningar på tillförlitlighet, prestanda och värde.

Detta kommer att utmana batteritillverkare att konstruera för storvolymsproduktion av litiumbatteripaket som är mindre, lättare och billigare. Dessa batteripack (hög energitäthet) kommer att kunna leverera mer kraft under längre tid genom bättre termisk kontroll.

Tillverkare och designers av komponenter till elektriska fordon inklusive hantering av batterisystem, enheter för kraftkontroll, DC/DC omvandlare, och elektriska motorer – möter många utmaningar av samma slag, som exempelvis värmehantering, montering och skyddsutmaningar.

Vi konstruerar nya, innovativa material för att hjälpa dig att skapa nya, energieffektiva produkter.

Fördelar med silikon

Silikonets egenskaper gör att Dow-material kan utmärka sig med ett brett utbud mot elektronik och fordonselektronik och kan visa sig vara ovärderliga för att hantera utmaningar i samband med att designa och producera stora volymer av litiumbatterisystem och andra komponenter till morgondagens elfordon. En del av silikonets inneboende egenskaper som hanterar dessa utmaningar är:

• Mycket lågt termiskt motstånd
• Flytnings, vätnings-, vidhäftnings- och härdningsegenskaper kan hjälpa till att påskynda och förenkla processen.
• Utmärkt termisk stabilitet – brett arbetstemperaturområde
• Pålitlig prestanda under tuffa förhållanden – resistans mot termisk chock, oxidation, fukt och kemikalier
• Utmärkt elektrisk isololation (dielektrisk styrka)
• Utmärkt stressavlastning
• Silikonskum som möjliggör lättviktsapplikationer

Innovationer kring termiska material

Termiskt ledande silikonmaterial från DOW har egenskaper som kan hjälpa dig att sänka driftstemperaturerna, och förlänga livslängden och prestanda hos batterier och annan elektronik i elfordon.

• Termiska Gap Fillers är mjuka, komprimerbara, tvåkomponents silikonmaterial med hög värmeledningsförmåga.     De är specifikt formulerade för enkel applicering och för att effektivt avleda värme från kritiska områden såsom batterimoduler eller i andra termiska applikationer.
• Termiskt ledande silikonlim, som exempelvis används för att leda bort värme från batteripaketet till en kylplatta.
• Icke härdande, termiska silikonpastor, med ett möjligt applicerbart temperaturområde från -40°C till 150°C, används för att leda värme i ADAS moduler
• Termiskt ledande silikongeler och gjutmassor är flytbara material som underlättar automatiserad produktion. Dessa kan användas som ett alternativ till förhärdade dukar eller pads, för att ge lätt vikt med bra termisk ledning mellan cell och modul.

 

Bevisade och beprövade användningsområden

Silikonlim, kretskortslacker, gjutmassor, skum och termiska lösningar har årtionden av beprövad prestanda under de tuffaste fordonsförhållandena. De är resistenta mot stötar, oxidering och fukt samt behåller sina mekaniska och kemiska egenskaper över tid och klarar temperaturer från -40ºC till +200ºC.

• Termiska material – Från elastomerer designade för värmebeständig tätning, till Gap fillers, silikongeler och gjutmassor för ingjutning av elektroniska kretsar i batteripaketets strömhanteringssystem – Termiska produkter från Dow är genomgående pålitliga.
• Lim – Används i en mängd olika applikationer såsom stora kondensatorer för vibrationskontroll, extra stödlimning för stora komponenter på kretskort, elektromagnetisk avskärmning och modultätning, DOWSIL™ självprimande lim ger långvarig vidhäftning utan behov av mekanisk infästning och fastspänning. Dessutom är många utvecklade för att underlätta modulreparation. De är vanligtvis lösningsmedelsfria vilket minimerar behovet av speciell lagring, hantering eller krav på ventilation (utsug)
• Skum – Vår silikonskum är designade för processeffektivitet. Dessa RTV tvåkomponentsskum dispenseras direkt på ytan. Skum kan vara ett lättviktsalternativ till traditionella inkapslings- och tätningsalternativ.
• Kretskortslack – Kretskortslacker erbjuder ett utomordentligt brett utbud av hårdheter. Både elastoplastiska som ger en lite hårdare och torr yta likväl som elastiska (modulus) som har en lite mer ”gummikänsla” på ytan när det härdat.  Även extremt elastiska (modulus) alternativ, vilket betyder att de levererar bättre stressavlastning på ömtålig elektronik under termisk cykling. DOWSIL™ Conformal coatings finns i många viskositeter, för att hjälpa dig att möta dina behov och applikationskrav.

Innovativa tekniker

DOWSIL™ EA-4700

CV-lim (controlled volatility)

Designad för fordonsapplikationer där snabb härdning för att uppnå vidhäftning och tätningsprestanda är avgörande, inklusive i elektroniska styrenheter, sensormoduler, och batteripaket där tätning av kåpor, base plate montering, eller vid tätning eller connector tätning krävs.

DOWSIL™ TC-4535 CV

Termiskt ledande, Gap Filler

Designad för att avleda värmen från elektronik till kylfläns, denna gap filler ger en pålitlig termisk avledning för motor- eller transmissionsstyrenheter, ombord på laddare, eller i batteripaket eller moduler.

SILASTIC™ 3-8186

Tixotropt skum

Designad för att dispenseras som en kompressionspackning i applikationer som kräver låga kompressionstryck. Kan användas för exempelvis tätning av fordonskomponenter och ljuskällor (lampor).

Förbättrad värmeledningsförmåga, enklare bearbetning, och långsiktig prestanda

De mångsidiga egenskaperna hos silikoner möjliggör finjustering av prestanda och egenskaper vilket driver nya innovationer för att effektivisera montering, sam förbättra prestandan hos avancerade bilbatterier. Förutom att designa nya material för att möta specifika prestanda och bearbetningskrav erbjuder Dow redan många beprövade, innovativa och framväxande silikonteknologier för olika EV-applikationer

Materiallösningar, expertis och samarbete från Dow

Etablerat specifikt för att utforska och utveckla potentialen hos silikoner, Dow är en global ledare inom silikoner, silikonbaserade teknik och innovation. Vi har årtionden av framgång och ”game changing” materialinnovationer, mot transportindustrin. Specifik expertis inom utveckling av prestandahöjande och möjliggörande teknologier för olika förfordonsapplikationer.

För att hjälpa till att göra elfordon till ett högpresterande, kostnadseffektivt transportalternativ, investerar Dow i nya lösningar för design och montering av xEV-applikationer. Vi letar också efter möjligheter att samarbeta med battericellstillverkare, systemdesigners, montörer, Tier 1 leverantörer och fordons-OEM för att förbättra effektiviteten och tillförlitligheten hos nästa generation batteripaket och system.