电动汽车动力电池用胶应用概览

一、What's 新能源汽车?

非内燃发动机驱动的车辆,如纯电动、混合动力、燃料电池、氢动力和太阳能汽车

随着电池技术的发展突破,未来5~10年内电动汽车将普及

电池类型包括锂离子、燃料、镍氢、铅酸电池和超级电容器

电动汽车动力电池用胶简介的图1

电动汽车动力电池用胶简介的图2

世界电动汽车NO .1——通用EV1

1990,生于忧患,死于绞杀

电动汽车动力电池用胶简介的图3

电动汽车发展前景

车型种类:

乘用车、公交客车、物流轻卡、电动微面、观光车、老年代步车、公路货车、货运叉车等

传统车企的电动车计划和资金投入

电动汽车动力电池用胶简介的图4

电动汽车动力电池用胶简介的图5

电动汽车 VS 常规动力汽车

电动汽车动力电池用胶简介的图6

备注:

“小三电”如逆变/变频器、车载充电机、车载电子设备等

二、动力电池特性与问题

电动汽车动力电池用胶简介的图7

汽车动力电池不同于普通汽车铅酸电瓶

电动汽车动力电池用胶简介的图8

备注:

特斯拉MODEL S电池组重达900多公斤,由7104节18650电芯组成

动力电池的基本构成

电池管理系统(BMS):主体和温度、电压、电流传感器等

电池箱:支撑、固定、包围电池组的箱体,包含上盖和下托盘,辅助元器件如连接件、护板、螺栓等

辅助元器件:包括如熔断器、继电器、分流器、接插件、紧急开关、烟雾传感器、维修开关、密封条、绝缘材料等

电池系统:单体电池串、并联组成的多级单元

主/被动散热系统(氟冷/水冷/风冷)

电动汽车动力电池用胶简介的图9

动力电池与热管理

动力电池的最关键性能指标是能量密度(Wh/Kg),不断提升中

车辆实际续航能力受热管理(Thermal Management)能力影响极大

——充/放电过程发热大、温度高,工作环境相对封闭,原则上应控制在0℃~+55℃

电动汽车动力电池用胶简介的图10

电池热管理定义:

通过温度检测、开关充电回路、启停加热/散热等措施使电芯温度范围稳定在合理范围内

电池出问题会怎样?

电动汽车动力电池用胶简介的图11

电动汽车动力电池用胶简介的图12

80%故障来源于动力电池

充放电散热不良

碰撞导致穿刺、短路、漏液

进水

总之,当电池受到外力撞击破损、热失控或进水都可能导致严重事故

电动汽车动力电池用胶简介的图13

三、解决方案

保障电池安全之热管理技术

第一层面:单体电池电芯层面

  选择合适电芯(镍氢电池、磷酸铁/三元锂离子/锰酸铁锂电池)、内部隔膜材料

第二层面:电池模组热量控制

  主动 /被动+导热材料,加强电池的加温和散热能力,保证每个电池单体工作在合  适的温度范围内和保持电池箱内合理的温度分布,避免单体级别的热失控扩展到整个电池系统的热失控级别

电动汽车动力电池用胶简介的图14

热管理技术的实现

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动力电池组装用胶点

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车用锂电池单体的三种结构

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单体电池组装用胶工艺分类

圆柱型电池组装

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包型电池组装

电动汽车动力电池用胶简介的图20

软方型电池组装

电动汽车动力电池用胶简介的图21

导热材料(胶、垫片)分类应用

导热材料的四种作用:

1、为动力电池提供防护效果

2、实现安全可靠的轻量化设计

3、热管理辅助

4、帮助电池应对更复杂的使用环境

电动汽车动力电池用胶简介的图22

导热灌封胶:

通过对模组的整体灌封,将热量从电池模组传导到散热壳体上,借助灌封胶的高介电强度的优点,能在模组设计中减少间隙的大小

耐受热冲击,固化时收缩率极低,可靠保护电子元件

导热-结构胶粘剂(胶或导热垫片):

提升设计灵活度,不受机械夹具的约束,能够粘合各种基底材料,令设计更加从容

降低对紧固件的需求,从而简化电池模组设计,优化冷却系统

导热间隙填充材料(胶或导热垫片):

填充电芯、壳体之间的间隙,缓解由温度差异和弯曲变形引发的应力,缓冲运行振动

可挥发的硅氧烷含量可以控制在ppm级别

电池灌封用胶分类

电动汽车动力电池用胶简介的图23

聚氨酯灌封胶:毒性较大,容易使人产生过敏症状,生产制作需要十分注意

环氧灌封胶:粘接强度高,防盗版;固化放热大,易有应力,抗冷热变化能力较弱,受冷热冲击时胶体可能开裂,水分、湿气可能渗入到电子元器件内,造成隐患或故障

有机硅型灌封胶:

电动汽车动力电池用胶简介的图24

导热灌封胶技术指标:

热力学性能——导热率

电力学性能——介电强度、体积电阻率和介电常数

工艺性能——流动性、密度和粘接性

对电子元器件无应力或低应力

抗硫、磷等化合物“中毒”

可返修性

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动力电池用胶案例

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国内动力电池PACK企业名单

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电动汽车动力电池用胶简介的图28

电动汽车动力电池用胶简介的图29

电动车部件生产企业名单

DC/DC变换器:

国外企业有TDK、博世、大陆、德尔福、联合电子、艾默生等

国内企业有欣锐科技、力工新能源、洛阳嘉盛、南京中港电力、富特科技、合肥华耀电子、康灿新能源、英威腾、通合电子、核达中远通、深圳威迈斯、金霆正通、杭州富阳恒泰汽车电器等

车载充电机:

国外企业有科世达、博世、艾默生、法雷奥、英飞凌等

国内企业有欣锐科技、力工新能源、洛阳嘉盛、南京中港电力、富特科技、英威腾、通合电子、得润电子、深圳威迈斯、金霆正通、杭州富阳恒泰汽车电器等

高压配电盒:

国内生产企业有上海埃而生电气、上海追日电气等

电动车生产企业名单

电动汽车动力电池用胶简介的图30

电动汽车动力电池用胶简介的图31

电动汽车动力电池用胶简介的图32

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补充1:充电桩用胶

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补充2:车载充电器用胶

电感灌封

发热元器件与散热器间

整机防水抗震材料

其他结构密封或元件固定用胶材料

补充3:电动冷链物流车用胶

电动汽车动力电池用胶简介的图40

相比普通电动车增加用胶需求:货厢密封隔热



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