رغوة السيليكون: الحارس متعدد الوظائف لسلامة بطارية السيارة الكهربائية

رغوة السيليكون - مادة هندسية متعددة الاستخدامات، سرعان ما أصبحت الحل الأمثل لإنتاج بطاريات سيارات كهربائية أكثر أمانًا وموثوقية وعمرًا أطول. رغوة السيليكون ليست مجرد حشية، بل هي مكون متعدد الوظائف مصمم لأداء أدوار حيوية في آن واحد:

1. سلامة من الحرائق وختم لا هوادة فيها؛

2. امتصاص اهتزازات وتخفيف اهتزازات فائق؛

3. عزل حراري فعال؛

وهكذا يتم توفير الحل الأمثل في النقاط الأكثر أهمية في مجموعة البطارية.

1. في محيط العبوة: ختم حاجز النار النهائي

يُعدّ الوصل بين غلافي البطارية العلوي والسفلي، بالإضافة إلى نقاط دخول كابلات الجهد العالي، مساراتٍ محتملةً لكارثة. في حالة حدوث تسرب حراري، تتجه النيران والغازات شديدة السخونة نحو أضعف نقطة للهروب.

الحل الأول: حشية رغوية من السيليكون، مضغوطة بين الأسطح المانعة للتسرب، تعمل كحاجز قوي ضد الحرائق.

كيفية عملها: عند تعرضها لحرارة شديدة أو لهب مباشر، تتمدد المادة وتتفحم، مكونةً طبقة فحم عازلة مستقرة. يملأ هذا الفحم المتمدد الفجوات التي قد تتشكل نتيجة التشوه الحراري، مما يُحكم غلق العبوة بفعالية ويمنع مرور اللهب والغازات الساخنة لفترة حرجة. تُعد وظيفة "منع الحريق" هذه أساسية لاحتواء أي حادث والوفاء بمعايير السلامة الصارمة مثل GB 38031 وECE R100.

2. داخل العبوة: عازل التوسيد والعزل

داخل الوحدة، تتعرض الخلايا المنشورية أو الكيسية الدقيقة لضغوط ميكانيكية. الاهتزازات الناتجة عن الطريق، والصدمات الناتجة عن الاصطدامات، والتمدد/الانكماش الطبيعي للخلايا أثناء الدوران، قد تؤدي إلى تدهور مادي مع مرور الوقت. علاوة على ذلك، قد تُسخن الخلية المعطلة الخلايا المجاورة لها، مما يؤدي إلى انتشار حراري.

الحل الثاني: وضع وسادات رغوية من السيليكون بين وحدات البطارية واللوحات الطرفية، أو بين الخلايا الفردية.

كيف يعمل:

التوسيد: تتميز الرغوة بقدرتها الممتازة على الانضغاط والاستعادة، مما يمتص الطاقة الميكانيكية. كما تحافظ على ضغط ثابت على الخلايا، مما يمنعها من الحركة ويخفف من آثار الاهتزاز. هذا يقلل من خطر حدوث قصر كهربائي داخلي ويطيل عمر العبوة.

العزل: تتميز رغوة السيليكون بموصلية حرارية منخفضة. عند وضعها بين خلية مرتفعة الحرارة وجارتها، تعمل كحاجز حراري، مما يُبطئ انتقال الحرارة. يُعدّ هذا "الوقت المُبذول" ضروريًا لنظام إدارة البطاريات (BMS) لاتخاذ الإجراءات المضادة، وقد يُشكّل الفارق بين فشل خلية واحدة وانهيار حراري كامل.

لماذا تعتبر رغوة السيليكون الخيار الأمثل:

المرونة في درجات الحرارة العالية: تعمل بشكل لا تشوبه شائبة عبر نطاق واسع من درجات الحرارة (عادةً من -60 درجة مئوية إلى +200 درجة مئوية +)، مع الحفاظ على خصائصها في البيئة القاسية لحزمة البطارية.

مقاومة ممتازة للضغط: على عكس المطاط الصناعي الآخر الذي يمكن أن يتحمل مجموعة دائمة ويفقد قوة الختم، فإن رغوة السيليكون تتراجع إلى وضعها الطبيعي، مما يضمن الأداء على المدى الطويل.

مقاومة الحريق الكامنة: تتوافق مع معايير UL 94 V-0 الرئيسية، مما يوفر مقاومة طبيعية للحريق دون الحاجة إلى إضافات هالوجينية يمكن أن تنتج دخانًا تآكليًا.

الاستقرار الكيميائي: فهو مقاوم للرطوبة والأوزون والعديد من المواد الكيميائية الشائعة، مما يمنع التدهور طوال عمر السيارة.

الخلاصة:

إن اعتبار رغوة السيليكون مجرد مادة مانعة للتسرب هو خطأ. فهي عنصر أمان أساسي متعدد الوظائف، مصمم لتلبية متطلبات التنقل الكهربائي الحديث.