EV バッテリーの設計が防火材料の選択に与える影響

どのメーカーも電気自動車 (EV) のバッテリー パックを組み立てる方法があり、すべてのメーカーはバッテリーの火災安全性を考慮する必要があります。 EV の火災は、走行距離によってはめったに発生しないイベントですが、メーカーがこの問題を無視できるわけではありません。

世間の認識、変化する規制、経済的影響、および一般的な消費者の安全性が組み合わさって、メーカーは EV バッテリーの防火安全性により重点を置くようになっています。

セル化学、セル形式、熱管理戦略など、いくつかの要因がバッテリーの安全性に影響を与える可能性があります。 上記のすべてが最適化されていても、リチウムイオン電池で熱暴走が発生するリスクはゼロではありません。

そのため、EV バッテリーの火災安全を可能にする重要な方法は、受動的な防火材料を採用することです。 これらの材料は、バッテリー セル間で伝播する熱暴走を制限し、火がバッテリー パックから出るまでの時間を延長するように設計されています。

OEM による火災安全への関心の高まりと、急速に成長する EV 市場のおかげで、パッシブ防火材料とそのサプライヤーは、進化する EV 市場に十分な機会を見出しています。 IDTechEx は最近、専用のレポートを公開しました。 EVバッテリー用防火材料、使用された材料、ベンチマーク、市場シェア、および今後 10 年間の予測を深く掘り下げます。

どこでどの防火材料が使用されていますか?

まず、円筒形、ポーチ、またはプリズムのどのセル形式が使用されているかを検討する必要があります。 長方形で非常に積み重ねやすい形の角柱セルは、一般に、セル間にシートまたはパッドの形の材料を使用します。 これはパウチ セルの場合と同様の話ですが、充電/放電サイクル中のセルの膨張と収縮は、より慎重に考慮する必要があります。

これらの用途では、電気絶縁の薄いシートが使用されることが多く、パウチセルの場合は、通常、フォーム圧縮パッドが含まれています。 製造業者が防火安全性、エネルギー密度、および製造の簡素化を向上させることを目指しているため、複数の機能を提供できる材料を使用することがますます魅力的になっています。

これが、エアロゲルの採用が増加している理由です。 エアロゲルの主なセールス ポイントは、優れた断熱性を提供することです。これは、産業環境での適用の主な理由です。 ただし、次のようなエアロゲル市場の主要プレーヤー アスペンエアロゲル、 また、圧縮パッドに最適な機械的特性も強調しています。

同時に、Rogers Corporation などの圧縮パッドの供給に非常に積極的に取り組んできたプレーヤーは、既存のバッテリー設計の「ドロップイン」ソリューションとして機能する、防火効果を含む新製品を作成しました。

2021 年の電気自動車市場では、円筒型セルを使用したバッテリー パックが 24% を占めており、その素材の用途はポーチやカラフルなバッグとは大きく異なります。 単純にセルを積み重ねることができず、膨張・収縮を同程度に考慮する必要がないため、防火材料は代替的な役割を果たさなければなりません。

カプセル化フォーム

円筒形セル パックの最も一般的な選択肢は、カプセル化フォームです。 これらのフォームは多機能のカテゴリに分類され、断熱、防火、およびセルの構造を提供します。 自動車、バス、トラックなどの大型車両のバッテリー パックは非常に大きいため、これらの発泡体の密度が低いことも重要な利点です。

ただし、フォームは円筒形セルパックの唯一のオプションではありません。 アクティブな冷却システムを組み込むためのスペースと資金が少なくなるため、より小型のバッテリー パックは熱管理がより困難になる可能性があります。 ここでは、熱伝導性と防火性を提供できるカプセル材または相変化材料が適しています。

量は自動車市場ほど大きくはないかもしれませんが、 IDTechEx 2033 年には EV バッテリー需要の 90% 以上がバッテリー式電気自動車によって占められると予想されており、電動スクーターやオートバイなどのこれらの車両セグメントが急速に拡大しており、大きなチャンスにつながっています。 IDTechEx の調査によると、自動車以外の防火材料の年間収益は、今後 10 年間で 15 倍になることがわかっています。

これらのセル間材料に加えて、すべてのバッテリ パックは、セル/モジュールと蓋の間のシートとして、またはバッテリ エンクロージャに適用されるコーティングとして、パック レベルで材料を利用できます。 セラミック ブランケット、マイカ、またはエアロゲルをシートとして適用したり、バッテリー セルと車両自体との間の防火の最終層を提供するために使用される膨張性コーティングなどのさまざまなコーティング技術を観察することは一般的です。

防火材料

IDTechEx は、これらすべての材料の需要が増加すると予測しており、パックレベルの防火材料は、2022 年に比べて 2033 年には年間要求量 (kg) の 15.6 倍になると予測しています。

IDTechEx は、多くの既存の材料が大きな市場シェアを維持すると予測しています。 それでも、いくつかの材料市場は、急速に拡大する市場で市場シェアを大幅に拡大します。 「に関するIDTechExの最新レポート電気自動車用バッテリーの防火材料 2023-2033」は、セラミック ブランケット/シート (およびその他の不織布)、マイカ、エアロゲル、コーティング (膨張性およびその他)、カプセル材、カプセル化フォーム、圧縮パッド、相変化材料など、材料カテゴリ全体の材料ベンチマークと 10 年間の市場予測を提供します。その他。

ニュースにアップ

---

すべての最新の自動車ニュース、レポート、およびレビューについては、フォローしてください ツイッター、 私たちのように フェイスブック、購読する ユーチューブ ページ、そして私たちに従ってください インスタグラム、 毎日更新されます。

---