Che tipo di schiuma viene utilizzata nelle celle delle batterie?

Nelle celle delle batterie dei veicoli elettrici di nuova generazione (NEV), la schiuma può fungere da cuscinetto termoisolante quando le celle si espandono e si contraggono a causa del calore. Quando le celle subiscono un runaway termico, la schiuma può impedire il trasferimento di calore e ha proprietà ignifughe. Nel pacco batteria, situato sotto la piastra di raffreddamento a liquido o accanto ai coperchi superiore e inferiore della scatola, la schiuma può fornire supporto e assorbimento degli urti. Può anche essere utilizzata come anello di tenuta della batteria. I materiali in schiuma svolgono un ruolo fondamentale nel garantire la sicurezza, la gestione termica e la resistenza ignifuga dei pacchi batteria.

Perché la schiuma è fondamentale nelle batterie dei veicoli elettrici?

·Isolamento termico e sicurezza: Impedisce il trasferimento di calore tra le celle, ritardando la fuga termica e riducendo i rischi di incendio.

·Assorbimento dello stress: Le celle della batteria si espandono e si contraggono durante il funzionamento. La schiuma assorbe lo stress meccanico, prevenendo danni alle celle e prolungandone la durata.

·Resistenza alla fiamma: Le schiume ad alte prestazioni (ad esempio il silicone UL94 V-0) rallentano la propagazione del fuoco, garantendo tempi di fuga critici in caso di incidenti termici.

·Sigillatura e impermeabilizzazione: Garantisce la protezione IP67/IP68, impedendo all'umidità e alla polvere di penetrare nelle batterie.

·Smorzamento delle vibrazioni e supporto strutturale:Riduce le vibrazioni dovute agli impatti stradali, proteggendo l'integrità della batteria e migliorando l'NVH (rumore, vibrazioni, ruvidità) del veicolo.

Tipi di schiuma comunemente utilizzati tra le celle delle batterie di potenza

1. Schiuma di poliimmide (schiuma PI)

Vantaggi della schiuma di poliimmide: Conduttività termica estremamente bassa (<0,033 W/m·K), eccellente resistenza al fuoco (autoestinguente) e stabilità alle alte temperature.

Applicazioni comuni: Utilizzato per l'isolamento termico tra le celle per prevenire la propagazione di fughe termiche. Assorbe inoltre lo stress dovuto all'espansione e alla contrazione delle celle durante i cicli di carica/scarica.

2. Schiuma di silicone

Vantaggi della schiuma di silicone: Elevata resistenza al fuoco (UL94 V-0), impermeabile ed eccellente resistenza alla compressione.

Applicazioni comuni: Utilizzato nella sigillatura delle batterie, nel supporto delle piastre di raffreddamento a liquido e nell'ammortizzazione tra le celle. È ora disponibile la schiuma siliconica ultrasottile (fino a 0,6 mm), che offre soluzioni leggere ma altamente ignifughe.

3. Schiuma di poliuretano (schiuma PU)

Vantaggi della schiuma di poliuretano: Bassa durezza con elevato rimbalzo, buon assorbimento degli urti e durevolezza.

Applicazioni comuni: Utilizzato nelle batterie agli ioni di litio prismatiche e soft-pack per l'ammortizzazione strutturale e l'attenuazione delle vibrazioni.

4. Schiuma di etilene vinil acetato (EVA)

Vantaggi della schiuma EVA: Buone proprietà di ammortizzazione e isolamento, conveniente.

Applicazioni comuni: Spesso utilizzato nelle strutture di supporto dei pacchi batteria e negli strati di assorbimento degli urti.

5. Schiuma poliuretanica microcellulare (serie Norseal® PF)

Vantaggi della schiuma poliuretanica microcellulare: Resistenza alla compressione a lungo termine, elevata resistenza alla fiamma e stabilità termica.

Applicazioni comuni: Ideale per progetti di pacchi batteria flessibili che richiedono sia ammortizzazione che gestione termica.

Considerazioni chiave nella scelta della schiuma per i sedili delle automobili

Mentre la schiuma nelle batterie si concentra sulla sicurezza e sulla gestione termica, la schiuma dei sedili per auto privilegia il comfort e la durata. I fattori chiave includono:

·Densità e compattezza: La schiuma ad alta densità offre un supporto migliore, mentre la schiuma più morbida aumenta il comfort. Le auto sportive spesso utilizzano una schiuma più rigida per un migliore supporto del corpo, mentre le auto di lusso preferiscono una schiuma più morbida per una sensazione di morbidezza.

·Tipo di materiale: Diversi tipi di materiali hanno effetti diversi, ad esempio,

 Schiuma di poliuretano (PU): Il più comune è quello che bilancia comfort e costi.

 Schiuma di memoria: Si adatta alla forma del corpo, riducendo l'affaticamento durante i lunghi viaggi.

 Schiuma di lattice: Naturale, traspirante e durevole, ma più costoso.

·Traspirabilità e resistenza al calore: Le schiume a celle aperte migliorano la circolazione dell'aria, riducendo l'accumulo di sudore in estate. Alcuni sedili integrano strati di gel rinfrescante per un comfort maggiore.

·Longevità e resistenza alla compressione:La schiuma di alta qualità resiste all'affossamento nel tempo, mantenendo la forma del sedile anche dopo anni di utilizzo.

Conclusione

I materiali espansi sono indispensabili nelle batterie dei veicoli elettrici a nuova generazione, garantendo sicurezza termica, stabilità meccanica e longevità. Le schiume di poliimmide, silicone e poliuretano prevalgono grazie alla loro resistenza alla fiamma, all'assorbimento delle sollecitazioni e alle proprietà di tenuta. Nel frattempo, nei sedili per auto, la scelta della schiuma ruota attorno a comfort, durata e supporto ergonomico. Con l'evoluzione della tecnologia dei veicoli elettrici a nuova generazione, le schiume avanzate continueranno a migliorare sia la sicurezza delle batterie che il comfort dei passeggeri, guidando il futuro della mobilità elettrica.