![DOWSIL™ Materialien zur Montage](/fileadmin/website/unternehmen/news/2020/2020-04-01-dowsil-materialien-zur-montage-von-batteriemodulen/dowsil-materialien-zur-montage-titelbild.jpg)
Montagematerialien in Batteriemodulen für Design und Sicherheit
In diesem Beitrag finden Sie alles, rund um die Batteriemodul-Montage mit Produkten aus dem Sortiment DOWSIL™.
![Lückenfüller](/fileadmin/_processed_/4/a/csm_lueckenfueller_db9bd111d9.jpg)
Lückenfüller für das effiziente Wärmemanagement von Batterien
Batteriemodule erfordern weiche und komprimierbare Materialien, um Wärme abzuleiten und mechanische Belastungen abzubauen
Typische Anforderungen:
- Wärmeleitend: 1-5W/m-K
- Schwingungsdämpfung: Material muss flexibel bleiben
- Nicht brennbar
- Nicht fließfähig, aber füllt komplexe Formen im komprimierten Zustand aus (Streuverhalten)
- Geringe Volatilitäten <100-300ppm
- (Allgemein) elektrisch isolierend
- (Allgemein) Wiederlösbarkeit für Reparatur/Recycling
![Modellbeispiel für thermische Spannungen](/fileadmin/_processed_/3/c/csm_modellbeispiel-thermische-spannungen_65ec83055c.jpg)
Modellbeispiel für thermische Spannungen
- Ziel: Verständnis für den Einfluss der Wärmeleitfähigkeit von Lückenfüllern auf die Wärme- und Spannungsfelder in einem Batteriemodul während des normalen Betriebs
- Herangehensweise: Sequentiell gekoppelte Wärme-Spannungsanalyse eines repräsentativen Modells
![Modell eines Batteriemoduls (43 Zellen)](/fileadmin/_processed_/0/0/csm_modell-batteriemodul-43-zellen_9dd894f05e.jpg)
Beispiel für ein thermisches Modell
- Ausgangstemperatur der Wärmeübertragung im stationären Zustand: 24 ºC
- Thermische Lasten volumetrische Wärmeerzeugungsrate: 9.560,5 W/m³
- Randbedingungen:
- Erzwungener Flüssigkeitskühlkanal: Koeffizient 30W/m²K
- Freiliegende Flächen: Konvektiver Wärmeübertragungskoeffizient von 4 W/m²K
- Filmtemperatur: 24 °C
![Belastungsmodell und Tabelle mit Lückenfüllmaterial-Eigenschaft](/fileadmin/website/unternehmen/news/2020/2020-04-01-dowsil-materialien-zur-montage-von-batteriemodulen/bealstungsmodell.jpg)
Beispiel für ein Belastungsmodell
- Belastungen: ungleichmäßiges Temperaturfeld aus der thermischen Modellanalyse
- Randbedingungen: Die Oberseite der oberen Lückenfüllerplatte und die Unterseite der unteren Lückenfüllerplatte waren eingespannt.
- Modell des Lückenfüllermaterials: hyperelastisch
![Wärmeleitfähigkeit des Lückenfüllers](/fileadmin/website/unternehmen/news/2020/2020-04-01-dowsil-materialien-zur-montage-von-batteriemodulen/waermeleitfaehigkeit-lueckenfueller.jpg)
Wärmeleitfähigkeit des Lückenfüllers
Die Wärmeleitfähigkeit des Lückenfüllers beeinflusst die Temperaturverteilung.
![Höhere Wärmeleitfähigkeit, niedrigere Maximaltemperatur und Delta T](/fileadmin/website/unternehmen/news/2020/2020-04-01-dowsil-materialien-zur-montage-von-batteriemodulen/tabelle-waermeleitfaehigkeit-t-max-delta-max.jpg)
Höhere Wärmeleitfähigkeit, niedrigere Maximaltemperatur und Delta T
Das thermische Modell schlägt die Verwendung von Lückenfüllern mit höherer Wärmeleitfähigkeit vor:
- Die Spitzentemperatur reduzieren - das thermische Ausfallrisiko verringern
- Halten die Batterie im optimalen Arbeitstemperaturbereich
- Erhöhung der Batterieleistung z. B. Lade-/Entladerate, Reichweite
- Deutlich verbesserte Temperaturgleichmäßigkeit
![Niedrigeres Delta T, geringere Wärmeausdehnung](/fileadmin/website/unternehmen/news/2020/2020-04-01-dowsil-materialien-zur-montage-von-batteriemodulen/waermeausdehnung.jpg)
Niedrigeres Delta T, geringere Wärmeausdehnung
![Mechanische Beanspruchung als Folge von thermischer Beanspruchung](/fileadmin/website/unternehmen/news/2020/2020-04-01-dowsil-materialien-zur-montage-von-batteriemodulen/thermische-beanspruchung-de.jpg)
Thermische Beanspruchung
Thermische Beanspruchung führt zu mechanischer Beanspruchung/Spannung in der Batterie.
![Zugentlastung in der Isolationsplatte](/fileadmin/website/unternehmen/news/2020/2020-04-01-dowsil-materialien-zur-montage-von-batteriemodulen/zugentlastung.jpg)
Zugentlastung in der Isolationsplatte
Gleichmäßigere Temperatur, geringere Dehnung und Spannung, höhere Zuverlässigkeit
Reduzierte Belastung bei Batteriezellen
![Reduzierte Belastung bei Batteriezellen](/fileadmin/website/unternehmen/news/2020/2020-04-01-dowsil-materialien-zur-montage-von-batteriemodulen/reduzierte-belastung.jpg)
Zusammenfassung der Spannungsanalyse
Das Modell weist darauf hin, dass bei der Verwendung von Lückenfüllern mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit:
- eine geringere Spannungsamplitude und -konzentration vorliegt
- ein vorzeitiges Materialversagen minimiert wird
- eine verbesserte Sicherheit und Zuverlässigkeit des Moduls vorliegt
Schlussfolgerungen
- Ein Wärmebelastungsmodell wurde erstellt, um einen Einblick in die Wärme- und Spannungsfelder während des normalen Batteriebetriebs zu erhalten.
- Das Modell legt mehrere Vorteile von Lückenfüllern mit höherer Wärmeleitfähigkeit nahe
Die integrierte Modellierung ermöglicht:
- Materialauswahl und -entwicklung auf der Grundlage von Kundenanforderungen
- Optimierung der Systemleistung und des Herstellungsprozesses
- Reduzierung der Produktentwicklungszyklen
Zukünftige Anforderungen
- Konstruktion zur Berücksichtigung des thermischen Grenzflächenwiderstandes verbessern
- Modelle für kundenspezifische Designkonfigurationen
Übersicht wärmeleitfähiger DOWSIL™ Materialien
![Übersicht wärmeleitfähiger DOWSIL™ Produkte](/fileadmin/website/unternehmen/news/2020/2020-04-01-dowsil-materialien-zur-montage-von-batteriemodulen/uebersicht-waermeleitfaehige-produkte-dowsil.jpg)
Wärmeleitfähige DOWSIL™ Lückenfüller (Gap Filler) im Onlineshop
Hier eine kleine Auswahl an DOWSIL™ Produkten. In unserem Onlineshop können sie alle verfügbaren Kleb- und Dichtstoffe von Dow Chemical kaufen.
Ihr Ansprechpartner
Bei technischen Fragen zu wärmeleitfähigen DOWSIL™ Produkten wenden Sie sich gerne an:
Philipp Dengel
Technischer Berater / Labor
![Foto von Philipp Dengel ohne Hintergrund](/fileadmin/_processed_/9/6/csm_tewipack-technik-labor-beratung_0bcc8b9cea.png)