Solutions silicone pour l’assemblage de packs batteries
Solutions silicone pour l’assemblage de packs batteries
La croissance rapide des véhicules électriques et des systèmes de stockage d’énergie impose des exigences de plus en plus élevées aux packs batteries. Ils doivent stocker davantage d’énergie, permettre une recharge plus rapide et rester à la fois compacts, sûrs et fiables.
Un pack batterie moderne ne se compose donc pas uniquement de cellules. La gestion thermique, la protection contre l’emballement thermique, l’isolation électrique et une étanchéité fiable sont également déterminantes pour les performances et la durée de vie.
Les solutions silicone sont largement utilisées dans l’assemblage de packs batteries. Grâce à leur stabilité thermique, leur flexibilité, leurs propriétés d’isolation électrique et leur résistance aux conditions difficiles, elles contribuent au développement de systèmes de batteries sûrs et durables.
Gestion thermique des packs batteries
Lors de la charge et de la décharge, les cellules de batterie génèrent de la chaleur. Si cette chaleur n’est pas suffisamment dissipée, les performances peuvent diminuer, les cellules peuvent vieillir plus rapidement et des risques de sécurité peuvent apparaître.
Le défi est renforcé par
- des densités énergétiques plus élevées ;
- la recharge rapide à des puissances plus importantes ;
- des conceptions de batteries plus compactes ;
- des distances plus faibles entre les composants ;
- le risque de points chauds localisés.
Un bon système de gestion thermique permet aux cellules de batterie de fonctionner dans la plage de température souhaitée. Il contribue également à limiter les écarts de température entre les cellules et les modules.
Les silicones thermoconducteurs améliorent le transfert de chaleur entre les cellules de batterie, les modules, les plaques de refroidissement et les boîtiers. Ils comblent les interstices et les tolérances dimensionnelles entre les composants, permettant ainsi une dissipation plus efficace de la chaleur.
Solutions DOWSIL™
Protection contre l’emballement thermique
Protection contre l’emballement thermique
Lorsqu’une cellule de batterie est endommagée ou surchauffe, un emballement thermique peut se produire. La température augmente alors rapidement et de la chaleur ainsi que des gaz sont libérés. Si cette chaleur est transmise aux cellules voisines, une réaction en chaîne peut se produire à l’intérieur du pack batterie.
Les matériaux thermiquement isolants et retardateurs de flamme peuvent contribuer à ralentir cette propagation. Ils sont utilisés pour :
- ralentir le transfert de chaleur entre les cellules ou les modules ;
- aider à contenir la fumée, les gaz chauds et les flammes ;
- protéger plus longtemps les composants critiques ;
- créer un délai supplémentaire pour l’activation des mesures de sécurité.
Les mousses silicone combinent flexibilité, faible poids et résistance aux températures élevées. Selon l’application, elles peuvent être utilisées entre les modules, autour des passages de câbles ou dans les ouvertures des boîtiers de batteries.
Résine d’encapsulation pour l’électronique BMS
Outre les cellules, un pack batterie contient différents composants électroniques sensibles, tels que le système de gestion de batterie, les capteurs, les connecteurs, les circuits imprimés et l’électronique de puissance.
Ces composants doivent être protégés contre l’humidité, la poussière, les vibrations, les variations de température et les contraintes mécaniques.
Les résines d’encapsulation silicone enveloppent les composants électroniques et forment une couche de protection électriquement isolante. Grâce à leur flexibilité, elles peuvent également limiter les contraintes mécaniques exercées sur les composants.
Avantages des résines d’encapsulation silicone
- protection contre l’humidité et la corrosion
- isolation électrique
- amortissement des chocs et des vibrations
- protection lors des cycles thermiques
- fiabilité accrue des modules électroniques
Étanchéité et assemblage de packs batteries
Pendant son utilisation, un pack batterie est exposé à l’humidité, à la poussière, aux salissures, aux vibrations et aux variations de température. Des étanchéités fiables et des assemblages durables sont donc essentiels.
Les colles silicone et les mastics d’étanchéité combinent adhérence et flexibilité. Ils peuvent ainsi absorber les mouvements et les différences de dilatation thermique sans compromettre l’intégrité du boîtier de batterie.
Applications possibles:
- étanchéité des couvercles de batteries
- fixation des plaques de base
- étanchéité des connecteurs
- étanchéité autour des passages de câbles
- joint liquide
- assemblage de boîtiers de batteries
Le bon choix de matériau pour l’assemblage de packs batteries
L’assemblage de packs batteries modernes nécessite une approche intégrée. La dissipation thermique, la sécurité incendie, la protection de l’électronique et l’étanchéité doivent être prises en compte dès les premières phases de conception.
Le choix du matériau dépend notamment de:
- la conductivité thermique
- l’épaisseur de couche souhaitée
- la taille de l’interstice à combler
- la flexibilité requise
- l’adhérence sur les substrats utilisés
- la vitesse de polymérisation
- les possibilités de réparation ou de démontage
- les exigences en matière de résistance au feu
- la température d’utilisation et les conditions environnementales
En sélectionnant à temps les bonnes solutions silicone, les fabricants peuvent développer des packs batteries plus sûrs, plus fiables et plus durables.