المشاهدات: 0 المؤلف: محرر الموقع وقت النشر: 13-12-2023 المنشأ: موقع
ومع تزايد الدعم الحكومي العالمي لتطوير مركبات الطاقة الجديدة، شهد إنتاج ومبيعات السيارات الكهربائية نموا سريعا، مما أدى إلى تسارع التصنيع. ومع ذلك، يظل الانفلات الحراري مصدر قلق كبير فيما يتعلق بسلامة السيارات الكهربائية، خاصة فيما يتعلق ببطاريات الليثيوم أيون المستخدمة كمصدر للطاقة. الشحن الزائد يمكن أن يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة، مما يؤدي إلى الحرائق والانفجارات. ولمعالجة هذه المشكلة، ظهرت المواد العازلة للهلام الهوائي كحل فعال لتعزيز سلامة المركبات الكهربائية.
مزايا المواد العازلة ايروجيل:
تقدم Aerogels العديد من الفوائد الرئيسية، بما في ذلك الموصلية الحرارية المنخفضة، وأداء العزل الممتاز، وعدم القابلية للاحتراق. بالمقارنة مع المواد العازلة التقليدية، يوفر الإيروجيل نفس المستوى من فعالية العزل بسمك يتراوح بين 1/5 إلى 1/3 فقط. تعد هذه الخاصية الموفرة للمساحة أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص لبطاريات الطاقة لأنها تتيح تحسين التحكم والإدارة الحرارية وتحسين الأداء ودرجات حرارة أكثر استقرارًا. تعمل مواد العزل الهوائية كحواجز عازلة ومقاومة للحريق، مما يوفر للمستخدمين والركاب وقتًا إضافيًا لإخلاء وإطفاء الحرائق.
تطبيقات المواد العازلة Airgel في المركبات الكهربائية:
تجد المواد العازلة من نوع Airgel تطبيقًا في جوانب مختلفة من مركبات الطاقة الجديدة، مثل العزل وتثبيط اللهب بين خلايا البطارية، والعزل وامتصاص الصدمات بين الوحدات والأغلفة، وطبقات الحماية الخارجية من البرد لصناديق البطاريات، وطبقات العزل ذات درجة الحرارة العالية. دعونا نركز على وسادات العزل الهوائية المستخدمة في بطاريات الطاقة ونفحص مؤشرات الأداء الرئيسية الخاصة بها.
متطلبات الأداء لمنصات العزل Airgel:
وفقًا لمعايير المجموعة T/CSTM 00193-2020 الخاصة بمنصات عزل Airgel المستخدمة في بطاريات طاقة الليثيوم أيون، تتضمن متطلبات الأداء الرئيسية ما يلي:
1. معدل الانحراف الكتلي: يجب ألا يتجاوز 15%.
2. أداء العزل الحراري: يجب ألا يتجاوز انكماش أبعاد طول وعرض العينة قبل وبعد الاختبار 3%. يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة على الجانب البارد من العينة 180 درجة مئوية خلال 5 دقائق من الاختبار.
3. الحرق العمودي: يجب أن يلبي متطلبات مستوى V0 المحددة في GB/T 2408.
4. نسبة الضغط: يجب ألا تقل عن 35% تحت ضغط 2 ميجا باسكال.
5. قوة الشد: يجب أن لا تقل عن 500 كيلو باسكال في اتجاهي الطول والعرض.
6. أداء العزل: يجب أن تكون المقاومة الحرارية السطحية أكبر من 500 MΩ، ويجب أن يكون تيار التسرب أقل من 1 مللي أمبير.
7. المواد المحظورة: يجب أن تمتثل لمتطلبات التوجيه 2011/65/EU.
8. مقاومة الشيخوخة: بعد الشيخوخة، يجب ألا يتجاوز معدل التوهين في قوة الشد 30%، ويجب أن يكون معدل اختلاف أبعاد الطول والعرض أقل من 1%. يجب أن يتوافق أداء العزل الحراري مع المتطلبات المحددة في الجدول.
مقارنة مع مواد العزل التقليدية:
تشمل المواد العازلة شائعة الاستخدام لبطاريات الطاقة الرغوة والرغوة البلاستيكية والصوف الزجاجي فائق النعومة والقطن عالي السيليكا وألواح العزل الفراغي وإيروجيل السيليكا. بالمقارنة مع وسادات العزل التقليدية، فإن وسادات العزل الهوائي توفر مزايا مثل تثبيط اللهب، ومقاومة درجات الحرارة العالية، والموصلية الحرارية المنخفضة، وعدم توليد الغاز السام، ومقاومة الماء، ومقاومة الرطوبة، ومقاومة الصدمات، وخفة الوزن، والتكلفة المنخفضة، والسماكة الرقيقة.
أهمية المواد العازلة الإيروجيل:
عند تطبيقها في وحدات بطارية طاقة أيون الليثيوم، فإن التوصيل الحراري المنخفض للوسادات العازلة للهلام الهوائي يمنع بشكل فعال الانتشار السريع للحرارة المتولدة أثناء الشحن والتفريغ عالي السرعة. في حالة الانفلات الحراري، توفر وسادات العزل الهوائية عزلًا حراريًا، مما يؤخر أو يمنع وقوع الحوادث. إذا أصبحت خلايا البطارية محمومة واشتعلت فيها النيران، فإن وسادات العزل الهوائية، بخصائصها غير القابلة للاحتراق (المطابقة لمتطلبات المستوى A1)، يمكن أن تمنع أو تؤخر انتشار الحريق بشكل فعال. وهذا يضمن أن تظل مجموعة البطارية غير قابلة للاشتعال وغير قابلة للانفجار لمدة 5 دقائق على الأقل، مما يوفر وقتًا كافيًا للإخلاء. وبالتالي، تلعب وسادات العزل الهوائية دورًا حيويًا في تعزيز أداء السلامة لمجموعات بطاريات الطاقة الجديدة لمركبات الطاقة.
خاتمة:
على الرغم من التكلفة المرتفعة، فإن أداء السلامة المتفوق للمواد العازلة للهلام الهوائي يفوق أداء المواد العازلة التقليدية الأخرى. يتم التعرف عليها باعتبارها الخيار الأمثل لعزل بطارية الطاقة والمواد المقاومة للهب. مع استمرار تزايد أهمية السلامة في مركبات الطاقة الجديدة، فإن استخدام المواد العازلة للهلام الهوائي، خاصة في الحافلات الكهربائية وسيارات الطاقة الجديدة المتطورة ذات متطلبات السلامة الأعلى، هو بلا شك الخيار المفضل. ويقدر الخبراء أن المبيعات العالمية لمركبات الطاقة الجديدة ستشكل ثلث إجمالي مبيعات المركبات بحلول عام 2025، مما يشير إلى مستقبل واعد للإيروجيل. مع نضوج وتوسع حجم إنتاج مواد الإيروجيل، من المتوقع أن تنخفض الأسعار، مما يؤدي إلى زيادة اختراق السوق وتطبيقها في صناعة مركبات الطاقة الجديدة.
