Zvyšování bezpečnosti elektrického vozidla: Úloha izolačních materiálů aerogelů

S rostoucí podporou globální vlády pro rozvoj nových energetických vozidel byla výroba a prodej elektrických vozidel svědkem rychlého růstu, což vedlo ke zrychlené industrializaci. Tepelný útěk však zůstává významným bezpečnostním problémem pro elektrická vozidla, zejména pokud jde o lithium-iontové baterie používané jako jejich zdroj energie. Přehnění může vést k vysokým teplotám, což má za následek požáry a výbuchy. K řešení tohoto problému se izolační materiály airgel objevily jako účinné řešení pro zvýšení bezpečnosti elektrických vozidel.

Výhody izolačních materiálů aerogelů:

Aerogely nabízejí několik klíčových výhod, včetně nízké tepelné vodivosti, vynikajícího izolačního výkonu a nehořitelnosti. Ve srovnání s tradičními izolačními materiály poskytují aerogely stejnou úroveň účinnosti izolace s pouze 1/5 až 1/3 tloušťky. Tento atribut pro úsporu prostoru je obzvláště zásadní pro napájecí baterie, protože umožňuje zlepšit tepelné ovládání a řízení, zvýšené výkon a stabilnější teploty. Izolační materiály airgel působí jako izolační a odolné bariéry odolné proti požáru, které uživatelům a cestujícím poskytují další čas na evakuaci a uhasit požáry.

Aplikace izolačních materiálů aerogelů v elektrických vozidlech:

Izolační materiály airgel nacházejí aplikaci v různých aspektech nových energetických vozidel, jako je izolace a zpomalení hoření mezi bateriovými buňkami, izolace a absorpce nárazů mezi moduly a kryty, vnější vrstvy ochrany proti chladu pro bateriové skříňky a vysokoteplotní izolační vrstvy. Zaměřme se na izolační podložky aerogel používané pro napájecí baterie a prozkoumejte jejich klíčové ukazatele výkonu.

Požadavky na výkonnost pro izolační podložky aerogel:

Podle standardu skupiny T/CSTM 00193-2020 pro izolační podložky airgel používané v lithium-iontových výkonech patří hlavní požadavky na výkon:

1. Míra hmotnostní odchylky: neměla by překročit 15%.

2. Tepelná izolační výkon: smršťování délky a šířky vzorku před a po testu by nemělo překročit 3%. Teplota na studené straně vzorku by neměla překročit 180 ° C během 5 minut od testu.

3. vertikální spalování: Mělo by splňovat požadavky na úroveň V0 uvedené v GB/T 2408.

4. Kompresní poměr: Neměl by být menší než 35% pod tlakem 2 MPa.

5. Pevnost v tahu: neměla by být menší než 500 kPa v délce i šířce.

6. Izolační výkon: Tepelný odpor povrchu by měl být větší než 500 MΩ a únik by měl být menší než 1 Ma.

7. Omezené látky: Měly by splňovat požadavky směrnice 2011/65/EU.

8. Odolnost stárnutí: Po stárnutí by rychlost útlumu pevnosti v tahu by neměla překročit 30%a míra změny rozměrů délky a šířky by měla být menší než 1%. Výkon tepelné izolace by měl splňovat požadavky uvedené v tabulce.

Srovnání s tradičními izolačními materiály:

Mezi běžně používané izolační materiály pro napájecí baterie patří pěna, plastová pěna, ultra jemná skleněná vlna, bavlna s vysokou křemikou, vakuové izolační panely a airgel oxidu křemičitého. Ve srovnání s tradičními izolačními podložkami nabízejí izolační podložky airgel výhody, jako je zpomalení hoření, vysoká teplota, nízká tepelná vodivost, žádná tvorba toxického plynu, odolnost proti vodě, odolnost proti vlhkosti, odolnost proti nárazům, lehká, nízké náklady a tloušťka tenké.

Význam izolačních materiálů aerogelů:

Když je nanesena v modulech lithium-iontových výkonu baterie, nízká tepelná vodivost izolačních podložek airgel účinně blokuje rychlou difúzi tepla generovaného během nabíjení a vybíjení s vysokou mírou. V případě tepelného útěku poskytují izolační podložky airgel tepelnou izolaci, zpoždění nebo prevenci nehod. Pokud se bateriové buňky přehřívají a zapálí, mohou izolační podložky aerogel s jejich nehořitelnými vlastnostmi (dodržováním požadavků na úroveň A1) efektivně blokovat nebo zpožďovat šíření ohně. Tím je zajištěno, že baterie zůstává nehořlavá a nevýšívá po dobu nejméně 5 minut, což poskytuje dostatečný čas pro evakuaci. Izolační podložky Airgel tedy hrají zásadní roli při zvyšování bezpečnostního výkonu nových baterií energetických vozidel.

Závěr:

Navzdory vyšších nákladům převažuje vynikající bezpečnostní výkon izolačních materiálů aerogelů nad jinými tradičními izolačními materiály. Jsou považovány za optimální volbu pro izolaci baterií a materiály zpomalující hoření. Vzhledem k tomu, že význam bezpečnosti v nových energetických vozidlech stále roste, je nepochybně upřednostňovanou možností použití izolačních materiálů aerogelů, zejména u elektrických autobusů a nových energetických vozů s vyššími bezpečnostními požadavky. Odborníci odhadují, že globální prodej nových energetických vozidel bude do roku 2025 představovat jednu třetinu celkového prodeje vozidel, což naznačuje slibnou budoucnost pro aerogely. Jak se výrobní stupnice airgel materiálů dozrává a rozšiřuje, očekává se, že se ceny sníží, což povede ke zvýšení pronikání a uplatňování trhu v novém průmyslu energetických vozidel.