Mejora de la seguridad de los vehículos eléctricos: el papel de los materiales de aislamiento de aerogel

Con el creciente apoyo del gobierno global para el desarrollo de nuevos vehículos energéticos, la producción y las ventas de vehículos eléctricos han sido testigos de un rápido crecimiento, lo que lleva a la industrialización acelerada. Sin embargo, el fugitivo térmico sigue siendo una preocupación de seguridad significativa para los vehículos eléctricos, especialmente con respecto a las baterías de iones de litio utilizadas como su fuente de energía. La sobrecarga puede conducir a altas temperaturas, lo que resulta en incendios y explosiones. Para abordar este problema, los materiales de aislamiento de aerogel han surgido como una solución efectiva para mejorar la seguridad de los vehículos eléctricos.

Ventajas de los materiales de aislamiento de aerogel:

Los aerogeles ofrecen varios beneficios clave, que incluyen baja conductividad térmica, excelente rendimiento de aislamiento y no combustibilidad. En comparación con los materiales de aislamiento tradicionales, los aerogeles proporcionan el mismo nivel de efectividad del aislamiento con solo 1/5 a 1/3 del grosor. Este atributo de ahorro de espacio es particularmente crucial para las baterías eléctricas, ya que permite un mayor control térmico y manejo, un rendimiento mejorado y temperaturas más estables. Los materiales de aislamiento de aerogel actúan como aislamiento y barreras resistentes al fuego, proporcionando a los usuarios y pasajeros tiempo adicional para evacuar y extinguir incendios.

Aplicaciones de materiales de aislamiento de aerogel en vehículos eléctricos:

Los materiales de aislamiento de aerogel encuentran la aplicación en varios aspectos de los nuevos vehículos de energía, como el aislamiento y el retraso de la llama entre las celdas de la batería, el aislamiento y la absorción de choques entre módulos y carcasas, capas externas de protección de frío para cajas de baterías y capas de aislamiento de alta temperatura. Centremos en las almohadillas de aislamiento de aerogel utilizadas para las baterías eléctricas y examinemos sus indicadores clave de rendimiento.

Requisitos de rendimiento para almohadillas de aislamiento de aerogel:

De acuerdo con el estándar de grupo T/CSTM 00193-2020 para almohadillas de aislamiento de aerogel utilizadas en baterías de energía de iones de litio, los principales requisitos de rendimiento incluyen:

1. Tasa de desviación masiva: no debe exceder el 15%.

2. Rendimiento de aislamiento térmico: la contracción de las dimensiones de longitud y ancho de la muestra antes y después de la prueba no debe exceder el 3%. La temperatura en el lado frío de la muestra no debe exceder los 180 ° C dentro de los 5 minutos de la prueba.

3. Quema vertical: debe cumplir con los requisitos de nivel V0 especificados en GB/T 2408.

4. Relación de compresión: no debe ser inferior al 35% bajo una presión de 2 MPa.

5. Resistencia a la tracción: no debe ser inferior a 500 kPa en las direcciones de longitud y ancho.

6. Rendimiento de aislamiento: la resistencia térmica de la superficie debe ser superior a 500 MΩ, y la corriente de fuga debe ser inferior a 1 mA.

7. Sustancias restringidas: debe cumplir con los requisitos de la Directiva 2011/65/UE.

8. Resistencia al envejecimiento: después del envejecimiento, la tasa de atenuación de resistencia a la tracción no debe exceder el 30%, y la tasa de variación de las dimensiones de longitud y ancho debe ser inferior al 1%. El rendimiento del aislamiento térmico debe cumplir con los requisitos especificados en la tabla.

Comparación con los materiales de aislamiento tradicionales:

Los materiales de aislamiento de uso común para las baterías de energía incluyen espuma, espuma de plástico, lana de vidrio ultra fino, algodón de sílica, paneles de aislamiento de vacío y aerogel de sílice. En comparación con las almohadillas de aislamiento tradicionales, las almohadillas de aislamiento de aerogel ofrecen ventajas como retraso de la llama, resistencia a la alta temperatura, baja conductividad térmica, sin generación de gases tóxicos, resistencia al agua, resistencia a la humedad, resistencia a los golpes, liviano, bajo costo y espesor delgado.

Importancia de los materiales de aislamiento de aerogel:

Cuando se aplica en los módulos de batería de potencia de iones de litio, la baja conductividad térmica de las almohadillas de aislamiento de aerogel bloquea efectivamente la rápida difusión del calor generado durante la carga y descarga de alta tasa. En caso de fugitivo térmico, las almohadillas de aislamiento de aerogel proporcionan aislamiento térmico, retrasando o evitando accidentes. Si las celdas de la batería se sobrecalientan y se incendian, las almohadillas de aislamiento del aerogel, con sus propiedades no combustibles (que cumplen con los requisitos de nivel A1), pueden bloquear o retrasar efectivamente la propagación del fuego. Esto asegura que la batería permanezca no definida y no explosiva durante al menos 5 minutos, proporcionando tiempo suficiente para la evacuación. Por lo tanto, las almohadillas de aislamiento de aerogel juegan un papel vital en la mejora del rendimiento de seguridad de los nuevos paquetes de baterías de energía del vehículo de energía.

Conclusión:

A pesar del mayor costo, el rendimiento de seguridad superior de los materiales de aislamiento de aerogel supera el de otros materiales de aislamiento tradicionales. Se reconocen como la opción óptima para el aislamiento de la batería de alimentación y los materiales de retardantes de llama. A medida que la importancia de la seguridad en los nuevos vehículos de energía continúa creciendo, la aplicación de materiales de aislamiento de aerogel, particularmente en autobuses eléctricos y nuevos automóviles de energía con requisitos de seguridad más altos, es sin duda la opción preferida. Los expertos estiman que las ventas globales de nuevos vehículos de energía representarán un tercio de las ventas totales de vehículos para 2025, lo que indica un futuro prometedor para los aerogeles. A medida que la escala de producción de los materiales de aerogel madura y se expande, se espera que los precios disminuyan, lo que lleva a una mayor penetración y aplicación del mercado en la nueva industria de vehículos energéticos.