Miks kasutada EV akudes vilgukivist elektriisolatsiooni?

Vilgukivist elektriisolatsiooni kasutatakse elektrisõidukite akudes, kuna vilgukivipõhised materjalid ühendavad elektriisolatsiooni omadused vastupidavusega kõrgetele temperatuuridele. Õigesti valitud vilgukivist lehed võivad tagada juhtivate komponentide dielektrilise eraldamise, aidates samal ajal kaasa termilisele ja mehaanilisele kaitsele.

Vilgukivi ei sobi aga automaatselt igasse aku asukohta. Enne projekti kinnitamist peavad insenerid arvestama kogu materjali konstruktsiooni, isolatsiooni paksuse, tööpinge, surve, temperatuuriga kokkupuute ja paigaldusgeomeetriaga.

Levinud elektrisõidukite akude isolatsiooni asukohad ja vilgukivi valiku kaalutlused

Kuhu tuleks vilgukivi elektriisolatsioon aku sees asetada?

Vale isolatsioonipaigutus võib jätta katmata juhtivad liidesed elektririkkete suhtes haavatavaks, eriti kui siinid, klambrid ja korpuse konstruktsioonid asetsevad lähestikku.

Asetage vilgukivist isolatsioon vastavalt aku konstruktsioonis määratletud elektrieraldusnõuetele ja mehaanilistele liidestele.

Võimalikud asukohad hõlmavad siinitugesid, mooduli vaheseinu, valitud korpuse liideseid ja rakutõkkeid, kus süsteemi disain nõuab vilgukivipõhist kaitset. Insenerid peaksid kontrollima servade katvust, roomamis- ja kliirensi nõudeid, kohalikku rõhku ja liikumisvõimalust vibratsiooni ajal. ISO 6469-1 käsitleb taaslaetavate energiasalvestussüsteemide ohutusnõudeid, kuid see ei kehtesta universaalset vilgukivi paksust iga rakenduse jaoks [1].

Kuidas tuleks kontrollida vilgukivi isolatsiooni paksust ja dielektrilist tugevust?

Alamääratletud isolatsioonikiht võib elektrilise pinge korral ebaõnnestuda, samas kui ebavajalik paksus võib häirida aku pakkimist ja koostu tolerantse.

Valige paksus, kasutades nõutavat elektrilist vastupidavust, ja kontrollige seda tüüpilise materjali ja koostu testimisega.

Standardis IEC 60243-1 kirjeldatakse tahkete isolatsioonimaterjalide lühiajalise elektrilise tugevuse testimise meetodeid võimsussagedustel [2]. Vahelduvvoolu materjali purunemise tulemus ei ole aga automaatselt samaväärne elektrisõidukite aku alalisvoolu isolatsiooni jõudlusega. Tulemust mõjutavad katsetingimused, elektroodid, temperatuur, niiskus, materjalidefektid ja komponentide geomeetria.

Materjalivaliku ülevaatamiseks esitage aku pingevahemik, isolatsioonijoonis, vaba ruum ja nõutavad elektrikatsetingimused. Need üksikasjad võimaldavad kasulikumalt arutada võimalikke lehtede konstruktsioone ja valideerimisnõudeid.

Millised vilgukivi materjali omadused on peale dielektrilise tugevuse olulised?

Sobivate laboratoorsete dielektriliste omadustega vilgukivi võib tootmise või sõiduki kasutamise ajal siiski praguneda, delamineerida või nihkuda.

Hinnake valmis vilgukivikomposiiti, selle asemel, et valida materjal ainult selle mineraalide sisalduse järgi.

Kaubanduslik vilgukivi isolatsioon võib sisaldada taastatud vilgukivi, vaigu sideaineid ja tugevdavaid kihte. Nende koostis mõjutab jäikust, vormimiskäitumist ja termilist reaktsiooni. Standardis IEC 60371-1 määratletakse vilgukivist materjalide terminoloogia, samas kui standard IEC 60371-2 hõlmab asjakohaseid katsemeetodeid [3][4]. Tegelikke proove tuleks hinnata ka lõikekvaliteedi, kinnitustingimuste, mõõtmete stabiilsuse ja isolatsiooni terviklikkuse osas pärast kokkupanekut.

Kuidas saavad insenerid aku kokkupanemise ajal isolatsioonitõrkeid vältida?

Halvasti kontrollitud lõikeservad, liigne painutamine või kohalik kinnitussurve võivad kahjustada isolatsiooni enne aku kasutuselevõttu.

Kinnitage kogu paigaldusprotsess, kasutades tootmist esindavaid osi ja montaažitingimusi.

Kontrollige augustatud auke, pilusid, nurki, pinna saastumist ning vilgukivi ja külgnevate metallosade vahelist koostoimet. Kui soovitatakse liimiga kaetud vilgukivi, kontrollige asjakohastel tingimustel adhesiooni ja vananemist. Kontrollikriteeriumid peaksid eristama kosmeetilisi omadusi defektidest, mis võivad vähendada elektriisolatsiooni või mehaanilist kinnipidamist.

KKK

Kas vilgukivi on hea elektriisolaator EV akude jaoks?

Vilgukivi on kasulik isoleeriv mineraal, kuid kaubandusliku vilgukivilehe sobivus sõltub selle sideainest, tugevdusest, paksusest, töötlemisest ja töötingimustest.

Kas vilgukivi isolatsioon võib takistada aku termilist äravoolu?

Vilgukivipõhised tõkked võivad aidata kuumuse või leegiga kokku puutuda, kuid ei saa eeldada, et need takistavad termilist põgenemist. Pakenditaseme ohutus sõltub raku käitumisest, barjääri konstruktsioonist, jahutusest, õhutustest ja valideerimisest.

Millise paksusega vilgukivilehte on vaja 800 V aku jaoks?

Universaalset paksust, mis põhineb ainult aku nimipingel, pole olemas. Projekteerimisel tuleb arvesse võtta maksimaalset tööpinget, kehtivaid elektriohutusnõudeid, mehaanilisi tolerantse ja tüüpilist vastupidavustesti.

Kas vilgukivist lehti saab stantsida aku siini isoleerimiseks?

Paljusid vilgukivikomposiite saab olenevalt nende konstruktsioonist ja paksusest muuta vormitud komponentideks. Valitud klassi puhul tuleks kontrollida ava kvaliteeti, servade pragunemist ja mõõtmete tolerantsust.

Kas kõrge dielektrilise tugevuse väärtus tagab isolatsiooni töökindluse?

Ei. Materjali lagunemise tugevus on ainult üks sisend; mehaanilised kahjustused, pinna saastumine, termiline vananemine ja kokkupandud elektrigeomeetria on samuti olulised.

Järeldus

Vilgukivist elektriisolatsioon tuleks valida kogu EV aku isolatsioonisüsteemi osana, mitte eraldatud lehtmaterjalina. Elektririkke ohu vähendamiseks tuleb arvestada sobiva materjali konstruktsiooni, paigutuse, paksuse ja tüüpilise valideerimisega.

Tehniliseks hindamiseks või hinnapakkumise aruteluks koostage oma isolatsioonijoonis, kavandatav materjalikonstruktsioon, pingenõuded, mõõtmed ja eeldatav töökeskkond. Taotlege materjali sobivuse, töötlemise kaalutluste ja heakskiitmiseks vajalike testimistõendite ülevaatamist.

Viited

1. ISO, ISO 6469-1:2019 – elektriliselt liikuvad maanteesõidukid: laetava energiasalvestussüsteemi ohutus.

2. IEC, IEC 60243-1:2013 — Isolatsioonimaterjalide elektriline tugevus: katsed võimsussagedustel.

3. IEC, IEC 60371-1:2003 — Vilgukivipõhiste isolatsioonimaterjalide spetsifikatsioonid: määratlused ja üldnõuded.

4. IEC, IEC 60371-2:2004 — Vilgukivipõhiste isolatsioonimaterjalide spetsifikatsioon: katsemeetodid.

15-aastane kogemus autotööstuses

Viieteistaastane autotööstuse juhtmeköidiku tööstuse kogemus annab praktilise vaatenurga elektriisolatsiooni projekteerimisele, materjalide valikule ja tootmisnõuetele. Usaldusväärsed kliendiprojektid sõltuvad selgetest tehnilistest spetsifikatsioonidest, kontrollitud töötlemisest, kvaliteedikontrollist ja esinduslikes töötingimustes kinnitamisest. Rakmete disaini ja isolatsioonikomponentide valiku hoolikas kooskõlastamine aitab lahendada võimalikke montaaži- ja kasutuseaga seotud riske.