Miksi silikonikumia käytetään korkeajännitteisen EV-kaapelin eristykseen?

Sopimattoman eristysmateriaalin käyttö sähköauton suurjännitekaapelissa voi aiheuttaa halkeamia, sähkövuotoja, oikosulkuja, liittimen ylikuumenemista tai ajoneuvon täydellisen sammumisen.

Käytännöllinen ratkaisu on käyttää autokäyttöistä silikonikumia, jossa kaapeli vaatii korkeiden lämpötilojen vakautta, sähköeristystä ja joustavuutta. Silikonieristys voi pysyä joustavana akkupakkausten, invertterien, moottoreiden, latausjärjestelmien ja lämmönhallintakomponenttien ympärillä, kun jäykkä kaapelin reititys on vaikeaa.

Sähköautoon asennetut korkeajännitekaapelit. Kuvan lähde: Shin-Etsu silikoni .^[2]

Miksi silikonikumi toimii hyvin sähköauton kuumuudessa ja kylmässä?

Toistuva lämmitys, pikalataus, talvilämpötilat ja voimansiirron lämpö voivat kovettaa tai muuttaa epäsopivaa kaapelin eristystä ja paljastaa lopulta johtimen tai suojan.

Silikonikumi tarjoaa laajemman lämpötila-suorituskykymarginaalin säilyttäen samalla joustavuuden lämpövanhentamisen jälkeen. Dow tarjoaa oranssin silikoniyhdisteen, joka on erityisesti kehitetty korkeajännitteiseen sähköajoneuvon kaapelin eristykseen ja jolla on korkea repeytymiskestävyys ja venymän kesto 180 °C:n lämpöaltistuksen jälkeen.^[1]

Seoksen julkaistusta lämpötilasta ei saa automaattisesti tulla valmiin kaapelin luokitus. Johdin, suojus, vaippa, liittimen tiiviste, liitin ja käsittelymenetelmä voivat luoda alemman järjestelmän rajan.

Kuinka silikonikumi parantaa reititystä ja sähköturvallisuutta?

Paksu tai jäykkä suurjännitekaapeli voi ylittää taivutussäteen, ylikuormittaa liittimiä, häiritä akun kokoonpanoa ja saada eristysvaurioita ajoneuvon tärinän aikana.

Oikein muotoiltu silikonieristekerros voi tarjota korkean dielektrisen suorituskyvyn joustavan kaapelirakenteen ansiosta. Shin-Etsu raportoi, että sen korkeajännitteinen silikonilaatu tukee ohuempaa eristystä, parempaa joustavuutta, pienempää kaapelin halkaisijaa ja pienempää painoa.^[2]

Silikonikumi voi myös tarjota paloa hidastavaa suorituskykyä, mutta kaikilla silikoniyhdisteillä ei ole samaa paloluokitusta. Tarkka eristyskoostumus ja valmis kaapeli on testattava pelkän materiaalin nimen sijaan.

Kuinka EV-kaapelin silikonieristys tulisi määrittää ja testata?

Yleisen oranssin silikonikaapelin ostaminen määrittelemättä jännitettä, lämpötilaa, seinämän paksuutta, repäisylujuutta ja ikääntymisvaatimuksia voi aiheuttaa epäjohdonmukaista eristystä ja vakavia tuotantohäiriöitä.

Oikea ratkaisu on määrittää koko kaapelirakenne sen maksimijännitteen, virran, lämpötilaluokan, taivutussäteen, suojauksen, nesteiden ja reititysympäristön mukaan. ISO 19642 tarjoaa suunnitteluterminologian ja lämpötilaluokitukset autokaapeleille, kun taas sähköajoneuvojen kaapeliseoksia voidaan kehittää myös LV 216:n kaltaisten vaatimusten mukaisesti.^[3]

Valmiin kaapelin dielektrinen kestävyys, eristysvastus, lämpövanheneminen, kylmätaivutus, hankaus, repeytymiskestävyys, liekkien käyttäytyminen, nesteille altistuminen, suojan jatkuvuus ja mittojen vakaus tulee arvioida. Pelkästään raakasilikoniyhdisteen testaus ei voi todistaa, että koko suurjännitekaapeli on turvallinen.

Tarvitsetko silikonieristeisen korkeajännitteisen EV-kaapelinäytteen?

Lähetä jännite, virta, johtimen koko, kaapelin halkaisija, lämpötila-alue, suojausvaatimus, taivutussäde, liittimen malli ja vuositarve prototyypin tarkastukseen.

FAQ

Sopiiko silikonikumi 800V EV-kaapeleihin?

Kyllä, kun tarkka kaapelirakenne on suunniteltu ja validoitu ajoneuvon enimmäisjännitteen, -lämpötilan ja ympäristöolosuhteiden mukaan.

Miksi sähköajoneuvojen suurjännitekaapelit ovat oransseja?

Oranssia käytetään laajalti suurjännitepiirien tunnistamiseen. Pigmentti itsessään ei määritä eristyskykyä.

Onko silikonikaapeli joustavampi kuin muovieristeinen kaapeli?

Se voi olla yhdisteestä riippuen johtimen suunnittelusta, eristeen paksuudesta, suojasta ja ulkovaipasta.

Voiko silikonieristys estää jokaisen EV-kaapelin tulipalon?

Ei. Kaapelin turvallisuus riippuu myös johtimien koosta, liittimistä, sulakkeista, reitityksestä, liittimistä, virransäädöstä ja lämpösuojauksesta.

15 vuoden Automotive Wire Harness Engineering Review

15 vuoden autojen johdinsarjan kokemuksen perusteella suosittelen silikonieristeen arviointia yhdessä johtimen, suojuksen, liittimen, liittimen, tiivisteen ja ajoneuvon reitityksen kanssa. Paras EV-kaapeli ei ole vain pehmein tai kuumuutta kestävin kaapeli; se on kaapeli, joka pysyy sähköisesti ja mekaanisesti vakaana koko ajoneuvon todellisen käytön ajan.

Viralliset viittaukset

[1] Dow — SILASTIC HCE 70-8942U silikonikumi korkeajännitteiseen EV-kaapelin eristykseen

[2] Shin-Etsu Silicone — Silikonikumi autojen suurjännitekaapeleiden eristykseen

[3] ISO — ISO 19642-1:2023 Autojen kaapelisanasto ja suunnitteluohjeet

[4] Elkem — Silikonikumiratkaisut autojen akkukaapeleihin