Amélioration de la sécurité des véhicules électriques: le rôle des matériaux d'isolation aérogel

Avec l'augmentation du soutien du gouvernement mondial pour le développement de nouveaux véhicules énergétiques, la production et les ventes de véhicules électriques ont connu une croissance rapide, conduisant à une industrialisation accélérée. Cependant, la fuite thermique reste un problème de sécurité significatif pour les véhicules électriques, en particulier en ce qui concerne les batteries lithium-ion utilisées comme source d'alimentation. La surcharge peut entraîner des températures élevées, entraînant des incendies et des explosions. Pour résoudre ce problème, les matériaux d'isolation aérogel sont devenus une solution efficace pour améliorer la sécurité des véhicules électriques.

Avantages des matériaux d'isolation aérogel:

Les aérogels offrent plusieurs avantages clés, notamment une faible conductivité thermique, d'excellentes performances d'isolation et de non-combustibilité. Par rapport aux matériaux d'isolation traditionnels, les aérogels offrent le même niveau d'efficacité de l'isolation avec seulement 1/5 à 1/3 de l'épaisseur. Cet attribut d'économie d'espace est particulièrement crucial pour les batteries de puissance car elle permet un contrôle et une gestion thermiques améliorés, des performances améliorées et des températures plus stables. Les matériaux d'isolation aérogel agissent comme des obstacles à l'isolation et résistants au feu, fournissant aux utilisateurs et aux passagers un temps supplémentaire pour évacuer et éteindre les incendies.

Applications des matériaux d'isolation aérogel dans les véhicules électriques:

Les matériaux d'isolation aérogel trouvent l'application dans divers aspects des nouveaux véhicules énergétiques, tels que l'isolation et le retard de flamme entre les cellules de la batterie, l'isolation et l'absorption des chocs entre les modules et les boîtiers, les couches de protection contre le froid externes pour les boîtes de batterie et les couches d'isolation à haute température. Concentrons-nous sur les coussinets d'isolation Airgel utilisés pour les batteries d'alimentation et examinons leurs principaux indicateurs de performance.

Exigences de performance pour les coussinets d'isolation aérogel:

Selon la norme du groupe T / CSTM 00193-2020 pour les coussinets d'isolation aérogel utilisés dans les batteries au lithium-ion, les principales exigences de performance comprennent:

1. Taux d'écart de masse: ne doit pas dépasser 15%.

2. Performance d'isolation thermique: Le retrait de la longueur et de la largeur de l'échantillon avant et après le test ne doit pas dépasser 3%. La température du côté froid de l'échantillon ne doit pas dépasser 180 ° C dans les 5 minutes suivant le test.

3. Brûlement vertical: devrait répondre aux exigences de niveau V0 spécifiées dans GB / T 2408.

4. Ratio de compression: ne devrait pas être inférieur à 35% sous une pression de 2 MPa.

5. Force de traction: ne devrait pas être inférieure à 500 kPa dans les directions de longueur et de largeur.

6. Performance d'isolation: La résistance thermique de surface doit être supérieure à 500 MΩ et le courant de fuite doit être inférieur à 1 mA.

7. Substances restreintes: devrait se conformer aux exigences de la directive 2011/65 / UE.

8. Résistance au vieillissement: Après le vieillissement, le taux d'atténuation de la résistance à la traction ne doit pas dépasser 30% et le taux de variation des dimensions de longueur et de largeur doit être inférieur à 1%. Les performances d'isolation thermique doivent répondre aux exigences spécifiées dans le tableau.

Comparaison avec les matériaux d'isolation traditionnels:

Les matériaux d'isolation couramment utilisés pour les batteries de puissance comprennent la mousse, la mousse en plastique, la laine de verre ultra-fin, le coton à haute silice, les panneaux d'isolation sous vide et l'aérogel de silice. Par rapport aux coussinets d'isolation traditionnels, les coussinets d'isolation aérogel offrent des avantages tels que le retard de flamme, la résistance à haute température, la faible conductivité thermique, la génération de gaz toxique, la résistance à l'eau, la résistance à l'humidité, la résistance aux chocs, le léger, le faible coût et l'épaisseur mince.

Signification des matériaux d'isolation aérogel:

Lorsqu'elle est appliquée dans des modules de batterie au lithium-ion, la faible conductivité thermique des coussinets d'isolation aérogel bloque efficacement la diffusion rapide de la chaleur générée pendant la charge et la décharge à haut débit. En cas de fuite thermique, les coussinets d'isolation aérogel fournissent une isolation thermique, retardant ou prévention des accidents. Si les cellules de la batterie sont surchauffées et prennent feu, les coussinets d'isolation Airgel, avec leurs propriétés non incombustibles (se conforment aux exigences de niveau A1), peuvent bloquer efficacement la propagation du feu. Cela garantit que la batterie reste non inflammable et non explosive pendant au moins 5 minutes, ce qui donne suffisamment de temps pour l'évacuation. Ainsi, les coussinets d'isolation Airgel jouent un rôle vital dans l'amélioration des performances de sécurité des nouveaux packs de batterie d'alimentation de véhicules énergétiques.

Conclusion:

Malgré le coût plus élevé, les performances de sécurité supérieures des matériaux d'isolation aérogel l'emportent sur celle des autres matériaux d'isolation traditionnels. Ils sont reconnus comme le choix optimal pour l'isolation de la batterie d'alimentation et les matériaux issus de la flamme. Alors que l'importance de la sécurité dans les nouveaux véhicules énergétiques continue de croître, l'application de matériaux d'isolation aérogel, en particulier dans les bus électriques et les nouvelles voitures d'énergie haut de gamme avec des exigences de sécurité plus élevées, est sans aucun doute l'option préférée. Les experts estiment que les ventes mondiales de nouveaux véhicules énergétiques représenteront un tiers du total des ventes de véhicules d'ici 2025, indiquant un avenir prometteur pour les aérogels. À mesure que l'échelle de production des matériaux AirGel mûrit et se développe, les prix devraient diminuer, entraînant une pénétration et une application accrues du marché dans l'industrie des nouveaux véhicules énergétiques.