שיפור בטיחות הרכב החשמלי: תפקידם של חומרי בידוד איירגל

עם התמיכה הממשלתית הגלובלית הגוברת בפיתוח רכבי אנרגיה חדשים, הייצור והמכירות של כלי רכב חשמליים היו עדים לצמיחה מהירה, מה שהוביל לתיעוש מואץ. עם זאת, בריחת תרמית נותרה חשש בטיחותי משמעותי עבור כלי רכב חשמליים, במיוחד בכל הנוגע לסוללות הליתיום-יון המשמשות כמקור הכוח שלהן. טעינת יתר עלולה להוביל לטמפרטורות גבוהות, וכתוצאה מכך לשריפות ופיצוצים. כדי להתמודד עם בעיה זו, חומרי בידוד airgel הופיעו כפתרון יעיל לשיפור הבטיחות של כלי רכב חשמליים.

היתרונות של חומרי בידוד Aerogel:

Aerogels מציעים מספר יתרונות מרכזיים, כולל מוליכות תרמית נמוכה, ביצועי בידוד מצוינים ואי-בעירה. בהשוואה לחומרי בידוד מסורתיים, אירוג'לים מספקים את אותה רמת יעילות בידוד עם רק 1/5 עד 1/3 מהעובי. תכונה זו של חיסכון במקום חיונית במיוחד עבור סוללות חשמל מכיוון שהיא מאפשרת שליטה וניהול תרמית משופרים, ביצועים משופרים וטמפרטורות יציבות יותר. חומרי בידוד איירגל משמשים כמחסומים בידודיים ועמידים בפני אש, ומספקים למשתמשים ולנוסעים זמן נוסף לפינוי וכיבוי שריפות.

יישומים של חומרי בידוד Aerogel בכלי רכב חשמליים:

חומרי בידוד Aerogel מוצאים יישום בהיבטים שונים של רכבי אנרגיה חדשים, כגון בידוד ועיכוב בעירה בין תאי הסוללה, בידוד ובלימת זעזועים בין מודולים ומארזים, שכבות הגנה חיצוניות מפני קור לקופסאות סוללות ושכבות בידוד בטמפרטורה גבוהה. בואו נתמקד ברפידות בידוד איירגל המשמשות לסוללות חשמל ונבחן את מדדי הביצועים העיקריים שלהן.

דרישות ביצועים לרפידות בידוד Aerogel:

על פי תקן T/CSTM 00193-2020 Group עבור רפידות בידוד Aerogel המשמשות בסוללות כוח ליתיום-יון, דרישות הביצועים העיקריות כוללות:

1. שיעור סטיית המסה: לא יעלה על 15%.

2. ביצועי בידוד תרמי: כיווץ מידות האורך והרוחב של המדגם לפני ואחרי הבדיקה לא יעלה על 3%. הטמפרטורה בצד הקר של הדגימה לא תעלה על 180 מעלות צלזיוס תוך 5 דקות מהבדיקה.

3. שריפה אנכית: צריכה לעמוד בדרישות רמת V0 המפורטות ב-GB/T 2408.

4. יחס דחיסה: לא צריך להיות פחות מ-35% בלחץ של 2 MPa.

5. חוזק מתיחה: צריך להיות לא פחות מ-500 kPa הן בכיוון האורך והן בכיוון הרוחב.

6. ביצועי בידוד: ההתנגדות התרמית של פני השטח צריכה להיות גדולה מ-500 MΩ, וזרם הדליפה צריך להיות פחות מ-1 mA.

7. חומרים מוגבלים: צריכים לעמוד בדרישות של הוראה 2011/65/EU.

8. עמידות להזדקנות: לאחר ההזדקנות, שיעור הנחתת חוזק המתיחה לא יעלה על 30%, ושיעור השונות של ממדי האורך והרוחב צריך להיות פחות מ-1%. ביצועי הבידוד התרמי צריכים לעמוד בדרישות המפורטות בטבלה.

השוואה עם חומרי בידוד מסורתיים:

חומרי בידוד נפוצים עבור סוללות חשמל כוללים קצף, קצף פלסטיק, צמר זכוכית עדין במיוחד, כותנה בעלת סיליקה גבוהה, לוחות בידוד ואקום וארוג'ל סיליקה. בהשוואה לרפידות בידוד מסורתיות, רפידות בידוד איירגל מציעות יתרונות כגון עיכוב בעירה, עמידות בטמפרטורה גבוהה, מוליכות תרמית נמוכה, ללא יצירת גזים רעילים, עמידות במים, עמידות בפני לחות, עמידות בפני זעזועים, קל משקל, עלות נמוכה ועובי דק.

המשמעות של חומרי בידוד איירגל:

כאשר מיושמת במודולי סוללת ליתיום-יון, המוליכות התרמית הנמוכה של רפידות בידוד איירגל חוסמת ביעילות את הפיזור המהיר של החום שנוצר במהלך טעינה ופריקה בקצב גבוה. במקרה של בריחה תרמית, רפידות הבידוד של האיירגל מספקות בידוד תרמי, מעכבות או מונעות תאונות. אם תאי הסוללה מתחממים יתר על המידה ומתלקחים, רפידות בידוד האירוג'ל, עם תכונותיהן הלא דליקות (העומדות בדרישות רמת A1), יכולות למעשה לחסום או לעכב את התפשטות האש. זה מבטיח שאריזת הסוללות תישאר לא דליקה ולא נפיצה למשך 5 דקות לפחות, ומספקת מספיק זמן לפינוי. לפיכך, רפידות בידוד איירגל ממלאות תפקיד חיוני בשיפור ביצועי הבטיחות של חבילות סוללות חדשות לרכבי אנרגיה.

מַסְקָנָה:

למרות העלות הגבוהה יותר, ביצועי הבטיחות המעולים של חומרי בידוד איירגל עולים על אלו של חומרי בידוד מסורתיים אחרים. הם מוכרים כבחירה האופטימלית עבור בידוד סוללות חשמל וחומרים מעכבי בעירה. ככל שחשיבות הבטיחות ברכבי אנרגיה חדשים ממשיכה לגדול, היישום של חומרי בידוד איירגל, במיוחד באוטובוסים חשמליים ומכוניות אנרגיה חדשות עם דרישות בטיחות גבוהות יותר, הוא ללא ספק האפשרות המועדפת. מומחים מעריכים כי המכירות העולמיות של רכבי אנרגיה חדשים יהוו שליש מסך מכירות הרכב עד שנת 2025, מה שמצביע על עתיד מבטיח לאירוגלים. ככל שסולם הייצור של חומרי אירוג'ל מתבגר ומתרחב, המחירים צפויים לרדת, מה שיוביל לחדירה מוגברת לשוק וליישום בתעשיית רכבי האנרגיה החדשה.