멜라민 폼은 EV 배터리 팩 절연에 적합합니까?

EV 배터리 팩 내부에 잘못된 폼을 사용하면 열 전달이 증가하고 습기를 흡수하며 고전압 부품이 손상되어 결국 전기 결함, 고객 불만 또는 차량 리콜이 발생할 수 있습니다.

가장 효과적인 솔루션은 검증된 열, 음향 및 2차 보호 영역에만 자동차 등급 멜라민 폼을 사용하는 것입니다. 오픈 셀 열경화성 구조는 가벼운 무게, 흡음, 단열 및 고유한 난연성을 제공합니다. 그러나 독립형 열 폭주 장벽으로 취급해서는 안 됩니다.

전기차 리튬이온 배터리팩. 이미지 출처: 미국 에너지부 대체 연료 데이터 센터 .

기존 폼이 EV 배터리 팩 고장을 일으킬 수 있는 이유는 무엇입니까?

녹거나, 수축하거나, 액체를 흡수하거나, 압축 회복력을 상실하는 저가형 폼은 ​​부스바 및 고전압 배선을 노출시켜 마모, 절연 경보, 단락 또는 팩 수준 오류를 유발할 수 있습니다.

올바른 해결책은 실제 기능, 환경 및 검증 기준에 따라 폼을 선택하는 것입니다. 엔지니어는 온도 저항, 가연성, 압축력, 수분 거동, 화학적 호환성, 진동, 청결도 및 접착 내구성을 평가해야 합니다. 차량 내부용으로 승인된 폼은 배터리 인클로저에 자동으로 적합하지 않습니다.

멜라민 폼이 EV 배터리 시스템에 유용한 이유는 무엇입니까?

두꺼운 단열재는 배터리 팩의 질량을 증가시키는 반면, 가연성 흡음 폼은 고전압 구성 요소 근처에 불필요한 화재 부하를 추가할 수 있습니다.

멜라민 폼은 흡음, 단열 및 난연성의 경량 조합을 제공합니다. BASF는 Basotect를 넓은 온도 범위에 걸쳐 가벼운 무게와 안정적인 물리적 특성을 지닌 유연한 개방형 열경화성 멜라민 수지 폼이라고 설명합니다.^[1] 이 물질은 녹아서 타는 물방울을 생성하는 대신 불꽃에 노출되면 탄화됩니다.

EV 배터리 팩에서 멜라민 폼은 어디에 사용해야 합니까?

셀 통풍구, 날카로운 모선, 지지되지 않는 케이블 또는 배수 채널에 폼을 설치하면 가스 방출을 방해하고 마모, 오염 또는 전기 간극 문제를 일으킬 수 있습니다.

더 안전한 해결책은 변환된 멜라민 폼을 제어된 2차 단열 및 NVH 영역에 배치하는 것입니다. 일반적인 응용 분야에는 배터리 커버 흡수 장치, 보호된 인클로저 공간, 냉각 덕트, 서비스 커버 및 팩과 차량 바닥 사이의 공간이 포함됩니다. 통풍 경로, 배수, 연면 거리, 케이블 굽힘 반경 및 커넥터 접근이 방해받지 않는 상태로 유지되어야 합니다.

멜라민 폼이 EV 배터리 열 폭주를 막을 수 있습니까?

표준 멜라민 폼을 완전한 열 폭주 차폐물로 처리하면 극심한 열, 화염, 입자 및 배기 가스가 인접한 셀이나 객실에 도달할 수 있습니다.

올바른 솔루션은 검증된 장벽, 제어된 환기, 팩 구조, 센서 및 배터리 관리 전략을 결합한 다층 보호 시스템입니다. 멜라민 폼은 정상적인 열 전달과 음향 소음을 줄일 수 있지만 열 폭주 보호에는 일반적으로 테스트된 운모, 세라믹, 에어로겔, 팽창성 또는 복합 장벽 시스템이 필요합니다. UL Solutions는 원자재 데이터 시트만으로는 재료 성능을 확인할 수 없기 때문에 셀에서 모듈 및 팩 수준으로의 전파를 평가합니다.^[3]

멜라민 폼은 어떻게 고전압 와이어 하네스를 보호할 수 있습니까?

EV 와이어 하네스와 배터리 인클로저 사이의 제어되지 않은 접촉은 절연을 통해 마모되고 간헐적인 오류를 일으키며 위험한 고전압 절연 경보를 유발할 수 있습니다.

승인된 클립, 도관, 채널 및 마모 슬리브가 주요 구속 시스템으로 유지되는 동안 성형된 멜라민 폼은 보조 딸랑이 방지 또는 분리 구성 요소로만 사용하십시오. 폼은 하네스 하중 전체를 지탱해서는 안 됩니다. 압축력, 케이블 이동, 가장자리 압력, 화학 물질 노출 및 열 순환 후 회복을 검증해야 합니다.

내습성을 지정해야 하는 이유는 무엇입니까?

처리되지 않은 오픈 셀 폼은 결로를 흡수하고, 크기를 변경하고, 무게를 늘리고, 터미널, 모선, 커넥터 및 전자 제어 장치 근처에 습기를 유입할 수 있습니다.

효과적인 해결책은 습한 배터리 환경에 대해 소수성 또는 소수성-소유성 처리를 지정하는 것입니다. BASF는 처리되지 않은 Basotect를 친수성으로 식별하고 재료를 발수성으로 만들 수 있는 함침 방법을 설명합니다.^[1] 습기노화 후 수분 흡수, 건조 거동, 이온 오염, 치수 변화, 접착력 등을 확인해야 합니다.

접착제가 폼만큼 중요한 이유는 무엇입니까?

부적합한 접착제로 접착된 방염 폼은 진동 중에 분리되거나, 환기 경로를 막거나, 전기 접점을 오염시키거나, 최종 조립 화재 테스트에 실패할 수 있습니다.

해결책은 폼, 페이싱, 접착제, 이형 라이너 및 배터리 기판을 하나의 완전한 재료 시스템으로 검증하는 것입니다. 열 노화, 습도, 진동 및 유체 노출 후 알루미늄, 코팅 강철 및 엔지니어링 플라스틱의 접착력을 확인해야 합니다. 폼만 테스트하는 것은 일반적이고 비용이 많이 드는 사양 실수입니다.

EV 배터리 멜라민 폼은 어떤 테스트를 통과해야 합니까?

공급업체 데이터 시트에만 의존하면 재료가 입고 검사를 통과할 수 있지만 차량 진동, 화재 노출, 침수, 열 충격 또는 팩 남용 테스트에서는 실패할 수 있습니다.

해결책은 대상 배터리 어셈블리 내에서 완성된 변환 구성 요소를 검증하는 것입니다. 관련 프로그램에는 차량 및 시장에 따라 UL 2580, IEC 62660-3, SAE J2464, SAE J2929, GB 38031, UN 38.3 및 UNECE R100이 포함될 수 있습니다.^[3][4]

구매자는 멜라민 폼 공급업체에 어떤 정보를 보내야 합니까?

길이, 너비, 두께만 요청하면 밀도, 압축력, 접착력, 습기 처리 또는 난연성 성능이 잘못될 수 있습니다.

가장 좋은 솔루션은 기능 기반의 사양과 대표적인 애플리케이션 정보를 제공하는 것입니다. 구매자는 작동 온도, 설치 위치, 기판, 압축 범위, 표적 화재 테스트, 습기 노출, 유체 노출, 연간 볼륨, 도면 공차 및 필요한 샘플 치수를 보내야 합니다.

툴링 전에 재료 평가가 필요합니까? 배터리 팩 도면, 온도 범위, 폼 두께, 접착제 요구 사항 및 목표 표준을 보내십시오. 대량 생산 승인 전에 압축, 적합, 적층 및 조립 테스트를 위해 작은 샘플을 준비할 수 있습니다.

엔지니어는 EV 배터리 멜라민 폼에 대해 무엇을 묻나요?

멜라민 폼은 전기적으로 절연성이 있나요?

모든 폼 등급이 인증된 유전체 보호를 제공한다고 가정하면 안전하지 않은 전기 공간 확보 결정이 내려질 수 있습니다.

정확한 등급의 전기 데이터를 사용하고 습도 및 오염 조건에서 전체 구성 요소를 테스트하십시오. 멜라민 폼은 일반적인 사용 시 비전도성이 있을 수 있지만 검증 없이 인증된 전기 장벽을 대체해서는 안 됩니다.

멜라민폼은 방수인가요?

처리되지 않은 오픈 셀 멜라민 폼은 습기가 많은 배터리 환경에서 물을 흡수하고 크기가 바뀔 수 있습니다.

응축이나 액체 노출이 가능한 곳에는 소수성 처리 또는 적절한 보호 표면을 지정하십시오. 완성된 부품은 침지, 습도 노화 및 건조 후에 테스트해야 합니다.

멜라민 폼이 배터리 셀에 닿을 수 있나요?

셀에 직접 설치하면 팽창 허용, 냉각, 환기 또는 열 전파 제어를 방해할 수 있습니다.

배터리 설계자의 승인을 받고 셀, 모듈 및 팩 검증을 완료한 후에만 직접 셀 접촉을 사용하십시오. 일반적으로 고위험 셀 영역 주변에는 제어된 간격과 전용 열 장벽이 필요합니다.

멜라민 폼은 어떤 온도를 견딜 수 있나요?

일반적인 온도 요구 사항에서 재료를 선택하면 최종 라미네이트에서 수축 또는 성능 손실이 발생할 수 있습니다.

정확한 폼, 접착제 및 외장 조합의 연속 및 단기 온도 한계를 확인하십시오. BASF는 특정 자동차 Basotect 등급이 최대 약 240°C의 온도에서 NVH 특성을 유지할 수 있다고 보고하지만 이것이 열 폭주 저항을 나타내지는 않습니다.^[2]

폴리우레탄 폼보다 멜라민 폼이 더 좋나요?

자재명만 선택하면 불필요한 비용이 발생하거나 화재, 음향, 습기 성능이 부적절할 수 있습니다.

지원 요건과 정확한 등급을 비교하세요. 멜라민 폼은 가벼운 무게, 흡음 및 화염 거동을 위해 선호되는 반면, 폴리우레탄은 다양한 밀봉, 탄력성 및 비용 이점을 제공할 수 있습니다.

와이어 하니스 전문가가 EV 배터리 폼을 검토해야 하는 이유는 무엇입니까?

케이블 라우팅, 커넥터 액세스, 클립 고정, 마모 및 고전압 공간 확보를 무시하는 폼 설계는 단순한 NVH 구성 요소를 심각한 전기 신뢰성 위험으로 만들 수 있습니다.

해결책은 툴링을 출시하기 전에 폼과 와이어 하네스를 하나의 통합 배터리 팩 시스템으로 검토하는 것입니다. 15년간의 자동차 와이어 하니스 경험을 바탕으로 케이블 이동, 모서리 접촉, 커넥터 서비스 용이성, 압축 하중, 습기 경로 및 생산 허용 오차 등 재료에 대한 검토에서 자주 벗어나는 사항에 중점을 둡니다.

나의 전문적인 규칙은 간단합니다. 최고의 EV 배터리 절연재는 데이터 시트가 가장 긴 소재가 아니라 절단, 적층, 조립, 진동, 노화 및 실제 차량 사용 후에도 안전하게 유지되는 소재입니다.

15년간의 자동차 와이어 하니스 애플리케이션 검토

실용적인 재료 검토 또는 샘플 권장 사항을 위해 도면, 적용 온도, 대상 두께, 접착제 요구 사항, 연간 수요 및 검증 표준을 공유하십시오.

신뢰할 수 있는 참고자료

[1] BASF — Basotect 멜라민 수지 폼 특성 및 가공

[2] BASF — 자동차용 Basotect 멜라민 폼 애플리케이션

[3] UL 솔루션 — EV 배터리 남용, 화재, 열 및 성능 테스트

[4] UNECE — UN 규정 No. 100 개정 3

[5] 미국 에너지부 — 전기 자동차용 배터리