Verbetering van de veiligheid van elektrische voertuigen: de rol van airgelisolatiematerialen

Met de toenemende wereldwijde overheidssteun voor de ontwikkeling van nieuwe energievoertuigen, zijn de productie en verkoop van elektrische voertuigen getuige geweest van een snelle groei, wat leidt tot versnelde industrialisatie. Thermische wegloper blijft echter een aanzienlijke veiligheidsproblemen voor elektrische voertuigen, vooral met betrekking tot de lithium-ionbatterijen die als hun stroombron worden gebruikt. Overladen kan leiden tot hoge temperaturen, wat resulteert in branden en explosies. Om dit probleem aan te pakken, zijn airgelisolatiematerialen naar voren gekomen als een effectieve oplossing voor het verbeteren van de veiligheid van elektrische voertuigen.

Voordelen van airgelisolatiematerialen:

Aerogels bieden verschillende belangrijke voordelen, waaronder lage thermische geleidbaarheid, uitstekende isolatieprestaties en niet-combinatie. In vergelijking met traditionele isolatiematerialen bieden aerogels hetzelfde niveau van isolatie -effectiviteit met slechts 1/5 tot 1/3 van de dikte. Dit ruimtebesparende kenmerk is met name cruciaal voor stroombatterijen, omdat het verbeterde thermische controle en beheer, verbeterde prestaties en stabielere temperaturen mogelijk maakt. Airgel-isolatiematerialen fungeren als isolatie en brandweerbarrières, die gebruikers en passagiers extra tijd bieden om branden te evacueren en te blussen.

Toepassingen van airgelisolatiematerialen in elektrische voertuigen:

Airgelisolatiematerialen vinden toepassing in verschillende aspecten van nieuwe energievoertuigen, zoals isolatie en vlamvertraging tussen batterijcellen, isolatie en schokabsorptie tussen modules en omhulsels, externe koude beschermingslagen voor batterijboxen en isolatielagen met hoge temperatuur. Laten we ons concentreren op airgelisolatiekussens die worden gebruikt voor stroombatterijen en hun belangrijkste prestatie -indicatoren onderzoeken.

Prestatievereisten voor airgelisolatiekussentjes:

Volgens de T/CSTM 00193-2020-groepsnorm voor airgelisolatiekussens die worden gebruikt in lithium-ionen stroombatterijen, zijn de belangrijkste prestatievereisten:

1. Massafwijkingspercentage: mag niet hoger zijn dan 15%.

2. Thermische isolatieprestaties: de krimp van de lengte- en breedtedimensies van het monster voor en na de test mag niet hoger zijn dan 3%. De temperatuur aan de koude zijde van het monster mag niet binnen 5 minuten na de test groter zijn dan 180 ° C.

3. Verticale verbranding: moet voldoen aan de V0 -niveau -eisen die zijn gespecificeerd in GB/T 2408.

4. Compressieverhouding: mag niet minder zijn dan 35% onder een druk van 2 MPa.

5. Trekkingssterkte: moet niet minder zijn dan 500 kPa in zowel de lengte- als de breedte -richtingen.

6. Isolatieprestaties: oppervlaktethermische weerstand moet groter zijn dan 500 MΩ en de lekstroom moet minder zijn dan 1 mA.

7. Beperkte stoffen: moeten voldoen aan de vereisten van richtlijn 2011/65/EU.

8. Verouderingsweerstand: na veroudering mag de treksterkte verzwakking niet groter zijn dan 30%, en de variatiepercentage van de lengte en breedtedimensies moet minder zijn dan 1%. De thermische isolatieprestaties moeten voldoen aan de vereisten die in de tabel zijn gespecificeerd.

Vergelijking met traditionele isolatiematerialen:

Veelgebruikte isolatiematerialen voor stroombatterijen zijn schuim, plastic schuim, ultraslagglaswol, hoog-silica katoen, vacuümisolatiepanelen en silica airgel. In vergelijking met traditionele isolatiekussens bieden airgelisolatiekussentjes voordelen zoals vlamvertraging, weerstand van hoge temperatuur, lage thermische geleidbaarheid, geen giftige gasopwekking, waterweerstand, vochtweerstand, schokweerstand, lichtgewicht, lage kosten en dunne dikte.

Betekenis van airgelisolatiematerialen:

Wanneer toegepast in de batterijmodules van de lithium-ionenvermogen, blokkeert de lage thermische geleidbaarheid van airgelisolatiekussens effectief de snelle diffusie van warmte die wordt gegenereerd tijdens het opladen en ontladen van hoge snelheden. In het geval van thermische wegloper bieden de airgelisolatiekussens thermische isolatie, het vertragen of voorkomen van ongevallen. Als de batterijcellen oververhit raken en brand vangen, kunnen de airgelisolatiekussentjes, met hun niet-combineerbare eigenschappen (die voldoen aan a1-niveau-vereisten), de verspreiding van brand effectief blokkeren of vertragen. Dit zorgt ervoor dat het batterijpakket minimaal 5 minuten niet-ontvlambaar en niet-explosief blijft, waardoor voldoende tijd is voor evacuatie. Aldus spelen airgelisolatiekussentjes een cruciale rol bij het verbeteren van de veiligheidsprestaties van nieuwe energiebatterijen voor energievoeriën.

Conclusie:

Ondanks de hogere kosten weegt de superieure veiligheidsprestaties van airgelisolatiematerialen zwaarder dan die van andere traditionele isolatiematerialen. Ze worden herkend als de optimale keuze voor vermogensbatterijisolatie en vlamvertragende materialen. Omdat het belang van de veiligheid in nieuwe energievoertuigen blijft groeien, is de toepassing van airgelisolatiematerialen, met name in elektrische bussen en hoogwaardige nieuwe energieauto's met hogere veiligheidseisen, ongetwijfeld de voorkeursoptie. Experts schatten dat de wereldwijde verkoop van nieuwe energievoertuigen tegen 2025 een derde van de totale verkoop van voertuigen zal uitmaken, wat een veelbelovende toekomst voor aerogels aangeeft. Naarmate de productieschaal van airgelmaterialen rijpt en uitbreidt, zullen de prijzen naar verwachting dalen, wat leidt tot verhoogde marktpenetratie en toepassing in de nieuwe energievoertuigindustrie.