Wyświetlenia: 0 Autor: Edytor witryny Czas publikacji: 2023-12-13 Pochodzenie: Strona
Wraz ze wzrostem wsparcia rządu światowego na rzecz rozwoju nowych pojazdów energetycznych, produkcja i sprzedaż pojazdów elektrycznych odnotowała szybki wzrost, co doprowadziło do przyspieszonej industrializacji. Jednakże niestabilność cieplna pozostaje poważnym problemem dotyczącym bezpieczeństwa pojazdów elektrycznych, zwłaszcza w odniesieniu do akumulatorów litowo-jonowych wykorzystywanych jako źródło zasilania. Przeładowanie może prowadzić do wysokich temperatur, co może skutkować pożarem i eksplozją. Aby rozwiązać ten problem, skutecznym rozwiązaniem zwiększającym bezpieczeństwo pojazdów elektrycznych okazały się aerożelowe materiały izolacyjne.
Zalety materiałów izolacyjnych aerożelu:
Aerożele oferują kilka kluczowych korzyści, w tym niską przewodność cieplną, doskonałe właściwości izolacyjne i niepalność. W porównaniu z tradycyjnymi materiałami izolacyjnymi, aerożele zapewniają ten sam poziom skuteczności izolacji przy zaledwie 1/5 do 1/3 grubości. Ta cecha oszczędzająca miejsce jest szczególnie istotna w przypadku akumulatorów zasilających, ponieważ umożliwia lepszą kontrolę i zarządzanie temperaturą, lepszą wydajność i bardziej stabilne temperatury. Aerożelowe materiały izolacyjne działają jak bariery izolacyjne i ognioodporne, zapewniając użytkownikom i pasażerom dodatkowy czas na ewakuację i ugaszenie pożarów.
Zastosowania aerożelowych materiałów izolacyjnych w pojazdach elektrycznych:
Aerożelowe materiały izolacyjne znajdują zastosowanie w różnych aspektach nowych pojazdów energetycznych, takich jak izolacja i zmniejszanie palności pomiędzy ogniwami akumulatorów, izolacja i amortyzacja pomiędzy modułami i obudowami, zewnętrzne warstwy chroniące przed zimnem dla skrzynek akumulatorowych oraz warstwy izolacyjne wysokotemperaturowe. Skupmy się na aerożelowych podkładkach izolacyjnych stosowanych w akumulatorach zasilających i zbadajmy ich kluczowe wskaźniki wydajności.
Wymagania eksploatacyjne dla podkładek izolacyjnych z aerożelu:
Zgodnie z normą grupową T/CSTM 00193-2020 dotyczącą aerożelowych podkładek izolacyjnych stosowanych w akumulatorach litowo-jonowych, główne wymagania eksploatacyjne obejmują:
1. Współczynnik odchylenia masy: nie powinien przekraczać 15%.
2. Właściwości termoizolacyjne: Skurcz długości i szerokości próbki przed i po badaniu nie powinien przekraczać 3%. Temperatura po zimnej stronie próbki nie powinna przekraczać 180°C w ciągu 5 minut od badania.
3. Spalanie pionowe: powinno spełniać wymagania poziomu V0 określone w GB/T 2408.
4. Stopień sprężania: Nie powinien być mniejszy niż 35% pod ciśnieniem 2 MPa.
5. Wytrzymałość na rozciąganie: powinna wynosić nie mniej niż 500 kPa zarówno w kierunku długości, jak i szerokości.
6. Wydajność izolacji: Rezystancja cieplna powierzchni powinna być większa niż 500 MΩ, a prąd upływowy powinien być mniejszy niż 1 mA.
7. Substancje objęte ograniczeniami: Powinny spełniać wymagania dyrektywy 2011/65/UE.
8. Odporność na starzenie: Po starzeniu współczynnik tłumienia wytrzymałości na rozciąganie nie powinien przekraczać 30%, a współczynnik zmienności wymiarów długości i szerokości powinien być mniejszy niż 1%. Właściwości termoizolacyjne powinny odpowiadać wymaganiom podanym w tabeli.
Porównanie z tradycyjnymi materiałami izolacyjnymi:
Powszechnie stosowane materiały izolacyjne do akumulatorów obejmują piankę, piankę z tworzywa sztucznego, bardzo drobną wełnę szklaną, bawełnę o wysokiej zawartości krzemionki, próżniowe panele izolacyjne i aerożel krzemionkowy. W porównaniu z tradycyjnymi podkładkami izolacyjnymi, podkładki izolacyjne z aerożelu oferują takie zalety, jak ognioodporność, odporność na wysoką temperaturę, niskie przewodnictwo cieplne, brak wytwarzania toksycznych gazów, wodoodporność, odporność na wilgoć, odporność na wstrząsy, lekkość, niski koszt i niewielka grubość.
Znaczenie materiałów izolacyjnych aerożelu:
W przypadku zastosowania w modułach akumulatorów litowo-jonowych niska przewodność cieplna aerożelowych podkładek izolacyjnych skutecznie blokuje szybką dyfuzję ciepła wytwarzanego podczas szybkiego ładowania i rozładowywania. W przypadku ucieczki termicznej podkładki izolacyjne z aerożelu zapewniają izolację termiczną, opóźniając lub zapobiegając wypadkom. W przypadku przegrzania i zapalenia ogniw akumulatora, aerożelowe podkładki izolacyjne dzięki swoim właściwościom niepalnym (spełniającym wymagania poziomu A1) mogą skutecznie zablokować lub opóźnić rozprzestrzenianie się ognia. Dzięki temu akumulator pozostaje niepalny i niewybuchowy przez co najmniej 5 minut, co zapewnia wystarczający czas na ewakuację. Zatem aerożelowe podkładki izolacyjne odgrywają kluczową rolę w zwiększaniu bezpieczeństwa nowych zestawów akumulatorów do pojazdów energetycznych.
Wniosek:
Pomimo wyższych kosztów, doskonałe parametry bezpieczeństwa aerożelowych materiałów izolacyjnych przewyższają inne tradycyjne materiały izolacyjne. Są uznawane za optymalny wybór ze względu na izolację akumulatorów i materiały ognioodporne. Ponieważ znaczenie bezpieczeństwa w pojazdach nowych źródeł energii stale rośnie, niewątpliwie preferowaną opcją jest zastosowanie aerożelowych materiałów izolacyjnych, szczególnie w autobusach elektrycznych i wysokiej klasy nowych samochodach energetycznych o wyższych wymaganiach bezpieczeństwa. Eksperci szacują, że do 2025 r. globalna sprzedaż pojazdów wykorzystujących nowe źródła energii będzie stanowić jedną trzecią całkowitej sprzedaży pojazdów, co wskazuje na obiecującą przyszłość dla aerożeli. W miarę dojrzewania i rozszerzania skali produkcji materiałów aerożelowych oczekuje się spadku cen, co doprowadzi do zwiększonej penetracji rynku i zastosowania w nowym przemyśle pojazdów energetycznych.
