Повећање безбедности електричних возила: Улога изолационих материјала од аерогела

Са све већом подршком глобалне владе развоју нових енергетских возила, производња и продаја електричних возила су сведоци брзог раста, што је довело до убрзане индустријализације. Међутим, топлотни одлазак остаје значајан безбедносни проблем за електрична возила, посебно у погледу литијум-јонских батерија које се користе као њихов извор енергије. Прекомерно пуњење може довести до високих температура, што доводи до пожара и експлозија. Да би се решио овај проблем, аерогел изолациони материјали су се појавили као ефикасно решење за повећање безбедности електричних возила.

Предности аерогел изолационих материјала:

Аерогелови нуде неколико кључних предности, укључујући ниску топлотну проводљивост, одличне перформансе изолације и незапаљивост. У поређењу са традиционалним изолационим материјалима, аерогелови пружају исти ниво ефикасности изолације са само 1/5 до 1/3 дебљине. Овај атрибут који штеди простор је посебно важан за батерије за напајање јер омогућава побољшану контролу и управљање топлотом, побољшане перформансе и стабилније температуре. Аерогел изолациони материјали делују као изолациона и ватроотпорна баријера, пружајући корисницима и путницима додатно време за евакуацију и гашење пожара.

Примена аерогел изолационих материјала у електричним возилима:

Аерогел изолациони материјали налазе примену у различитим аспектима нових енергетских возила, као што су изолација и отпорност на пламен између ћелија батерије, изолација и апсорпција удара између модула и кућишта, спољни слојеви за заштиту од хладноће за кутије за батерије и слојеви изолације при високим температурама. Хајде да се фокусирамо на аерогел изолационе јастучиће који се користе за батерије и испитамо њихове кључне показатеље перформанси.

Захтеви за перформансе за аерогел изолационе јастучиће:

Према стандарду групе Т/ЦСТМ 00193-2020 за аерогел изолационе јастучиће који се користе у литијум-јонским батеријама, главни захтеви за перформансе укључују:

1. Стопа одступања масе: Не би требало да прелази 15%.

2. Перформансе топлотне изолације: Скупљање димензија дужине и ширине узорка пре и после испитивања не би требало да прелази 3%. Температура на хладној страни узорка не би требало да пређе 180°Ц у року од 5 минута од теста.

3. Вертикално сагоревање: треба да испуњава захтеве нивоа В0 наведене у ГБ/Т 2408.

4. Однос компресије: Не би требало да буде мањи од 35% под притиском од 2 МПа.

5. Затезна чврстоћа: не би требало да буде мања од 500 кПа у правцу дужине и ширине.

6. Перформансе изолације: Површински топлотни отпор треба да буде већи од 500 МΩ, а струја цурења треба да буде мања од 1 мА.

7. Ограничене супстанце: треба да буду у складу са захтевима Директиве 2011/65/ЕУ.

8. Отпорност на старење: Након старења, стопа слабљења затезне чврстоће не би требало да прелази 30%, а стопа варијације димензија дужине и ширине треба да буде мања од 1%. Перформансе топлотне изолације треба да испуњавају захтеве наведене у табели.

Поређење са традиционалним изолационим материјалима:

Уобичајени изолациони материјали за електричне батерије укључују пену, пластичну пену, ултра-фину стаклену вуну, памук са високим садржајем силицијум-диоксида, вакуумске изолационе плоче и силицијумски аерогел. У поређењу са традиционалним изолационим јастучићима, аерогел изолациони јастучићи нуде предности као што су отпорност на пламен, отпорност на високе температуре, ниска топлотна проводљивост, без стварања токсичних гасова, водоотпорност, отпорност на влагу, отпорност на ударце, мала тежина, ниска цена и танка дебљина.

Значај аерогел изолационих материјала:

Када се примењује у модулима литијум-јонских батерија, ниска топлотна проводљивост аерогел изолационих јастучића ефикасно блокира брзу дифузију топлоте која се ствара током пуњења и пражњења велике брзине. У случају топлотног одступања, аерогел изолациони јастучићи обезбеђују топлотну изолацију, одлажући или спречавајући незгоде. Ако се ћелије батерије прегреју и запале, аерогел изолациони јастучићи, са својим незапаљивим својствима (у складу са захтевима нивоа А1), могу ефикасно блокирати или одложити ширење ватре. Ово осигурава да батерија остане незапаљива и неексплозивна најмање 5 минута, пружајући довољно времена за евакуацију. Стога, аерогел изолациони јастучићи играју виталну улогу у побољшању безбедносних перформанси нових енергетских батерија за возила.

Закључак:

Упркос вишој цени, супериорне безбедносне перформансе аерогел изолационих материјала надмашују оне других традиционалних изолационих материјала. Препознати су као оптималан избор за изолацију енергетских батерија и материјале отпорне на пламен. Како важност безбедности у возилима са новом енергијом наставља да расте, примена аерогел изолационих материјала, посебно у електричним аутобусима и врхунским новим енергетским аутомобилима са вишим безбедносним захтевима, је несумњиво пожељна опција. Стручњаци процењују да ће глобална продаја нових енергетских возила чинити једну трећину укупне продаје возила до 2025. године, што указује на обећавајућу будућност за аерогелове. Како обим производње аерогел материјала сазрева и шири, очекује се да ће се цене смањити, што ће довести до повећаног продора на тржиште и примене у индустрији нових енергетских возила.