การเพิ่มความปลอดภัยของยานพาหนะไฟฟ้า: บทบาทของวัสดุฉนวนแอโรเจล

ด้วยการสนับสนุนจากรัฐบาลทั่วโลกที่เพิ่มขึ้นสำหรับการพัฒนารถยนต์พลังงานใหม่ การผลิตและการขายรถยนต์ไฟฟ้าจึงมีการเติบโตอย่างรวดเร็ว ซึ่งนำไปสู่การเร่งตัวของอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม การหนีความร้อนยังคงเป็นข้อกังวลด้านความปลอดภัยที่สำคัญสำหรับยานพาหนะไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้เป็นแหล่งพลังงาน การอัดประจุมากเกินไปอาจนำไปสู่อุณหภูมิสูง ส่งผลให้เกิดเพลิงไหม้และการระเบิด เพื่อแก้ไขปัญหานี้ วัสดุฉนวนแอโรเจลจึงกลายเป็นโซลูชั่นที่มีประสิทธิภาพในการเพิ่มความปลอดภัยของยานพาหนะไฟฟ้า

ข้อดีของวัสดุฉนวน Airgel:

แอโรเจลให้ประโยชน์หลักหลายประการ เช่น การนำความร้อนต่ำ ประสิทธิภาพของฉนวนที่ดีเยี่ยม และการไม่ติดไฟ เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุฉนวนแบบดั้งเดิม แอโรเจลให้ประสิทธิภาพของฉนวนในระดับเดียวกันโดยมีความหนาเพียง 1/5 ถึง 1/3 เท่านั้น คุณลักษณะการประหยัดพื้นที่นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อแบตเตอรี่พลังงาน เนื่องจากช่วยให้การควบคุมและการจัดการความร้อนดีขึ้น ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น และอุณหภูมิที่เสถียรยิ่งขึ้น วัสดุฉนวนของ Airgel ทำหน้าที่เป็นฉนวนและอุปสรรคในการทนไฟ ทำให้ผู้ใช้และผู้โดยสารมีเวลาเพิ่มเติมในการอพยพและดับไฟ

การใช้วัสดุฉนวน Airgel ในยานพาหนะไฟฟ้า:

วัสดุฉนวนของ Airgel พบการประยุกต์ใช้ในแง่มุมต่างๆ ของยานพาหนะพลังงานใหม่ เช่น ฉนวนและสารหน่วงไฟระหว่างเซลล์แบตเตอรี่ ฉนวนและการดูดซับแรงกระแทกระหว่างโมดูลและเคส ชั้นป้องกันความเย็นภายนอกสำหรับกล่องแบตเตอรี่ และชั้นฉนวนที่มีอุณหภูมิสูง เรามาเน้นที่แผ่นฉนวนแอโรเจลที่ใช้สำหรับแบตเตอรี่ให้พลังงาน และตรวจสอบตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลัก

ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับแผ่นฉนวน Airgel:

ตามมาตรฐานกลุ่ม T/CSTM 00193-2020 สำหรับแผ่นฉนวน Airgel ที่ใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพหลัก ได้แก่:

1. อัตราเบี่ยงเบนมวล: ไม่ควรเกิน 15%

2. ประสิทธิภาพของฉนวนความร้อน: การหดตัวของขนาดความยาวและความกว้างของตัวอย่างก่อนและหลังการทดสอบไม่ควรเกิน 3% อุณหภูมิด้านเย็นของตัวอย่างไม่ควรเกิน 180°C ภายใน 5 นาทีของการทดสอบ

3. การเผาไหม้ในแนวตั้ง: ควรเป็นไปตามข้อกำหนดระดับ V0 ที่ระบุใน GB/T 2408

4. อัตราส่วนกำลังอัด: ไม่ควรน้อยกว่า 35% ภายใต้ความดัน 2 MPa

5. ความต้านแรงดึง: ควรมีค่าไม่น้อยกว่า 500 kPa ทั้งในทิศทางความยาวและความกว้าง

6. ประสิทธิภาพของฉนวน: ความต้านทานความร้อนพื้นผิวควรมากกว่า 500 MΩ และกระแสรั่วไหลควรน้อยกว่า 1 mA

7. สารจำกัด: ควรปฏิบัติตามข้อกำหนดของ Directive 2011/65/EU

8. ความต้านทานต่ออายุ: หลังจากอายุแล้ว อัตราการลดทอนกำลังรับแรงดึงไม่ควรเกิน 30% และอัตราการเปลี่ยนแปลงของขนาดความยาวและความกว้างควรน้อยกว่า 1% ประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนควรเป็นไปตามข้อกำหนดที่ระบุในตาราง

เปรียบเทียบกับวัสดุฉนวนแบบดั้งเดิม:

วัสดุฉนวนที่ใช้กันทั่วไปสำหรับแบตเตอรี่พลังงาน ได้แก่ โฟม โฟมพลาสติก ใยแก้วเนื้อละเอียดพิเศษ คอตตอนซิลิกาสูง แผงฉนวนสุญญากาศ และซิลิกาแอโรเจล เมื่อเปรียบเทียบกับแผ่นฉนวนแบบดั้งเดิม แผ่นฉนวนแอโรเจลมีข้อดี เช่น การหน่วงไฟ ทนต่ออุณหภูมิสูง การนำความร้อนต่ำ ไม่มีการสร้างก๊าซพิษ ทนน้ำ ทนความชื้น ทนแรงกระแทก น้ำหนักเบา ต้นทุนต่ำ และความหนาบาง

ความสำคัญของวัสดุฉนวน Airgel:

เมื่อนำไปใช้กับโมดูลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ค่าการนำความร้อนต่ำของแผ่นฉนวนแอโรเจลจะปิดกั้นการแพร่กระจายความร้อนอย่างรวดเร็วที่เกิดขึ้นระหว่างการชาร์จและการคายประจุด้วยอัตราสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในกรณีที่ความร้อนหนีออกไป แผ่นฉนวนแอโรเจลจะให้ฉนวนกันความร้อน ชะลอหรือป้องกันอุบัติเหตุ หากเซลล์แบตเตอรี่เกิดความร้อนมากเกินไปและติดไฟ แผ่นฉนวนแอโรเจลที่มีคุณสมบัติไม่ติดไฟ (เป็นไปตามข้อกำหนดระดับ A1) จะสามารถปิดกั้นหรือชะลอการแพร่กระจายของไฟได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่จะไม่ติดไฟและไม่ระเบิดเป็นเวลาอย่างน้อย 5 นาที ซึ่งให้เวลาเพียงพอในการอพยพ ดังนั้นแผ่นฉนวนแอโรเจลจึงมีบทบาทสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยของชุดแบตเตอรี่สำหรับยานยนต์พลังงานใหม่

บทสรุป:

แม้จะมีต้นทุนที่สูงกว่า แต่ประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยที่เหนือกว่าของวัสดุฉนวนแอโรเจลก็มีมากกว่าวัสดุฉนวนแบบดั้งเดิมอื่นๆ ได้รับการยอมรับว่าเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับฉนวนแบตเตอรี่พลังงานและวัสดุหน่วงไฟ เนื่องจากความสำคัญของความปลอดภัยในยานพาหนะพลังงานใหม่ยังคงเพิ่มขึ้น การใช้วัสดุฉนวนแอโรเจล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรถโดยสารไฟฟ้าและรถยนต์พลังงานใหม่ระดับไฮเอนด์ที่มีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยที่สูงกว่าจึงเป็นทางเลือกที่ต้องการอย่างไม่ต้องสงสัย ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ว่ายอดขายรถยนต์พลังงานใหม่ทั่วโลกจะคิดเป็นสัดส่วนหนึ่งในสามของยอดขายรถยนต์ทั้งหมดภายในปี 2568 ซึ่งบ่งชี้ถึงอนาคตที่สดใสของแอโรเจล เมื่อขนาดการผลิตของวัสดุแอโรเจลเติบโตและขยายตัว ราคาก็คาดว่าจะลดลง ซึ่งนำไปสู่การเจาะตลาดและการใช้งานในอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ที่เพิ่มขึ้น