เหตุใดยางซิลิโคนจึงใช้สำหรับฉนวนสายเคเบิล EV ไฟฟ้าแรงสูง

การใช้วัสดุฉนวนที่ไม่เหมาะสมกับสายไฟฟ้าแรงสูง EV อาจทำให้เกิดการแตกร้าว ไฟฟ้ารั่ว ไฟฟ้าลัดวงจร ขั้วต่อร้อนเกินไป หรือรถหยุดทำงานโดยสมบูรณ์

วิธีแก้ปัญหาในทางปฏิบัติคือการใช้ยางซิลิโคนเกรดยานยนต์ซึ่งสายเคเบิลต้องการความเสถียรที่อุณหภูมิสูง ความเป็นฉนวนไฟฟ้า และความยืดหยุ่น ฉนวนซิลิโคนสามารถคงความยืดหยุ่นรอบๆ ชุดแบตเตอรี่ อินเวอร์เตอร์ มอเตอร์ ระบบชาร์จ และส่วนประกอบการจัดการความร้อน ซึ่งการเดินสายเคเบิลที่เข้มงวดเป็นเรื่องยาก

สายไฟฟ้าแรงสูงที่ติดตั้งในรถยนต์ไฟฟ้า แหล่งที่มาของภาพ: ซิลิโคนชินเอ็ทสึ .^[2]

เหตุใดยางซิลิโคนจึงทำงานได้ดีภายใต้ความร้อนและความเย็นของ EV

การให้ความร้อนซ้ำๆ การชาร์จอย่างรวดเร็ว อุณหภูมิในฤดูหนาว และความร้อนจากระบบส่งกำลังอาจทำให้ฉนวนสายเคเบิลแข็งตัวหรือเปลี่ยนรูปได้ ส่งผลให้ตัวนำหรือชีลด์เผยออกมาในที่สุด

ยางซิลิโคนให้ประสิทธิภาพด้านอุณหภูมิที่กว้างขึ้นในขณะที่ยังคงความยืดหยุ่นหลังจากการเสื่อมสภาพจากความร้อน Dow นำเสนอสารประกอบซิลิโคนสีส้มที่พัฒนาขึ้นเป็นพิเศษสำหรับฉนวนสายเคเบิล EV ไฟฟ้าแรงสูง โดยมีความต้านทานการฉีกขาดและการคงตัวได้สูงหลังจากสัมผัสกับความร้อน 180°C^[1]

อุณหภูมิที่เผยแพร่ของสารประกอบจะต้องไม่กลายเป็นพิกัดของสายเคเบิลที่เสร็จแล้วโดยอัตโนมัติ ตัวนำ โล่ แจ็คเก็ต ซีลขั้วต่อ ขั้วต่อ และวิธีการประมวลผลอาจสร้างขีดจำกัดของระบบที่ต่ำกว่า

ยางซิลิโคนปรับปรุงเส้นทางและความปลอดภัยทางไฟฟ้าอย่างไร

สายเคเบิลไฟฟ้าแรงสูงที่หนาหรือแข็งอาจเกินรัศมีโค้งงอ ขั้วต่อโอเวอร์โหลด รบกวนการประกอบชุดแบตเตอรี่ และได้รับความเสียหายจากฉนวนระหว่างการสั่นสะเทือนของยานพาหนะ

ชั้นฉนวนซิลิโคนที่ได้รับสูตรอย่างเหมาะสมสามารถให้ประสิทธิภาพการเป็นฉนวนสูงด้วยโครงสร้างสายเคเบิลที่ยืดหยุ่น Shin-Etsu รายงานว่าเกรดซิลิโคนแรงดันสูงสามารถรองรับฉนวนที่บางลง ความยืดหยุ่นที่ดีขึ้น ลดเส้นผ่านศูนย์กลางของสายเคเบิล และน้ำหนักที่ลดลง^[2]

ยางซิลิโคนยังสามารถให้ประสิทธิภาพในการหน่วงไฟได้ แต่ ไม่ใช่ว่าสารประกอบซิลิโคนทุกชนิดจะมีการจำแนกไฟที่เหมือนกัน ต้องมีการทดสอบสูตรฉนวนและสายเคเบิลสำเร็จรูป แทนที่จะอาศัยชื่อวัสดุเพียงอย่างเดียว

ควรระบุและทดสอบฉนวนสายซิลิโคน EV อย่างไร

การซื้อสายซิลิโคนสีส้มทั่วไปโดยไม่กำหนดแรงดันไฟฟ้า อุณหภูมิ ความหนาของผนัง ความต้านทานการฉีกขาด และข้อกำหนดด้านอายุการใช้งาน สามารถสร้างฉนวนที่ไม่สอดคล้องกันและความล้มเหลวในการผลิตร้ายแรงได้

วิธีแก้ปัญหาที่ถูกต้องคือการระบุโครงสร้างสายเคเบิลที่สมบูรณ์ตามแรงดันไฟฟ้าสูงสุด กระแสไฟ ระดับอุณหภูมิ รัศมีการโค้งงอ การกำบัง ของเหลว และสภาพแวดล้อมในเส้นทาง ISO 19642 จัดให้มีคำศัพท์เฉพาะทางการออกแบบและการจำแนกอุณหภูมิสำหรับสายเคเบิลในรถยนต์ ในขณะที่สารประกอบของสายเคเบิล EV อาจได้รับการพัฒนาตามข้อกำหนด เช่น LV 216^[3]

สายเคเบิลที่เสร็จแล้วควรได้รับการประเมินสำหรับการทนต่ออิเล็กทริก ความต้านทานของฉนวน การเสื่อมสภาพจากความร้อน การดัดงอด้วยความเย็น การเสียดสี ความต้านทานการฉีกขาด พฤติกรรมของเปลวไฟ การสัมผัสของไหล ความต่อเนื่องของชีลด์ และความเสถียรของมิติ การทดสอบสารประกอบซิลิโคนดิบเพียงอย่างเดียวไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าสายไฟแรงสูงทั้งเส้นมีความปลอดภัย

ต้องการตัวอย่างสายเคเบิล EV ไฟฟ้าแรงสูงหุ้มฉนวนซิลิโคนหรือไม่

ส่งแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า ขนาดตัวนำ เส้นผ่านศูนย์กลางของสายเคเบิล ช่วงอุณหภูมิ ข้อกำหนดในการป้องกัน รัศมีการโค้งงอ รุ่นของตัวเชื่อมต่อ และความต้องการรายปีสำหรับการตรวจสอบต้นแบบ

คำถามที่พบบ่อย

ยางซิลิโคนเหมาะกับสาย 800V EV หรือไม่

ใช่ เมื่อโครงสร้างสายเคเบิลได้รับการออกแบบและตรวจสอบความถูกต้องสำหรับแรงดันไฟฟ้า อุณหภูมิ และสภาพแวดล้อมสูงสุดของยานพาหนะ

ทำไมสายไฟฟ้าแรงสูง EV ถึงมีสีส้ม?

สีส้มถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการระบุวงจรไฟฟ้าแรงสูง ตัวเม็ดสีเองไม่ได้กำหนดประสิทธิภาพของฉนวน

สายซิลิโคนมีความยืดหยุ่นมากกว่าสายหุ้มพลาสติกหรือไม่?

ขึ้นอยู่กับสารประกอบ การออกแบบตัวนำ ความหนาของฉนวน ชีลด์ และแจ็คเก็ตด้านนอก

ฉนวนซิลิโคนสามารถป้องกันไฟไหม้สายไฟ EV ทุกเส้นได้หรือไม่?

ไม่ ความปลอดภัยของสายเคเบิลยังขึ้นอยู่กับขนาดของตัวนำ ขั้วต่อ ฟิวส์ เส้นทาง ขั้วต่อ การควบคุมกระแสไฟฟ้า และการป้องกันความร้อน

การทบทวนวิศวกรรมชุดสายไฟรถยนต์ 15 ปี

จากประสบการณ์ 15 ปีของชุดสายไฟรถยนต์ ฉันแนะนำให้ประเมินฉนวนซิลิโคนร่วมกับตัวนำ แผงป้องกัน ขั้วต่อ ขั้วต่อ ซีล และเส้นทางของยานพาหนะ สายเคเบิล EV ที่ดีที่สุดไม่ได้เป็นเพียงสายเคเบิลที่อ่อนที่สุดหรือทนความร้อนได้มากที่สุดเท่านั้น เป็นสายเคเบิลที่ยังคงความเสถียรทางไฟฟ้าและกลไกตลอดการทำงานของยานพาหนะจริง

การอ้างอิงที่เชื่อถือได้

[1] Dow — SILASTIC HCE 70-8942U ยางซิลิโคนสำหรับฉนวนสายเคเบิล EV ไฟฟ้าแรงสูง

[2] Shin-Etsu Silicone — ยางซิลิโคนสำหรับฉนวนสายไฟแรงสูงในยานยนต์

[3] ISO — ISO 19642-1:2023 คำศัพท์และแนวทางการออกแบบสายเคเบิลยานยนต์

[4] Elkem — โซลูชันยางซิลิโคนสำหรับสายแบตเตอรี่รถยนต์