เหตุใดจึงต้องใช้ฉนวนไฟฟ้าไมกาในชุดแบตเตอรี่ EV

ฉนวนไฟฟ้าไมก้าถูกนำมาใช้ในชุดแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า เนื่องจากวัสดุที่มีไมก้ารวมคุณสมบัติของฉนวนไฟฟ้าเข้ากับความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง แผ่นไมก้าที่เลือกอย่างเหมาะสมสามารถให้การแยกอิเล็กทริกระหว่างส่วนประกอบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ในขณะเดียวกันก็ช่วยป้องกันความร้อนและกลไกด้วย

อย่างไรก็ตาม ไมกาไม่เหมาะกับตำแหน่งแบตเตอรี่ทุกตำแหน่งโดยอัตโนมัติ วิศวกรจะต้องพิจารณาการก่อสร้างวัสดุที่สมบูรณ์ ความหนาของฉนวน แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน แรงอัด การสัมผัสอุณหภูมิ และรูปทรงของการติดตั้ง ก่อนที่จะอนุมัติการออกแบบ

ตำแหน่งฉนวนแบตเตอรี่ EV ทั่วไปและข้อควรพิจารณาในการเลือกไมกา

ฉนวนไฟฟ้าไมก้าควรวางไว้ที่ใดภายในชุดแบตเตอรี่

การวางตำแหน่งฉนวนที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้ส่วนต่อประสานที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเปิดโล่งเสี่ยงต่อการเกิดข้อผิดพลาดทางไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการวางบัสบาร์ วงเล็บ และโครงสร้างตู้ไว้ใกล้กัน

วางฉนวนไมกาตามข้อกำหนดการแยกทางไฟฟ้าและอินเทอร์เฟซทางกลที่ระบุในการออกแบบแบตเตอรี่

ตำแหน่งที่เป็นไปได้ ได้แก่ การรองรับบัสบาร์ พาร์ติชันโมดูล อินเทอร์เฟซของตู้ที่เลือก และแผงกั้นเซลล์ ซึ่งการออกแบบระบบเรียกร้องให้มีการป้องกันแบบไมก้า วิศวกรควรตรวจสอบความครอบคลุมของคมตัด ข้อกำหนดการคืบคลานและระยะห่าง แรงกดในพื้นที่ และความเป็นไปได้ในการเคลื่อนที่ระหว่างการสั่นสะเทือน ISO 6469-1 กล่าวถึงข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสำหรับระบบกักเก็บพลังงานแบบชาร์จได้ แต่ไม่ได้กำหนดความหนาของแผ่นไมก้าสากลสำหรับทุกการใช้งาน [1]

ควรตรวจสอบความหนาของฉนวนไมก้าและความเป็นฉนวนอย่างไร

ชั้นฉนวนที่ไม่ระบุรายละเอียดอาจล้มเหลวภายใต้ความเครียดทางไฟฟ้า ในขณะที่ความหนาที่ไม่จำเป็นอาจรบกวนบรรจุภัณฑ์แบตเตอรี่และความทนทานต่อการประกอบ

เลือกความหนาโดยใช้ประสิทธิภาพการทนต่อไฟฟ้าที่ต้องการ และตรวจสอบด้วยวัสดุตัวอย่างและการทดสอบการประกอบ

IEC 60243-1 อธิบายวิธีการทดสอบความแข็งแรงทางไฟฟ้าในช่วงเวลาสั้น ๆ ของวัสดุฉนวนแข็งที่ความถี่กำลัง [2] อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์การสลายวัสดุ AC จะไม่เทียบเท่ากับประสิทธิภาพของฉนวน DC ในชุดแบตเตอรี่ EV โดยอัตโนมัติ สภาพการทดสอบ อิเล็กโทรด อุณหภูมิ ความชื้น ความบกพร่องของวัสดุ และรูปทรงของส่วนประกอบ ล้วนส่งผลต่อผลลัพธ์

สำหรับการตรวจสอบการเลือกวัสดุ ให้ระบุช่วงแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ ภาพวาดของฉนวน พื้นที่ว่าง และเงื่อนไขการทดสอบทางไฟฟ้าที่จำเป็น รายละเอียดเหล่านี้ช่วยให้สามารถอภิปรายที่เป็นประโยชน์มากขึ้นเกี่ยวกับการสร้างแผ่นงานที่เป็นไปได้และข้อกำหนดในการตรวจสอบความถูกต้อง

คุณสมบัติของวัสดุไมกาใดมีความสำคัญเกินกว่าความเป็นฉนวน?

แผ่นไมก้าที่มีคุณสมบัติไดอิเล็กตริกในห้องปฏิบัติการที่เหมาะสมยังคงสามารถแตกร้าว หลุดร่อน หรือถูกแทนที่ในระหว่างการผลิตหรือการทำงานของยานพาหนะ

ประเมินคอมโพสิตไมกาที่เสร็จแล้ว แทนที่จะเลือกวัสดุจากปริมาณแร่ธาตุเพียงอย่างเดียว

ฉนวนไมกาเชิงพาณิชย์อาจมีไมกาที่สร้างใหม่ สารยึดเกาะเรซิน และชั้นเสริมแรง องค์ประกอบส่งผลต่อความแข็ง พฤติกรรมการขึ้นรูป และการตอบสนองต่อความร้อน IEC 60371-1 กำหนดคำศัพท์เฉพาะสำหรับวัสดุไมกาที่สะสมอยู่ ในขณะที่ IEC 60371-2 ครอบคลุมวิธีการทดสอบที่เกี่ยวข้อง [3][4] ตัวอย่างจริงควรได้รับการประเมินคุณภาพการตัด เงื่อนไขการยึด ความคงตัวของขนาด และความสมบูรณ์ของฉนวนหลังการประกอบ

วิศวกรสามารถหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของฉนวนในระหว่างการประกอบแบตเตอรี่ได้อย่างไร

คมตัดที่ได้รับการควบคุมไม่ดี การโค้งงอมากเกินไป หรือแรงดันในการจับยึดเฉพาะที่ อาจทำให้ฉนวนเสียหายก่อนที่แบตเตอรี่จะเข้าใช้งาน

ตรวจสอบกระบวนการติดตั้งที่สมบูรณ์โดยใช้ชิ้นส่วนที่เป็นตัวแทนการผลิตและเงื่อนไขการประกอบ

ตรวจสอบรูที่เจาะ ร่อง มุม การปนเปื้อนบนพื้นผิว และปฏิกิริยาระหว่างไมก้ากับส่วนประกอบโลหะที่อยู่ติดกัน ในกรณีที่เสนอไมกาที่มีกาวด้านหลัง ให้ตรวจสอบพฤติกรรมการยึดเกาะและการเสื่อมสภาพภายใต้เงื่อนไขที่เกี่ยวข้อง เกณฑ์การตรวจสอบควรแยกแยะคุณลักษณะด้านความสวยงามออกจากข้อบกพร่องที่สามารถลดการแยกทางไฟฟ้าหรือการกักเก็บทางกลได้

คำถามที่พบบ่อย

ไมกาเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีสำหรับแบตเตอรี่ EV หรือไม่?

ไมก้าเป็นแร่ฉนวนที่มีประโยชน์ แต่ความเหมาะสมของแผ่นไมกาเชิงพาณิชย์นั้นขึ้นอยู่กับสารยึดเกาะ การเสริมแรง ความหนา การแปรรูป และสภาพการใช้งาน

ฉนวนไมก้าสามารถป้องกันความร้อนจากแบตเตอรี่ได้หรือไม่?

แผงกั้นที่มีไมกาอาจช่วยต้านทานความร้อนหรือการสัมผัสเปลวไฟ แต่ไม่สามารถสันนิษฐานได้ว่าจะป้องกันการเคลื่อนตัวของความร้อน ความปลอดภัยระดับแพ็คขึ้นอยู่กับพฤติกรรมของเซลล์ การออกแบบแผงกั้น การทำความเย็น การระบายอากาศ และการตรวจสอบ

แผ่นไมกาต้องใช้ความหนาเท่าใดสำหรับชุดแบตเตอรี่ 800 V

ไม่มีความหนาสากลขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่ที่ระบุเท่านั้น การออกแบบต้องคำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าในการทำงานสูงสุด ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยทางไฟฟ้าที่เกี่ยวข้อง ความคลาดเคลื่อนทางกล และการทดสอบความทนทานของตัวแทน

แผ่นไมก้าสามารถไดคัทสำหรับฉนวนบัสบาร์แบตเตอรี่ได้หรือไม่?

คอมโพสิตไมกาหลายชนิดสามารถแปลงเป็นส่วนประกอบที่มีรูปร่างได้ ขึ้นอยู่กับโครงสร้างและความหนา ควรตรวจสอบคุณภาพของรู การแตกร้าวของคมตัด และพิกัดความเผื่อขนาดสำหรับเกรดที่เลือก

ค่าความเป็นฉนวนสูงรับประกันความน่าเชื่อถือของฉนวนหรือไม่

ไม่ ความแข็งแรงในการสลายวัสดุเป็นเพียงอินพุตเดียวเท่านั้น ความเสียหายทางกล การปนเปื้อนบนพื้นผิว การเสื่อมสภาพจากความร้อน และรูปทรงทางไฟฟ้าที่ประกอบเข้าด้วยกันก็มีความสำคัญเช่นกัน

บทสรุป

ควรเลือกฉนวนไฟฟ้าไมก้าเป็นส่วนหนึ่งของระบบฉนวนแบตเตอรี่ EV ที่สมบูรณ์ ไม่ใช่วัสดุแผ่นแยก โครงสร้างวัสดุที่เหมาะสม ตำแหน่ง ความหนา และการตรวจสอบตัวแทนต้องได้รับการพิจารณาเพื่อลดความเสี่ยงของไฟฟ้าขัดข้อง

สำหรับการประเมินทางเทคนิคหรือการอภิปรายในการเสนอราคา ให้เตรียมแบบแปลนของฉนวน โครงสร้างวัสดุที่เสนอ ข้อกำหนดด้านแรงดันไฟฟ้า ขนาด และสภาพแวดล้อมการทำงานที่คาดหวัง ขอให้มีการทบทวนความเหมาะสมของวัสดุ ข้อควรพิจารณาในการประมวลผล และหลักฐานการทดสอบที่จำเป็นสำหรับการอนุมัติ

อ้างอิง

1. ไอเอสโอ, ISO 6469-1:2019 — ยานพาหนะบนถนนที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า: ความปลอดภัยของระบบกักเก็บพลังงานแบบชาร์จได้.

2. ไออีซี, IEC 60243-1:2013 — ความแข็งแรงไฟฟ้าของวัสดุฉนวน: ทดสอบที่ความถี่กำลัง.

3. ไออีซี, IEC 60371-1:2003 — ข้อกำหนดสำหรับวัสดุฉนวนตามไมกา: คำจำกัดความและข้อกำหนดทั่วไป.

4. ไออีซี, IEC 60371-2:2004 — ข้อกำหนดสำหรับวัสดุฉนวนที่ใช้ไมก้า: วิธีทดสอบ.

ประสบการณ์ในอุตสาหกรรมลากสายยานยนต์ 15 ปี

ประสบการณ์ในอุตสาหกรรมชุดสายไฟรถยนต์เป็นเวลา 15 ปีมอบมุมมองเชิงปฏิบัติเกี่ยวกับการออกแบบฉนวนไฟฟ้า การเลือกใช้วัสดุ และข้อกำหนดในการผลิต โครงการของลูกค้าที่เชื่อถือได้ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดทางวิศวกรรมที่ชัดเจน การประมวลผลที่ได้รับการควบคุม การตรวจสอบคุณภาพ และการตรวจสอบความถูกต้องภายใต้เงื่อนไขการปฏิบัติงานที่เป็นตัวแทน การประสานงานอย่างรอบคอบระหว่างการออกแบบชุดสายไฟและการเลือกส่วนประกอบฉนวนช่วยจัดการกับความเสี่ยงในการประกอบและอายุการใช้งาน