Навіщо використовувати слюдяну електричну ізоляцію в акумуляторах електромобілів?

Слюдяна електрична ізоляція використовується в акумуляторних блоках електромобілів, оскільки матеріали на основі слюди поєднують електроізоляційні властивості зі стійкістю до підвищених температур. Правильно підібрані листи слюди можуть забезпечити діелектричне розділення між провідними компонентами, а також сприяти термічному та механічному захисту.

Однак слюда не автоматично підходить для кожного місця розташування акумулятора. Перш ніж затверджувати проект, інженери повинні розглянути повну конструкцію матеріалу, товщину ізоляції, робочу напругу, компресію, вплив температури та геометрію установки.

Загальні місця ізоляції акумулятора електромобілів і міркування щодо вибору слюди

Де слід розмістити слюдяну електричну ізоляцію всередині акумулятора?

Неправильне розміщення ізоляції може зробити відкриті провідні інтерфейси вразливими до електричних збоїв, особливо там, де шини, кронштейни та конструкції корпусу розташовані близько один до одного.

Розмістіть слюдяну ізоляцію відповідно до вимог електричного розділення та механічних інтерфейсів, визначених у конструкції батареї.

Потенційні місця розташування включають опори шин, модульні перегородки, вибрані інтерфейси корпусів і осередкові бар’єри, де проект системи вимагає захисту на основі слюди. Інженери повинні перевірити покриття країв, вимоги до шляху витоку та зазору, місцевого тиску та можливості руху під час вібрації. ISO 6469-1 стосується вимог безпеки для акумуляторних систем зберігання енергії, але він не встановлює універсальну товщину листа слюди для кожного застосування [1].

Як перевірити товщину ізоляції зі слюди та діелектричну міцність?

Недозволений ізоляційний шар може вийти з ладу під впливом електричного струму, тоді як непотрібна товщина може заважати упаковці батареї та допускам на збірку.

Виберіть товщину, враховуючи необхідну електричну стійкість, і перевірте її за допомогою репрезентативного випробування матеріалу та складання.

Стандарт IEC 60243-1 описує методи випробування короткочасної електричної міцності твердих ізоляційних матеріалів на промислових частотах [2]. Однак результат руйнування матеріалу змінним струмом не є автоматично еквівалентним ізоляції постійного струму в акумуляторі EV. На результат впливають умови випробування, електроди, температура, вологість, дефекти матеріалу та геометрія компонентів.

Для перевірки вибору матеріалу надайте діапазон напруги батареї, креслення ізоляції, доступний простір і необхідні умови електричного випробування. Ці деталі дозволяють більш корисно обговорити можливі конструкції аркуша та вимоги перевірки.

Які властивості слюдяного матеріалу мають значення, крім діелектричної міцності?

Лист слюди з відповідними лабораторними діелектричними властивостями все ще може тріснути, розшаровуватися або зміщуватися під час виробництва чи експлуатації автомобіля.

Оцініть готовий слюдяний композит, а не вибирайте матеріал лише за вмістом мінеральних речовин.

Комерційна слюдяна ізоляція може містити відновлену слюду, зв’язуючі смоли та армуючі шари. Їх склад впливає на жорсткість, поведінку при формуванні та теплову реакцію. IEC 60371-1 визначає термінологію для вбудованих слюдяних матеріалів, тоді як IEC 60371-2 охоплює відповідні методи випробувань [3][4]. Фактичні зразки також повинні бути оцінені на якість різання, умови кріплення, стабільність розмірів і цілісність ізоляції після складання.

Як інженери можуть уникнути збоїв ізоляції під час монтажу батареї?

Погано контрольовані ріжучі кромки, надмірне згинання або локальний тиск затиску можуть пошкодити ізоляцію до того, як батарея почне працювати.

Перевірте повний процес встановлення, використовуючи репрезентативні виробничі деталі та умови складання.

Перевірте пробиті отвори, прорізи, кути, поверхневе забруднення та взаємодію між слюдою та сусідніми металевими компонентами. Якщо пропонується слюда на клейкій основі, перевірте адгезію та поведінку під час старіння за відповідних умов. Критерії перевірки повинні відрізняти косметичні особливості від дефектів, які можуть погіршити електричну ізоляцію або механічне утримання.

FAQ

Чи є слюда хорошим електричним ізолятором для акумуляторів електромобілів?

Слюда є корисним ізоляційним мінералом, але придатність комерційного листа слюди залежить від його сполучного матеріалу, армування, товщини, обробки та умов експлуатації.

Чи може слюдяна ізоляція запобігти перегріву акумулятора?

Бар’єри на основі слюди можуть допомогти протистояти впливу тепла або полум’я, але не можна припустити, що вони запобігають витоку тепла. Безпека на рівні упаковки залежить від поведінки клітини, дизайну бар’єру, охолодження, вентиляції та перевірки.

Яка товщина листа слюди потрібна для акумуляторної батареї на 800 В?

Немає універсальної товщини, заснованої лише на номінальній напрузі акумулятора. Конструкція повинна враховувати максимальну робочу напругу, застосовні вимоги до електробезпеки, механічні допуски та репрезентативні випробування на витримку.

Чи можна вирізати листи слюди для ізоляції шин акумулятора?

Багато слюдяних композитів можна перетворити на формовані компоненти залежно від їх конструкції та товщини. Якість отворів, наявність тріщин на кромках і допуск на розміри повинні бути перевірені на вибраному марці.

Чи гарантує високе значення діелектричної міцності надійність ізоляції?

Ні. Стійкість матеріалу до пробою – це лише один вхід; механічне пошкодження, поверхневе забруднення, термічне старіння та зібрана електрична геометрія також мають значення.

Висновок

Електроізоляцію зі слюди слід вибирати як частину повної системи ізоляції акумулятора електромобіля, а не як ізольований листовий матеріал. Щоб зменшити ризик електричної несправності, слід враховувати відповідну конструкцію матеріалу, розміщення, товщину та репрезентативну перевірку.

Для технічної оцінки або обговорення пропозиції підготуйте креслення ізоляції, пропоновану конструкцію матеріалу, вимоги до напруги, розміри та очікуване робоче середовище. Надішліть запит на перевірку придатності матеріалу, міркувань обробки та доказів тестування, необхідних для затвердження.

Список літератури

1. ISO, ISO 6469-1:2019 — Дорожні транспортні засоби з електричним приводом: Безпека системи накопичення енергії, що перезаряджається.

2. IEC, IEC 60243-1:2013 — Електрична міцність ізоляційних матеріалів. Випробування на промислових частотах.

3. IEC, IEC 60371-1:2003 — Технічні умови для ізоляційних матеріалів на основі слюди: визначення та загальні вимоги.

4. IEC, IEC 60371-2:2004 — Технічні умови для ізоляційних матеріалів на основі слюди: Методи випробування.

15 років досвіду виробництва автомобільних джгутів

П'ятнадцять років досвіду виробництва автомобільних джгутів дає практичний погляд на дизайн електричної ізоляції, вибір матеріалів і вимоги до виробництва. Надійні клієнтські проекти залежать від чітких інженерних специфікацій, контрольованої обробки, перевірки якості та перевірки в типових умовах експлуатації. Ретельне узгодження між конструкцією джгутів і вибором ізоляційних компонентів допомагає впоратися з потенційними ризиками при складанні та терміні служби.