La bandeja de la batería utiliza materiales aislantes principalmente para evitar fugas de corriente, proteger la seguridad del personal y garantizar el funcionamiento normal del sistema de batería. Al seleccionar, es necesario considerar las propiedades de aislamiento del material, la resistencia al calor, la estabilidad química y la resistencia mecánica. Estos factores juntos determinan el efecto de aplicación del material aislante en la bandeja de la batería, lo que afecta la seguridad y confiabilidad de todo el sistema de batería.

Parte 2 - Garantía de rendimiento de resistencia a la presión

Figura 1 Bandeja de batería de vehículo eléctrico

1-Selección de material de aislamiento y diseño de la solución

En la selección de materiales de aislamiento para bandejas de baterías, la atención se centra en las propiedades dieléctricas, la tolerancia ambiental y las propiedades mecánicas de los materiales. A continuación, se presentan 6 materiales de aislamiento de uso común en bandejas de baterías y su información relacionada:

Al diseñar una solución, generalmente debemos considerar de manera integral los tres factores clave del escenario de aplicación, los requisitos de rendimiento y el presupuesto de costos para seleccionar el material de aislamiento adecuado. Por ejemplo:

(1) Seleccione de acuerdo con el escenario de aplicación: En un sistema de batería de almacenamiento de energía de alto voltaje y alta corriente, si el lado de la bandeja de la batería requiere un material de aislamiento de alto rendimiento, se recomienda utilizar la solución de fijación de película PI; si los requisitos de rendimiento de aislamiento no son altos, se puede seleccionar la solución de pulverización de polvo aislante. Para la placa inferior de la bandeja de la batería, si se busca una solución de aislamiento de bajo costo, la pulverización de polvo aislante o la solución de recubrimiento de pintura aislante son más adecuadas.

(2) Seleccione de acuerdo con los requisitos de rendimiento: Cuando los requisitos de rendimiento de aislamiento, resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión química, etc. son altos, la solución de fijación de película PI es una mejor opción; Si estos requisitos de rendimiento son relativamente bajos, la pulverización de polvo aislante o la solución de recubrimiento de pintura aislante pueden satisfacer las necesidades.

(3) Seleccione de acuerdo con el presupuesto de costos: Cuando el presupuesto de costos es limitado, la pulverización de polvo aislante o la solución de recubrimiento de pintura aislante son más económicas; Cuando el presupuesto de costos es suficiente, se puede seleccionar la solución de fijación de película PI.

2-Requisitos técnicos para la película PI para bandejas de batería

(1) Material: PI, espesor de la película base 0,1-0,14 mm, espesor del adhesivo posterior 0,03 mm, conductividad térmica de la película PI > 0,3 W/(m·k);

(2) Resistencia a la presión: CA 3000 V, 60 s, corriente de fuga ≤ 0,5 mA;

(3) (pasta fría) resistencia al desprendimiento a 180° ≥ 15 N/24 mm;

(4) Aislamiento: CC 1500 V, 60 s, resistencia de aislamiento > 1000 MΩ;

(5) Rendimiento de aislamiento de resistencia al calor y al electrolito: a 500 ℃, voltaje de CC 700 V, agregue 2 ml de electrolito (área de prueba 13000 mm<H>2<H>), manténgalo durante 1 h, sin averías ni chispas;

(6) Rendimiento térmico y de aislamiento: a 500 ± 2 ℃, continúe horneando (horno de mufla) durante 0,5 h, la morfología general de la muestra cambia sin combustión espontánea y la muestra pasa dos veces. Se aplica CA 1000 V a la superficie y se aumenta el voltaje de 0 V a 3000 durante 10 s, y luego se continúa durante 60 s. La muestra probada no presenta roturas ni chispas;

(7) Grado de retardante de llama: UL94 V-0;

(8) Alta temperatura y alta humedad: después de 1000 horas de prueba a 85 ℃ y 85 % de humedad, la muestra no presenta grietas ni deformaciones, cumpliendo con la norma nacional "GBT 13542.6-2006 Película de aislamiento eléctrico Parte 6: Película de poliimida para aislamiento eléctrico" sobre resistencia de aislamiento, valor de voltaje soportado y requisitos de resistencia eléctrica. La resistencia a la tracción, el alargamiento a la rotura y la resistencia al pelado se reducen en menos del 30 % en comparación con el material no envejecido;

(9) Choque de calor y frío: 85 ℃ durante una hora, se cambia a -40 ℃ durante una hora y luego se cambia a 85 ℃ para ciclos de alta y baja temperatura. El tiempo de conmutación está incluido en una hora y el tiempo de conmutación es ≤3 min. Después de 1000 horas de ciclos de alta y baja temperatura, la muestra no presenta grietas ni deformaciones, cumpliendo con la norma nacional "GBT 13542.6-2006 Película de aislamiento eléctrico Parte 6: Película de poliimida para aislamiento eléctrico" para resistencia de aislamiento, valor de tensión soportada y requisitos de resistencia eléctrica. La resistencia a la tracción, el alargamiento a la rotura y la resistencia al pelado se reducen en menos del 30 % en comparación con el material no envejecido.

(10) Prueba de niebla salina: Prueba de niebla salina neutra (NSS) según la norma GB/T 10125, temperatura 35℃, humedad ≥85%RH, solución de prueba (5±0,1%) (fracción de masa) NaCl, pH=6,5~7,2, pulverización continua durante 72 h. Después de la prueba de niebla salina, la muestra no presenta grietas ni deformaciones, cumpliendo con la norma nacional "GBT 13542.6-2006 Película de aislamiento eléctrico Parte 6: Película de poliimida para aislamiento eléctrico" para resistencia de aislamiento, valor de tensión soportada y requisitos de resistencia eléctrica. La resistencia a la tracción, el alargamiento a la rotura y la resistencia al desprendimiento se reducen en menos del 30% en comparación con el material no envejecido.

(11) El producto cumple con RoHS.

Figura 2 Película PI para bandeja de batería

3-Métodos de prueba de tensión soportada de aislamiento y soluciones a problemas comunes

(1) Método de prueba de tensión soportada de aislamiento

La prueba de tensión soportada de aislamiento es un medio importante para evaluar el rendimiento de aislamiento de equipos eléctricos, que incluye principalmente la prueba de tensión soportada de CC y la prueba de tensión soportada de CA. La prueba de tensión soportada de CC detecta si el material de aislamiento se rompe dentro de un tiempo específico mediante la aplicación de alto voltaje de CC. El equipo incluye un generador de alto voltaje de CC, un voltímetro, etc. Los pasos son aplicar voltaje, mantener el voltaje y reducir el voltaje. La prueba de tensión soportada de CA aplica alto voltaje de CA. El equipo y los pasos son similares a la prueba de CC. Ambos métodos requieren preparación antes de la prueba para garantizar que el equipo esté bien conectado a tierra y que se observe de cerca el estado de la superficie del material de aislamiento durante la prueba.

(2) Problemas comunes y soluciones

Los problemas comunes en la prueba de tensión soportada de aislamiento incluyen la ruptura del aislamiento, la corriente de fuga excesiva y la falla del equipo de prueba. La ruptura del aislamiento puede deberse a un rendimiento insuficiente del material de aislamiento, defectos internos o humedad. Las soluciones incluyen la selección de materiales de alta calidad, el fortalecimiento del mantenimiento y la mejora de la estructura de aislamiento. La corriente de fuga excesiva puede deberse a una resistencia de aislamiento reducida, contaminación de la superficie o precisión insuficiente del equipo de prueba. Las soluciones incluyen mantener el material de aislamiento limpio y seco y calibrar el equipo de prueba. Las fallas del equipo de prueba pueden deberse al envejecimiento del equipo, un mantenimiento inadecuado o un funcionamiento incorrecto. Las soluciones incluyen un mantenimiento regular, un funcionamiento correcto y una reparación oportuna.

Actualizaremos periódicamente la información y las tecnologías relacionadas con el diseño térmico y la reducción de peso. Gracias por su interés en Walmate.