Il vassoio della batteria utilizza materiali isolanti principalmente per prevenire perdite di corrente, proteggere la sicurezza del personale e garantire il normale funzionamento del sistema della batteria. Nella selezione, è necessario considerare le proprietà isolanti del materiale, la resistenza al calore, la stabilità chimica e la resistenza meccanica. Questi fattori insieme determinano l'effetto dell'applicazione del materiale isolante nel vassoio della batteria, influenzando così la sicurezza e l'affidabilità dell'intero sistema della batteria.

Sicurezza dell'isolamento elettrico del vassoio batteria | Parte 2 - Garanzia delle prestazioni di resistenza alla pressione

Figura 1 Vassoio della batteria del veicolo elettrico

1-Selezione del materiale isolante e progettazione della soluzione

Nella selezione dei materiali isolanti per i vassoi batteria, l'attenzione è rivolta alle proprietà dielettriche, alla tolleranza ambientale e alle proprietà meccaniche dei materiali. Di seguito sono riportati 6 materiali isolanti comunemente utilizzati nei vassoi batteria e le relative informazioni:

Quando si progetta una soluzione, in genere è necessario considerare in modo completo i tre fattori chiave dello scenario applicativo, dei requisiti di prestazione e del budget dei costi per selezionare il materiale isolante appropriato. Ad esempio:

(1) Selezionare in base allo scenario applicativo: in un sistema di batterie di accumulo di energia ad alta tensione e alta corrente, se il lato del vassoio della batteria richiede materiale isolante ad alte prestazioni, si consiglia di utilizzare la soluzione di fissaggio del film PI; se i requisiti di prestazione dell'isolamento non sono elevati, è possibile selezionare la soluzione di spruzzatura di polvere isolante. Per la piastra inferiore del vassoio della batteria, se si cerca una soluzione di isolamento a basso costo, la soluzione di spruzzatura di polvere isolante o di rivestimento di vernice isolante è più adatta.

(2) Selezionare in base ai requisiti di prestazione: quando i requisiti di prestazione dell'isolamento, resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione chimica, ecc. sono elevati, la soluzione di fissaggio del film PI è una scelta migliore; se questi requisiti di prestazione sono relativamente bassi, la soluzione di spruzzatura di polvere isolante o di rivestimento di vernice isolante può soddisfare le esigenze.

(3) Selezionare in base al budget dei costi: quando il budget dei costi è limitato, la soluzione di spruzzatura di polvere isolante o di rivestimento di vernice isolante è più economica; quando il budget di spesa è sufficiente, è possibile scegliere la soluzione di fissaggio della pellicola PI.

2-Requisiti tecnici per la pellicola PI per i vassoi delle batterie

(1) Materiale: PI, spessore della pellicola di base 0,1-0,14 mm, spessore adesivo posteriore 0,03 mm, conduttività termica della pellicola PI > 0,3 W/(m·k);

(2) Resistenza alla pressione: CA 3000 V, 60 S, corrente di dispersione ≤ 0,5 mA;

(3) (pasta fredda) resistenza alla pelatura a 180° ≥ 15 N/24 mm;

(4) Isolamento: CC 1500 V, 60 S, resistenza di isolamento > 1000 MΩ;

(5) Prestazioni di isolamento della resistenza al calore e all'elettrolita: a 500 ℃, tensione CC 700 V, aggiungere 2 ml di elettrolita (area di prova 13000 mm<H>2<H>), conservare per 1 ora, nessuna rottura e nessuna scintilla; (6) Prestazioni termiche e di isolamento: a 500±2℃, continuare la cottura (forno a muffola) per 0,5 ore, la morfologia complessiva del campione cambia senza combustione spontanea e il campione passa due volte. CA 1000 V viene applicata alla superficie e la tensione viene aumentata da 0 V a 3000 per 10 S, quindi continuata per 60 S. Il campione testato non presenta rotture e scintille;

(7) Grado ignifugo: UL94 V-0;

(8) Alta temperatura e alta umidità: dopo 1000 ore di test a 85℃ e 85% di umidità, il campione non presenta crepe e deformazioni, soddisfacendo lo standard nazionale "GBT 13542.6-2006 Pellicola isolante elettrica Parte 6: Pellicola in poliimmide per isolamento elettrico" sulla resistenza di isolamento, valore di tensione di tenuta e requisiti di resistenza elettrica. La resistenza alla trazione, l'allungamento a rottura e la resistenza alla pelatura sono ridotte di meno del 30% rispetto al materiale non invecchiato;

(9) Shock caldo e freddo: 85℃ per un'ora, commutato a -40℃ per un'ora, quindi commutato a 85℃ per cicli ad alta e bassa temperatura. Il tempo di commutazione è incluso in un'ora e il tempo di commutazione è ≤3min. Dopo 1000 ore di cicli ad alta e bassa temperatura, il campione non presenta crepe e deformazioni, soddisfacendo lo standard nazionale "GBT 13542.6-2006 Pellicola isolante elettrica Parte 6: Pellicola in poliimmide per isolamento elettrico" per resistenza di isolamento, valore di tensione di tenuta e requisiti di resistenza elettrica. La resistenza alla trazione, l'allungamento a rottura e la resistenza alla pelatura sono ridotte di meno del 30% rispetto al materiale non invecchiato. (10) Prova di nebbia salina: prova di nebbia salina neutra (NSS) secondo lo standard GB/T 10125, temperatura 35℃, umidità ≥85%RH, la soluzione di prova è (5±0,1%) (frazione di massa) NaCl, PH=6,5~7,2, spruzzatura continua per 72 ore. Dopo la prova di nebbia salina, il campione non presenta crepe né deformazioni, soddisfacendo lo standard nazionale "GBT 13542.6-2006 Pellicola isolante elettrica Parte 6: Pellicola in poliimmide per isolamento elettrico" per resistenza di isolamento, valore di tensione di tenuta e requisiti di resistenza elettrica. La resistenza alla trazione, l'allungamento a rottura e la resistenza alla pelatura sono ridotte di meno del 30% rispetto al materiale non invecchiato.

(11) Il prodotto è conforme a RoHS.

Figura 2 Pellicola PI per il vassoio della batteria

3-Metodi di prova della tensione di tenuta dell'isolamento e soluzioni ai problemi comuni

(1) Metodo di prova della tensione di tenuta dell'isolamento

La prova della tensione di tenuta dell'isolamento è un mezzo importante per valutare le prestazioni di isolamento delle apparecchiature elettriche, principalmente tra cui la prova della tensione di tenuta CC e la prova della tensione di tenuta CA. La prova della tensione di tenuta CC rileva se il materiale isolante si rompe entro un tempo specificato applicando alta tensione CC. L'apparecchiatura include un generatore di alta tensione CC, un voltmetro, ecc. I passaggi sono l'applicazione della tensione, il mantenimento della tensione e la riduzione della tensione. La prova della tensione di tenuta CA applica alta tensione CA. L'apparecchiatura e i passaggi sono simili alla prova CC. Entrambi i metodi richiedono una preparazione prima della prova per garantire che l'apparecchiatura sia ben messa a terra e che le condizioni della superficie del materiale isolante siano attentamente osservate durante la prova.

(2) Problemi comuni e soluzioni

I problemi comuni nella prova della tensione di tenuta dell'isolamento includono la rottura dell'isolamento, la corrente di dispersione eccessiva e il guasto dell'apparecchiatura di prova. La rottura dell'isolamento può essere causata da prestazioni insufficienti del materiale isolante, difetti interni o umidità. Le soluzioni includono la selezione di materiali di alta qualità, il rafforzamento della manutenzione e il miglioramento della struttura isolante. Una corrente di dispersione eccessiva può essere causata da una ridotta resistenza di isolamento, contaminazione superficiale o insufficiente accuratezza dell'apparecchiatura di prova. Le soluzioni includono il mantenimento del materiale isolante pulito e asciutto e la calibrazione dell'apparecchiatura di prova. Il guasto dell'apparecchiatura di prova può essere causato dall'invecchiamento dell'apparecchiatura, da una manutenzione impropria o da un funzionamento improprio. Le soluzioni includono una manutenzione regolare, un funzionamento corretto e una riparazione tempestiva.

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