バッテリートレイは、主に漏電を防止し、人員の安全を守り、バッテリーシステムの正常な動作を確保するために絶縁材料を使用します。選択する際には、材料の絶縁特性、耐熱性、化学的安定性、機械的強度を考慮する必要があります。これらの要素が組み合わさって、バッテリートレイ内の絶縁材料の適用効果が決まり、バッテリーシステム全体の安全性と信頼性に影響を与えます。

バッテリートレイの電気絶縁安全性 | パート 2 - 耐圧性能保証

図1 電気自動車のバッテリートレイ

1-絶縁材料の選択とソリューション設計

バッテリートレイの絶縁材料の選択では、材料の誘電特性、環境耐性、および機械的特性に重点が置かれます。以下は、バッテリートレイで一般的に使用される 6 つの絶縁材料とその関連情報です:

ソリューションを設計する際には、通常、アプリケーション シナリオ、パフォーマンス要件、コスト予算という 3 つの重要な要素を総合的に考慮して、適切な絶縁材料を選択する必要があります。例:

(1) アプリケーション シナリオに応じて選択: 高電圧、高電流のエネルギー貯蔵バッテリー システムでは、バッテリー トレイ側に高性能絶縁材料が必要な場合は、PI フィルム アタッチメント ソリューションを使用することをお勧めします。絶縁パフォーマンス要件が高くない場合は、絶縁パウダー スプレー ソリューションを選択できます。バッテリー トレイ底板の場合、低コストの絶縁ソリューションが求められる場合は、絶縁パウダー スプレーまたは絶縁ペイント コーティング ソリューションがより適しています。

(2) パフォーマンス要件に応じて選択: 絶縁パフォーマンス、耐高温性、耐化学腐食性などの要件が高い場合は、PI フィルム アタッチメント ソリューションがより適しています。これらのパフォーマンス要件が比較的低い場合は、絶縁パウダー スプレーまたは絶縁ペイント コーティング ソリューションでニーズを満たすことができます。

(3) コスト予算に応じて選択: コスト予算が限られている場合は、絶縁パウダー スプレーまたは絶縁ペイント コーティング ソリューションの方が経済的です。コスト予算が十分であれば、PIフィルム貼り付けソリューションを選択できます。

2-バッテリートレイ用PIフィルムの技術要件

(1) 材質: PI、ベースフィルムの厚さ0.1-0.14mm、裏面接着剤の厚さ0.03mm、PIフィルムの熱伝導率> 0.3W/(m·k);

(2) 耐圧性: AC 3000V、60S、漏れ電流≤0.5mA;

(3) (コールドペースト) 180°剥離強度≥15N/24mm;

(4) 絶縁性: DC 1500V、60S、絶縁抵抗>1000MΩ;

(5) 耐熱性および耐電解液性絶縁性能: 500℃、700V DC電圧で2mlの電解液を追加(試験面積13000mm<H>2<H>)、1時間保持、破壊なし、火花なし; （6）耐熱性と絶縁性能：500±2℃で、0.5時間連続ベーキング（マッフル炉）を行い、サンプルの全体的な形態変化プロセスは自然発火せず、サンプルは2回合格しました。表面にAC1000Vを印加し、電圧を0Vから3000Vまで10秒間増加させ、その後60秒間継続します。試験したサンプルには破壊や火花は発生しません。

（7）難燃性グレード：UL94 V-0。

（8）高温高湿：85℃、85％湿度の試験を1000時間行った後、サンプルに亀裂や変形はなく、絶縁抵抗、耐電圧値、電気強度に関する国家規格「GBT 13542.6-2006電気絶縁フィルムパート6：電気絶縁用ポリイミドフィルム」の要件を満たしています。未老化材料と比較して、引張強度、破断伸び、剥離強度は30%未満低下しています。

(9) 高温および低温衝撃: 85℃で1時間、-40℃で1時間切り替え、その後85℃で切り替えて高温および低温サイクルを実施します。切り替え時間は1時間に含まれ、切り替え時間は≤3分です。1000時間の高温および低温サイクル後、サンプルにはひび割れや変形がなく、絶縁抵抗、耐電圧値、および電気強度の要件に関する国家標準「GBT 13542.6-2006電気絶縁フィルムパート6：電気絶縁用ポリイミドフィルム」を満たしています。未老化材料と比較して、引張強度、破断伸び、剥離強度は30%未満低下しています。

（10）塩水噴霧試験：GB/T 10125規格の中性塩水噴霧試験（NSS）試験、温度35℃、湿度≥85%RH、試験溶液は（5±0.1%）（質量分率）NaCl、PH=6.5〜7.2、72時間連続噴霧。塩水噴霧試験後、サンプルにはひび割れや変形がなく、絶縁抵抗、耐電圧値、電気強度の要件について国家規格「GBT 13542.6-2006電気絶縁フィルムパート6：電気絶縁用ポリイミドフィルム」を満たしています。引張強度、破断伸び、剥離強度は、老化していない材料と比較して30％未満に低下しています。

（11）製品はRoHSに準拠しています。

図2 バッテリートレイ用PIフィルム

3-絶縁耐電圧試験方法とよくある問題の解決策

(1) 絶縁耐電圧試験方法

絶縁耐電圧試験は、電気機器の絶縁性能を評価する重要な手段であり、主にDC耐電圧試験とAC耐電圧試験が含まれます。DC耐電圧試験は、DC高電圧を印加して、絶縁材料が指定時間内に破壊されるかどうかを検出します。機器には、DC高電圧発生器、電圧計などが含まれます。手順は、電圧の印加、電圧の維持、電圧の低下です。AC耐電圧試験は、AC高電圧を印加します。機器と手順はDC試験に似ています。どちらの方法も、試験前に準備が必要であり、機器が適切に接地されていること、試験中に絶縁材料の表面状態が注意深く観察されていることを確認する必要があります。

(2) よくある問題と解決策

絶縁耐電圧試験でよくある問題には、絶縁破壊、過度の漏れ電流、試験機器の故障などがあります。絶縁破壊は、絶縁材料の性能不足、内部欠陥、または湿気が原因である可能性があります。解決策には、高品質の材料の選択、メンテナンスの強化、絶縁構造の改善などがあります。過度の漏れ電流は、絶縁抵抗の低下、表面の汚染、またはテスト機器の精度不足によって発生することがあります。解決策としては、絶縁材を清潔で乾燥した状態に保ち、テスト機器を校正することなどが挙げられます。テスト機器の故障は、機器の老朽化、不適切なメンテナンス、または不適切な操作によって発生することがあります。解決策としては、定期的なメンテナンス、正しい操作、およびタイムリーな修理などが挙げられます。

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