В поддоне батареи используются изоляционные материалы, в основном, для предотвращения утечки тока, защиты безопасности персонала и обеспечения нормальной работы системы батареи. При выборе необходимо учитывать изоляционные свойства материала, термостойкость, химическую стабильность и механическую прочность. Эти факторы в совокупности определяют эффект применения изоляционного материала в поддоне батареи, тем самым влияя на безопасность и надежность всей системы батареи.

Часть 2 - Гарантия устойчивости к давлению

Рисунок 1  Поддон для аккумуляторной батареи электромобиля

1-Выбор изоляционного материала и проектирование решения

При выборе изоляционных материалов для поддонов аккумуляторных батарей основное внимание уделяется диэлектрическим свойствам, устойчивости к воздействию окружающей среды и механическим свойствам материалов. Ниже приведены 6 наиболее часто используемых изоляционных материалов в поддонах аккумуляторных батарей и соответствующая информация:

При проектировании решения нам обычно необходимо всесторонне рассмотреть три ключевых фактора сценария применения, требования к производительности и бюджет затрат, чтобы выбрать подходящий изоляционный материал. Например:

(1) Выбирайте в соответствии со сценарием применения: в высоковольтной, высокоточной системе хранения энергии, если сторона лотка батареи требует высокоэффективного изоляционного материала, рекомендуется использовать решение с креплением PI-пленки; если требования к производительности изоляции невысокие, можно выбрать решение с распылением изоляционного порошка. Для нижней пластины лотка батареи, если требуется недорогое решение по изоляции, более подходящим будет решение с распылением изоляционного порошка или покрытием изоляционной краской.

(2) Выбирайте в соответствии с требованиями к производительности: когда требования к производительности изоляции, стойкости к высоким температурам, стойкости к химической коррозии и т. д. высоки, решение с креплением PI-пленки является лучшим выбором; если эти требования к производительности относительно низкие, решение с распылением изоляционного порошка или покрытием изоляционной краской может удовлетворить потребности.

(3) Выбирайте в соответствии со бюджетом затрат: когда бюджет затрат ограничен, решение с распылением изоляционного порошка или покрытием изоляционной краской является более экономичным; При наличии достаточного бюджета можно выбрать решение с креплением на основе ПИ-пленки.

2-Технические требования к ПИ-пленке для аккумуляторных лотков

(1) Материал: PI, толщина базовой пленки 0,1–0,14 мм, толщина клеевого слоя на обратной стороне 0,03 мм, теплопроводность пленки PI > 0,3 Вт/(м·К);

(2) Сопротивление давлению: переменный ток 3000 В, 60 с, ток утечки ≤ 0,5 мА;

(3) (холодная паста) прочность на отрыв 180° ≥ 15 Н/24 мм;

(4) Изоляция: постоянный ток 1500 В, 60 с, сопротивление изоляции > 1000 МОм;

(5) Тепловая и электролитическая стойкость изоляции: при 500 ℃, постоянном напряжении 700 В, добавить 2 мл электролита (испытательная область 13000 мм<H>2<H>), выдерживать в течение 1 ч, без пробоя и искрения;

(6) Тепловые и изоляционные характеристики: при 500±2℃ продолжайте выпекать (муфельная печь) в течение 0,5 ч, общая морфология образца изменяется без самовозгорания, и образец проходит дважды. К поверхности прикладывается переменный ток 1000 В, и напряжение увеличивается от 0 В до 3000 в течение 10 с, а затем продолжается в течение 60 с. Испытуемый образец не имеет пробоя и искрения;

(7) Класс огнестойкости: UL94 V-0;

(8) Высокая температура и высокая влажность: после 1000 часов испытания при 85℃ и влажности 85% образец не имеет трещин и деформаций, что соответствует национальному стандарту «GBT 13542.6-2006 Электроизоляционная пленка Часть 6: Полиимидная пленка для электроизоляции» по сопротивлению изоляции, выдерживаемому напряжению и требованиям к электрической прочности. Прочность на растяжение, удлинение при разрыве и прочность на отрыв снижаются менее чем на 30% по сравнению с нестареющим материалом;

(9) Горячий и холодный удар: 85℃ в течение одного часа, переключение на -40℃ в течение одного часа, а затем переключение на 85℃ для циклов высокой и низкой температуры. Время переключения включено в один час, а время переключения составляет ≤3 мин. После 1000 часов циклов высокой и низкой температуры образец не имеет трещин и деформаций, что соответствует национальному стандарту «GBT 13542.6-2006 Электроизоляционная пленка Часть 6: Полиимидная пленка для электроизоляции» по сопротивлению изоляции, значению выдерживаемого напряжения и требованиям к электрической прочности. Прочность на растяжение, удлинение при разрыве и прочность на отрыв снижаются менее чем на 30% по сравнению с нестареющим материалом.

(10) Испытание в соляном тумане: испытание в нейтральном соляном тумане (NSS) по стандарту GB/T 10125, температура 35℃, влажность ≥85%RH, тестовый раствор (5±0,1%) (массовая доля) NaCl, PH=6,5~7,2, непрерывное распыление в течение 72 часов. После испытания в соляном тумане образец не имеет трещин и деформаций, что соответствует национальному стандарту «GBT 13542.6-2006 Электроизоляционная пленка. Часть 6: Полиимидная пленка для электроизоляции» по сопротивлению изоляции, значению выдерживаемого напряжения и требованиям к электрической прочности. Прочность на растяжение, удлинение при разрыве и прочность на отслаивание снижаются менее чем на 30% по сравнению с нестареющим материалом.

(11) Изделие соответствует RoHS.

Рисунок 2. ПИ-пленка для поддона батареи

3-Методы испытаний изоляции выдерживаемым напряжением и решения распространенных проблем

(1) Метод испытания изоляции выдерживаемым напряжением

Испытание изоляции выдерживаемым напряжением является важным средством оценки изоляционных характеристик электрооборудования, в основном включая испытание постоянным выдерживаемым напряжением и испытание переменным выдерживаемым напряжением. Испытание постоянным выдерживаемым напряжением определяет, разрушается ли изоляционный материал в течение определенного времени при подаче постоянного высокого напряжения. Оборудование включает в себя генератор постоянного тока высокого напряжения, вольтметр и т. д. Этапы включают подачу напряжения, поддержание напряжения и снижение напряжения. Испытание переменным выдерживаемым напряжением применяет переменное высокое напряжение. Оборудование и этапы аналогичны испытанию постоянным током. Оба метода требуют подготовки перед испытанием, чтобы убедиться, что оборудование хорошо заземлено, а состояние поверхности изоляционного материала внимательно отслеживается во время испытания.

(2) Распространенные проблемы и решения

Распространенные проблемы при испытании изоляции выдерживаемым напряжением включают пробой изоляции, чрезмерный ток утечки и отказ испытательного оборудования. Пробой изоляции может быть вызван недостаточной производительностью изоляционного материала, внутренними дефектами или влажностью. Решения включают выбор высококачественных материалов, укрепление обслуживания и улучшение структуры изоляции. Избыточный ток утечки может быть вызван пониженным сопротивлением изоляции, загрязнением поверхности или недостаточной точностью испытательного оборудования. Решения включают поддержание чистоты и сухости изоляционного материала и калибровку испытательного оборудования. Отказ испытательного оборудования может быть вызван старением оборудования, неправильным обслуживанием или неправильной эксплуатацией. Решения включают регулярное обслуживание, правильную эксплуатацию и своевременный ремонт.

Мы будем регулярно обновлять технологии и информацию о тепловых проектах и оптимизации, и делиться этой информацией с вами для справки. Благодарим вас за интерес к компании Walmate.