Перспективи застосування порошкових покриттів в електромобілях

Завдяки глобальному консенсусу щодо прискорення електрифікації транспорту індустрія транспортних засобів на новій енергії досягла стрімкого розвитку за останні кілька років. Навіть на тлі глобальної пандемії та дефіциту мікросхем, що суттєво вплинуло на традиційний автомобільний ринок, транспортні засоби з новою енергією зберегли значний темп зростання, ставши основним рушієм нових продажів у світовій автомобільній промисловості. Оскільки проникнення на ринок продовжує зростати, електромобілі переходять від «стадії масштабного розширення» до «стадії глибокої оптимізації безпеки та надійності системи», на якій конструкція ізоляції електричних систем високої-напруги стала однією з ключових технічних проблем.

 

 

Поточні основні електромобілі охоплюють різноманітні технічні напрямки, зокрема HEV, PHEV, EREV і чисту електрику, із високовольтними рівнями напруги в -системі зазвичай від 200 В до 800 В. В умовах тенденції до високоінтегрованої архітектури транспортного засобу та постійного скорочення простору, як досягти надійного, стабільного та масового-виробного рішення електричної ізоляції в обмеженому структурному просторі стало справжньою проблемою при проектуванні систем живлення акумуляторів.

 

У поточній системі стандартів безпеки електромобілів надійність ізоляції компонентів високої-напруги безпосередньо пов’язана із захистом персоналу від ураження електричним струмом, функціональною безпекою та можливостями захисту системи від збоїв. Будучи основою високовольтної-енергії, конструкція ізоляції системи силової батареї не лише впливає на безпеку окремих елементів, але й визначає стабільність системи на рівні акумуляторного модуля, акумуляторної батареї та навіть усього автомобіля.

 

 

На ранніх стадіях виробництва акумуляторних батарей зовнішня ізоляція елементів в основному покладалася на покриття. Однак у міру того, як акумуляторні модулі еволюціонували в напрямку високої інтеграції, автоматизації та CTP (Cell to Pack), традиційні матеріали покриття поступово виявляли обмеження щодо адаптивності автоматизації, узгодженості збірки та довгострокової-надійності.

 

На цьому фоні порошкове покриття, як зрілий промисловий матеріал покриття, поступово впроваджується в конструкцію ізоляції елементів живлення. Формування безперервного та щільного ізоляційного шару шляхом напилення ефективно дозволяє уникнути проблем із повітряним зазором і має такі характеристики, як стабільна адгезія, стійкість до пошкоджень та придатність для повністю автоматизованого виробництва. Для великомасштабного-виробництва незалежний процес напилення осередків допомагає досягти стабільного контролю якості ізоляції на початковому етапі, забезпечуючи надійну основу для наступного складання модулів і пакетів.

 

 

У конструкціях призматичних акумуляторних елементів, оскільки потенціал корпусу лежить між позитивним і негативним електродами, сам елемент заряджається на проектному рівні. Щоб запобігти корозії або ризикам безпеки, викликаним контактом між корпусом і зовнішніми конструктивними компонентами, ефективна ізоляція повинна бути досягнута за допомогою зовнішньої ізоляції. У цьому застосуванні порошкові покриття по суті створюють «ізоляційний шар» для клітини, забезпечуючи електричну безпеку, одночасно підвищуючи загальну надійність конструкції.

 

Порівняно з традиційними рішеннями, порошкові покриття пропонують більш збалансовану дію з точки зору стійкості до корозії, стійкості до вологого тепла та збереження ефективності після термічного удару. Крім того, процес їх застосування легше автоматизувати, що відповідає подвійним вимогам ефективності та послідовності у виробництві силових батарей.

 

 

Оскільки складність систем високої-напруги електромобілів продовжує зростати, застосування порошкових покриттів поступово розширюється від ізоляції клітин до ширшої електричної екосистеми, включаючи структурні компоненти внутрішньої акумуляторної батареї, системи керування температурою, вузли корпусу, системи двигунів і високовольтні з’єднувальні компоненти-.

 

У -сильних сценаріях передачі струму шинні системи поступово витісняють традиційні високо-кабелі напруги, стаючи основною провідною структурою в акумуляторних батареях і системах електроприводу. Завдяки нанесенню порошкового покриття на поверхню ізольованої мідної шини можна досягти стабільної електричної ізоляції без значного збільшення конструктивних розмірів. Рішення, представлені шинопроводами з порошковим покриттям, збалансовують характеристики ізоляції та вимоги до розсіювання тепла, допомагаючи зменшити тепловий ризик системи.

 

У практичному застосуванні такі форми, як епоксидна мідна акумуляторна шина, шини з епоксидним порошковим покриттям, шини з нікелевим -покриттям і шини з олов’яним-покриттям ізольовані, використовуються в різних рівнях напруги та середовищах встановлення. Ці технології покриття збірних шин утворюють щільний ізоляційний шар за допомогою порошкового покриття для ізоляції шин або фарби для ізоляції шин, що дозволяє шинам підтримувати стабільну роботу в умовах високої температури, високої вологості та термічного удару.

 

 

З точки зору безпеки системи, збірна шина з ізоляційним покриттям, утворена порошковими покриттями, ефективно пригнічує ризик струму витоку та зменшує ймовірність перегріву, спричиненого неправильним використанням електрики. З точки зору виробництва, його характеристики, пов’язані з відсутністю летких органічних сполук і наявністю порошку, який можна переробити, відповідають вимогам автомобільної промисловості щодо екологічного та екологічного виробництва.

 

У системах охолодження акумуляторів епоксидне порошкове покриття збірної шини та мідна шинна шина з епоксидним порошковим покриттям із застосуванням епоксидних систем можуть підвищити стійкість до корозії та механічну стабільність, одночасно забезпечуючи електричну ізоляцію, пристосовуючись до умов тривалого -термічного циклу. Подібні технології **шинопроводів із епоксидним покриттям ізольовані** стають одним із важливих фундаментальних процесів у високо-системах напруги.

 

 

Оскільки електричні транспортні засоби розвиваються в напрямку платформ з більш високою напругою, вищою щільністю енергії та довшим терміном служби, важливість конструкції електричної ізоляції ставатиме ще більш помітною. Порошкові покриття з їхньою зрілою технологічною основою, стабільними ізоляційними властивостями та хорошою адаптованістю до автоматизованого виробництва стають незамінною ключовою технологією в системах високо-батарейних батарей і конструкціях шин.

 

Пошук балансу між безпекою, ефективністю та вартістю залишається довгостроковою проблемою для виробників автомобілів і постачальників компонентів. Дивлячись на сучасні технологічні тенденції, постійна оптимізаціяІзоляційна шина з порошковим покриттямі -високовольтні ізоляційні конструкції займатимуть дедалі важливішу позицію в майбутньому ланцюжку виробництва електромобілів.