Elektriskās izolācijas projektēšanas tehnoloģijas analīze jauniem transportlīdzekļiem ar enerģiju: pulvera pārklājumu pielietošanas tendences vilces akumulatoros un augstsprieguma kopņu sistēmās

Tā kā jauno enerģijas transportlīdzekļu (NEV) nozare turpina attīstīties uz augsta{0}}sprieguma, lielas-jaudas un ļoti integrētām sistēmām, jaudas akumulatoru sistēmām, elektriskās piedziņas sistēmām un augstsprieguma{2}}elektroenerģijas sadales sistēmām tiek izvirzītas arvien stingrākas elektriskās drošības prasības. Uzticamas izolācijas sasniegšana ierobežotā telpā-vienlaikus risinot siltuma izkliedes, viegluma, automatizētas ražošanas un ilgtermiņa -darba uzticamības{6}}risināšanu ir kļuvusi par kritisku izaicinājumu NEV komponentu projektēšanā.

 

Augsta{0}}sprieguma platformas NEV pāriet no agrīnām 200 V-klases sistēmām uz 400 V, 800 V un vēl augstāku sprieguma līmeni. Palielinoties spriegumam, ir atkārtoti jānovērtē tādi parametri kā izolācijas attālumi, elektriskās atstarpes, šļūdes attālumi un materiāla dielektriskā izturība. Izolācijas dizains-īpaši barošanas elementiem, akumulatora bloka konstrukcijas komponentiem, kopnēm un siltuma pārvaldības sistēmām-tieši ietekmē kopējo transportlīdzekļa drošību un kalpošanas laiku.

 

Tradicionālajā bateriju ražošanā elementi parasti tiek aizsargāti ar ārējām izolācijas plēvēm. Tomēr, akumulatoru arhitektūrai attīstoties pret augstas-integrācijas projektiem, piemēram, CTP (šūnu-uz-pakotni) un CTC (šūnu-līdz{5}}šamju), tradicionālās izolācijas metodes saskaras ar jauniem izaicinājumiem saistībā ar automatizētu ražošanu, telpas izmantošanu un ilgtermiņa{6}}uzticamību. Līdz ar to pulverkrāsošanas tehnoloģija -ko raksturo spēcīga saķere, augsta karstumizturība un izcilas elektriskās īpašības-ir kļuvis par galveno risinājumu NEV elektroizolācijas projektēšanai.

 

 

 

Jaudas akumulatoru sistēmas NEV ietver daudzus augstsprieguma{0}}komponentus, tostarp elementus, akumulatoru korpusus, savienotājus, kopnes, dzesēšanas blokus un augstsprieguma{1}}elektroenerģijas sadales moduļus. Darbības laikā šīs sastāvdaļas tiek pakļautas ne tikai nepārtrauktam spriegumam, bet arī vairākiem stresa faktoriem, piemēram, temperatūras svārstībām, mehāniskām vibrācijām, karstai un mitrai videi un ķīmiskai korozijai.

 

Efektīvai izolācijas konstrukcijai ir ne tikai jānovērš īssavienojumi starp pozitīvajiem un negatīvajiem spailēm, bet arī jāsamazina noplūdes risks, jānovērš daļēja izlāde un jāuzlabo sistēmas izturība. Strāvas akumulatorā pieaugošais šūnu skaits un arvien kompaktākas struktūras nozīmē, ka tradicionālās metodes,-piemēram, vienkārši palielinot izolācijas attālumu-, vairs nevar apmierināt augsta enerģijas blīvuma prasības; tādēļ ir nepieciešamas progresīvas materiālu tehnoloģijas, lai uzlabotu izolācijas aizsardzības spējas.

 

Kā nobriedusi virsmas apstrādes tehnoloģija pulvera pārklājums, -ko uzklāj ar elektrostatisko izsmidzināšanu vai verdošā slāņa pārklājumu-, veido nepārtrauktu, blīvu izolācijas slāni. Tas efektīvi aptver sarežģītas virsmas ģeometrijas un uzlabo elektrisko izolāciju starp komponentiem. Jaunās enerģijas transportlīdzekļu (NEV) akumulatoru sistēmās pulverkrāsojums tiek izmantots ne tikai akumulatoru elementu ārējai izolācijai, bet arī arvien biežāk tiek izmantots akumulatoru korpusiem, konstrukcijas komponentiem, augstsprieguma savienojumu mezgliem un spēka piedziņas daļām. Piemēram, dažās augstsprieguma{6}}pieslēguma struktūrās tiek izmantota epoksīda izsmidzināšanas vara kopnes tehnoloģija; tiek uzklāts aizsargslānis uz epoksīda- bāzes, lai uzlabotu vara vadītāju izolācijas veiktspēju un izturību pret koroziju prasīgās vidēs.

 

 

Jaudas akumulatoru prizmatiskajām šūnām parasti ir alumīnija korpuss. Lai gan alumīnija apvalki nodrošina izcilu mehānisko izturību un siltuma izkliedi, potenciālā atšķirība starp iekšējiem pozitīvajiem un negatīvajiem elektrodiem rada elektriskus riskus, kas saistīti ar pašu korpusu.

 

Līdz ar to ir nepieciešams ārējais izolācijas slānis, lai izolētu šūnu no citām konstrukcijas sastāvdaļām.

 

Lai gan tradicionālā zilās plēves izolācija atbilst pamatprasībām, lielapjoma automatizētie ražošanas procesi bieži vien saskaras ar ierobežojumiem attiecībā uz pielietojuma precizitāti, malu bojājumiem un ilgtermiņa noturību pret vidi. Turpretim pulverkrāsošanas tehnoloģija vienā solī rada viendabīgu pārklājumu, samazinot vajadzību pēc roku darba un uzlabojot ražošanas konsekvenci.

 

Salīdzinot ar tradicionālajiem plēves izolācijas materiāliem, pulvera pārklājumiem ir šādas īpašības:

 

Pirmkārt, pārklājumam ir spēcīga adhēzija, tas cieši pielīp pie metāla virsmām un samazina iespējamos riskus, kas saistīti ar gaisa spraugām.

 

Otrkārt, pulvera materiāls nodrošina izcilu karstumizturību, ļaujot tam izturēt temperatūras svārstības, kas rodas NEV ilgstošas ​​darbības laikā-.

 

Treškārt, pārklājuma biezumu var pielāgot atbilstoši konstrukcijas specifikācijām; tas ļauj optimāli izmantot vietu akumulatorā, vienlaikus izpildot izolācijas prasības.

 

Turklāt pulverkrāsošanas process nav atkarīgs no organiskiem šķīdinātājiem un nerada ievērojamu daudzumu gaistošo organisko savienojumu (GOS), padarot to vairāk saskaņotu ar videi draudzīgiem ražošanas standartiem, kas nepieciešami NEV.

 

Lai apmierinātu dažādas elektrisko savienojumu vajadzības, tirgū ir ieviesti dažādi izolētu kopņu risinājumi,-piemēram, epoksīda pulvera-pārklājuma kopnes-, kurās tiek izmantots stabils epoksīda pulvera izolācijas slānis, lai nodrošinātu uzticamu vara kopņu darbību augstsprieguma -vidē.

 

 

 

Tā kā NEV sprieguma platformas turpina pieaugt, augstsprieguma{0}}kopnes arvien vairāk aizstāj tradicionālās kabeļu{1}}pieslēguma metodes. Salīdzinājumā ar vadu instalācijām kopnēm ir tādas priekšrocības kā lielāka strāvas-nesošā jauda, ​​kompakta struktūra un izcila siltuma izkliede, kā rezultātā tās tiek plaši izmantotas jaudas akumulatoru blokos, elektriskās piedziņas sistēmās un augstsprieguma -elektroenerģijas sadales moduļos. Tomēr atklātās metāla kopnes rada drošības riskus augstsprieguma{6}}vidēs, tādēļ ir nepieciešama izolācijas apstrāde, lai uzlabotu sistēmas uzticamību.

 

Izplatītas kopņu izolācijas metodes ir termiski{0}}sarūkošās caurules, iesmidzināšana, izolācijas plēves iesaiņošana un pulverkrāsošana. Tostarp pulverkrāsošana izceļas kā galvenā attīstības tendence augstsprieguma kopnēm jaunos enerģijas transportlīdzekļos (NEV), jo tā var pārklāt sarežģītas ģeometrijas, vienlaikus saglabājot izcilu mehānisko izturību.

 

Piemēram, izolētām vara kopnēm ir aizsargizolācijas slānis, kas uzklāts uz vara vadītāja virsmas; tas nodrošina efektīvu elektrisko izolāciju, vienlaikus saglabājot augstu elektrovadītspēju.

 

Arī kopņu virsmas var tikt pakļautas dažādām metāla apstrādēm atkarībā no lietošanas vides. Piemēram, niķelētās -izolētās kopnes ir piemērotas lietojumiem, kam nepieciešama pastiprināta izturība pret koroziju, savukārt alvas -izolētas kopnes uzlabo stabilitāti savienojuma vietās.

 

NEV un enerģijas uzglabāšanas sistēmās izolētajām kopnēm ir jāatbilst ne tikai sprieguma izolācijas prasībām, bet arī jāiztur termiskā cikla maiņa un mehāniskais trieciens, vienlaikus saglabājot ilgtermiņa vides stabilitāti.

 

 

 

Galvenās NEV drošības problēmas ir termiskās bēgšanas risks. Strāvas akumulatori var radīt augstu temperatūru un spiedienu vai piedzīvot elektriskus bojājumus neparastos apstākļos; tādēļ elektroizolācijas materiāliem jānodrošina karstumizturība, izturība pret koroziju un liesmas slāpēšana.

 

Materiālu formulējumu optimizēšana pulvera pārklājumiem var uzlabot akumulatoru sistēmu vispārējo drošību. Piemēram, uzklājot izolācijas pārklājumus uz akumulatoru korpusiem, dzesēšanas komponentiem un augstsprieguma{1}}pieslēguma vietām, tiek samazināts risks, ka starp metāla daļām var rasties tieša saskare.

 

Attiecībā uz dzesēšanas sistēmām dzesēšanas caurules un plāksnes ilgstoši tiek pakļautas sarežģītai videi; tiem jānodrošina efektīva siltuma pārnese, vienlaikus novēršot elektrības noplūdi. Līdz ar to izolētās kopnes un saistītās pārklājuma tehnoloģijas palīdz NEV sistēmām panākt līdzsvaru starp elektrisko drošību un siltuma pārvaldības veiktspēju.

 

Turklāt daži augstas veiktspējas{0}}izolācijas materiāli nodrošina izcilu izturību pret karstumu, mitrumu un ķīmisku koroziju, tādējādi mazinot drošības riskus, kas saistīti ar materiāla noārdīšanos ilgstošas ​​darbības laikā.

 

 

NEV nozare virzās uz augstu automatizācijas līmeni; komponentu ražošanā tagad prioritāte ir ražošanas efektivitāte un konsekvence līdzās produkta veiktspējai. Pulverkrāsošanas process ir labi-piemērots automatizētām ražošanas līnijām; robotizētas izsmidzināšanas, automatizētas pārbaudes un līnijas kvalitātes kontroles izmantošana samazina cilvēka kļūdas un uzlabo konsekvenci masveida ražošanā.

 

Salīdzinot ar tradicionālajām izolācijas metodēm, pulvera pārklājums novērš vairākus montāžas posmus, kā rezultātā komponentu dizains ir racionālāks. Piemēram, vara kopņu ražošanā epoksīda pulvera pārklājuma process ļauj tieši izveidot izolācijas slāni pēc vara stieņa formas, tādējādi samazinot vajadzību pēc turpmākām tīšanas un montāžas darbībām.

 

Turklāt automatizētā izsmidzināšanas tehnoloģija nodrošina precīzu pārklājuma biezuma kontroli, nodrošinot konsekventu veiktspēju visās produktu partijās{0}}, kas ir būtisks faktors jaunu enerģijas transportlīdzekļu (NEV) masveida ražošanā.

 

 

Tā kā NEV attīstās uz augstāku spriegumu, lielāku jaudu un lielāku intelektu, izolācijas materiālu tehnoloģija turpinās attīstīties.

Turpmākie NEV izolācijas modeļi koncentrēsies uz vairākām galvenajām jomām:

 

Pirmkārt, tiks paātrināta augstas veiktspējas{0}}materiālu izstrāde. Izolācijas materiāliem jāatbilst arvien stingrākām prasībām attiecībā uz sprieguma pretestību, termisko stabilitāti un kalpošanas laiku.

 

Otrkārt, tendence uz vieglu svaru veicinās plānslāņu-augstas veiktspējas{1}}izolācijas tehnoloģiju attīstību. Izcilu izolācijas rādītāju sasniegšana ierobežotos telpiskos ierobežojumus kļūs par prioritāti spēka piedziņas projektēšanā.

 

Treškārt, zaļās ražošanas koncepcija paplašinās videi draudzīgu pulvera materiālu pielietojumu. Zema-piesārņojuma, augstas-efektivitātes izsmidzināšanas procesi labāk atbilst NEV nozares attīstības vajadzībām.

 

Turklāt pieaugošais pieprasījums pēc izolētām kopnēm un augstsprieguma starpsavienojumu sistēmām palielinās 800 V augstsprieguma-platformas, elektriskie lieljaudas{2}}kravas automobiļi, ar ūdeņradi darbināmi-automobiļi un enerģijas uzglabāšanas sistēmas. Tādām tehnoloģijām kā EV kopņu pārklājums būs arvien svarīgāka loma NEV jaudas starpsavienojumu sistēmās.

 

Raugoties nākotnē, tehnoloģijas, kas saistītas ar pulverveida{0}}vara kopnēm un specializētiem kopņu pārklājuma pulveriem, virzīs NEV elektrisko starpsavienojumu sistēmas uz lielāku uzticamību un augstāku integrācijas līmeni.

 

Rezumējot, pulverkrāsošanas tehnoloģija ir vairāk nekā tikai virsmas apstrādes metode; tas ir būtisks risinājums augstsprieguma{0}}sistēmu drošai projektēšanai NEV. Apvienojot materiālu jauninājumus, automatizētu ražošanu un strukturālo optimizāciju, uz pulvera- balstītas izolācijas tehnoloģijas tiks plaši izmantotas enerģijas akumulatoru sistēmās, elektriskajās piedziņas vienībās un NEV infrastruktūrā.