แนวโน้มการประยุกต์ใช้การเคลือบสีฝุ่นบนยานพาหนะไฟฟ้าและประเด็นสำคัญของการออกแบบฉนวนไฟฟ้า

ภาคการขนส่งทั่วโลกกำลังเร่งกระบวนการใช้พลังงานไฟฟ้า ในช่วงปี 2020 ถึง 2021 ตลาดสำหรับรถยนต์พลังงานใหม่มีการเติบโตที่สวนทางกับ-แนวโน้ม ในปี 2563 ยอดขายรถยนต์พลังงานใหม่เพิ่มขึ้นเป็น 3 ล้านคัน คิดเป็น 4.1% ของยอดขายรถยนต์ทั้งหมด ในปี 2564 ยอดขายเพิ่มขึ้นอีกสองเท่าเป็น 6.6 ล้านคัน คิดเป็นเกือบ 9% ของตลาดยานยนต์ทั่วโลก ส่วนแบ่งการตลาดเพิ่มขึ้นมากกว่าสองเท่าเมื่อเทียบกับสองปีที่แล้ว แม้จะอยู่ในบริบทของการขาดแคลนชิปก็ตาม การเติบโตสุทธิของยอดขายรถยนต์ทั่วโลกทั้งหมดมาจากรถยนต์พลังงานใหม่

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ภายใต้แนวโน้มนี้ โมเดลที่มีส่วนประกอบไฟฟ้าแรงสูง- เช่น HEV, PHEV, EREV และยานพาหนะไฟฟ้าบริสุทธิ์ค่อยๆ กลายเป็นกระแสหลักของการออกแบบ ช่วงแรงดันไฟฟ้าของระบบแบตเตอรี่แรงดันสูง-ครอบคลุมตั้งแต่ 200V ถึง 800V และการออกแบบฉนวนไฟฟ้าในพื้นที่ขนาดกะทัดรัดได้กลายเป็นจุดสนใจหลักของอุตสาหกรรม

การออกแบบฉนวนของแบตเตอรี่เกี่ยวข้องโดยตรงกับความปลอดภัยในการปฏิบัติงานของยานพาหนะไฟฟ้า ตามมาตรฐาน GB/T18384 สำหรับข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของยานพาหนะไฟฟ้าในประเทศจีน แบ่งออกเป็นสามส่วน: ส่วนเก็บพลังงานบน-บอร์ด ความปลอดภัยในการใช้งานและการป้องกันข้อผิดพลาด และการป้องกันไฟฟ้าช็อตสำหรับบุคลากร โดยเสนอกฎระเบียบที่ชัดเจนสำหรับความปลอดภัยทางไฟฟ้าของยานพาหนะไฟฟ้า เพื่อให้มั่นใจว่ายานพาหนะจะไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อผู้ใช้และสิ่งแวดล้อมโดยรอบในระหว่างการใช้งานปกติและสถานการณ์ความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้น ขึ้นอยู่กับวิธีการต่างๆ ของการป้องกันไฟฟ้าช็อตหลังจากฉนวนล้มเหลว ส่วนประกอบทางไฟฟ้าสามารถแบ่งได้เป็นสี่ประเภท และส่วนประกอบแต่ละประเภทมีข้อกำหนดคุณลักษณะการป้องกันฉนวนที่ชัดเจน

ในระบบแบตเตอรี่ การออกแบบฉนวนเป็นข้อกำหนดหลักขั้นพื้นฐาน ผู้ผลิตรถยนต์ในประเทศและบริษัทแบตเตอรี่หลายรายได้เลือกการเคลือบสีฝุ่นเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ต้องการสำหรับฉนวนภายในของแบตเตอรี่ เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการฉนวนฟิล์มสีน้ำเงินแบบดั้งเดิม กระบวนการพ่นเคลือบผงเหมาะสำหรับความต้องการการผลิตอัตโนมัติ 100% ของโมดูลแบตเตอรี่ และสามารถปรับปรุงความน่าเชื่อถือของฉนวนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในสายการผลิตโมดูลแบตเตอรี่ ด้วยการฉีดพ่นอัตโนมัติแบบปิดและติดตั้งแผ่นฉนวน ทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพของฉนวนระหว่างเซลล์แบตเตอรี่ ในเวลาเดียวกัน ด้วยการรวมเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น การทำความสะอาดพลาสมาและการตรวจสอบด้วยแสงอัจฉริยะ จึงสามารถรับประกันความเสถียรของกระบวนการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์เพิ่มเติมได้ นี่เป็นการสนับสนุนทางเทคนิคที่สำคัญสำหรับการเปลี่ยนจากยุคโมดูลแบบดั้งเดิมไปสู่ยุค CTP

ความต้องการการเคลือบผงฉนวนสำหรับเซลล์แบตเตอรี่ทรงกระบอกนั้นเกิดจากลักษณะทางโครงสร้างของตัวเอง ศักย์ไฟฟ้าของเปลือกอลูมิเนียมมีค่าสูงกว่าศักย์ของเปลือก และศักย์ของเปลือกจะสูงกว่าศักย์ไฟฟ้าที่เป็นลบ หากเปลือกสัมผัสกับขั้วลบ จะเกิดปฏิกิริยาการกัดกร่อน ส่งผลให้เปลือกอะลูมิเนียมหลุดล่อน เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาดังกล่าว เปลือกมักจะเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดบวกเพื่อเพิ่มศักยภาพของเปลือกและป้องกันการกัดกร่อน- ซึ่งทำให้เซลล์แบตเตอรี่ชาร์จเองและต้องใช้ฉนวนภายนอกเพื่อให้เกิดการแยกตัวจากโลกภายนอก การเคลือบผงเป็นวัสดุในอุดมคติที่ตอบสนองความต้องการนี้

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

เนื่องจากเป็นวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและมีประสิทธิภาพสูง- จึงมีการนำการเคลือบด้วยสีฝุ่นมาใช้ในด้านฉนวนของเซลล์แบตเตอรี่จากยุโรปเป็นครั้งแรก มีข้อดีคือมีโครงสร้างที่สะดวกและ-ฉีดพ่นขึ้นรูปเพียงครั้งเดียว สะดวกในการติดตั้งและขนส่งเซลล์แบตเตอรี่ เมื่อเปรียบเทียบกับฟิล์มสีน้ำเงินแบบดั้งเดิม การเคลือบแบบผงจะไม่สร้างช่องว่างอากาศ มีการยึดเกาะที่ดีกว่า และมีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายน้อยกว่า ซึ่งสามารถลดความซับซ้อนในการพัฒนาความยากของการเชื่อมต่อโครงสร้างระหว่างเซลล์แบตเตอรี่และแพ็คในยุค CTP ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

 

ในเวลาเดียวกัน การเคลือบผงมีประสิทธิภาพการเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม ประสิทธิภาพการป้องกัน-การกัดกร่อนที่โดดเด่น ความต้านทานต่อการกระแทกที่อุณหภูมิสูงและต่ำ และสามารถตอบสนอง-ข้อกำหนดการใช้งานระยะยาวของส่วนประกอบไฟฟ้าแรงสูง-สำหรับยานพาหนะไฟฟ้า การเคลือบสีฝุ่นถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบนิเวศทางไฟฟ้าของยานพาหนะไฟฟ้า ครอบคลุมเซลล์แบตเตอรี่ ส่วนประกอบโครงสร้างภายในของชุดแบตเตอรี่ ระบบการจัดการความร้อน เปลือกแบตเตอรี่ แถบขั้วต่อ แท่งอะลูมิเนียม และส่วนประกอบอื่น ๆ รวมถึงสิ่งอำนวยความสะดวกในการชาร์จและการจัดเก็บพลังงาน ส่วนประกอบเหล่านี้ส่วนใหญ่มีข้อกำหนดการต้านทานความร้อนในระยะยาว- และผลการป้องกันของการเคลือบสีฝุ่นสามารถยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบและยานพาหนะทั้งคันได้อย่างมีประสิทธิภาพ

คุณค่าหลักของการใช้การเคลือบสีฝุ่นในระบบแบตเตอรี่ของยานพาหนะไฟฟ้าส่วนใหญ่อยู่ที่ 3 ประการ ประการแรก ช่วยป้องกันความเสี่ยงจากความร้อนที่ระบายออกและความล้มเหลวของแบตเตอรี่ในยานพาหนะไฟฟ้า เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยในการปฏิบัติงานของยานพาหนะ ประการที่สอง สามารถสร้างกระบวนการผลิตที่ยั่งยืนมากขึ้น อำนวยความสะดวกในการผลิตอัตโนมัติที่มีความน่าเชื่อถือสูง ประการที่สาม เป็นไปตามกฎระเบียบและคำสั่งด้านสิ่งแวดล้อมระหว่างประเทศที่เข้มงวด ไม่มีสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) ไม่ก่อให้เกิดของเสียอันตราย และผงที่พ่นทับเกินไปสามารถรีไซเคิลและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ซึ่งมีข้อได้เปรียบด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ

การใช้งานเฉพาะของการเคลือบสีฝุ่นในส่วนประกอบสำคัญของยานพาหนะไฟฟ้ามีดังต่อไปนี้: ในระบบแบตเตอรี่ การเคลือบผงฉนวนโดยเฉพาะสามารถบรรลุฟังก์ชันการเป็นฉนวนระหว่างเซลล์แบตเตอรี่ โดยมีความแข็งแรงของฉนวนที่ดีเยี่ยม การยึดเกาะที่โดดเด่น และประสิทธิภาพการกระแทกเย็นและร้อนที่ดี ขณะเดียวกันก็ให้การป้องกันหลายประการ เช่น การจัดการความร้อน ฉนวนไฟฟ้า สารหน่วงไฟ ความต้านทานการกัดกร่อน และทนต่อสารเคมีสำหรับตัวเรือนแบตเตอรี่ ในเครื่องแยกความเย็นและท่อทำความเย็น การเคลือบผงสูตรพิเศษ-สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของระบบระบายความร้อนของแบตเตอรี่ได้ โดยให้ผลเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมพร้อมความแข็งแรงของฉนวนที่สูงขึ้น ให้การครอบคลุมขอบที่เหนือกว่าและการครอบคลุมการเคลือบหนาแน่น และการเคลือบผงแบบอีพอกซี-สามารถตอบสนองการหน่วงไฟ UL94 V-0, ข้อกำหนดการต้านทานความร้อนระยะยาว 130 องศาของ UL746B ขณะเดียวกันก็ทนต่อแรงกระแทกทางกายภาพและความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม

ในการใช้งานบัสบาร์ ระบบบัสบาร์ได้ค่อยๆ เข้ามาแทนที่สายเคเบิลไฟฟ้าแรงสูง-จำนวนมาก ด้วยกระบวนการฟลูอิไดซ์เบดหรือกระบวนการพ่นแบบไฟฟ้าสถิต การเคลือบผงฉนวนสามารถนำไปใช้กับ-ชุบนิกเกิล ชุบเงิน- ชุบ- หรือลวดทองแดงเปลือยและบัสบาร์อลูมิเนียม กล่าวคือ บัสบาร์เคลือบผงอีพ็อกซี่ ซึ่งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของบัสบาร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดภาระการจุดระเบิด และยืดอายุการใช้งานของบัสบาร์ภายใต้สภาวะการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

การเคลือบผงสำหรับบัสบาร์ดังกล่าวสามารถตอบสนองข้อกำหนดการรับรองหลายรายการ เช่น UL1446, UL94 V-0 และ UL746B โดยมีดัชนีอุณหภูมิสัมพัทธ์ RTI สูงถึง 130 องศา ซึ่งตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพหลักของ Insulated Copper Bus Bar ในหมู่พวกเขา บัสบาร์ทองแดงกระป๋องหลังจากเคลือบผงสามารถเพิ่มความสามารถในการป้องกันฉนวนเพิ่มเติม ปรับให้เข้ากับความต้องการของสถานการณ์ไฟฟ้าแรงสูงในยานพาหนะไฟฟ้า และประเภทสีฉนวนบัสบาร์ก็กลายเป็นตัวเลือกที่สำคัญสำหรับการออกแบบฉนวนบัสบาร์

โดยสรุป ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของกระบวนการไฟฟ้าและอัจฉริยะของยานพาหนะไฟฟ้า การเคลือบสีฝุ่นพร้อมข้อดีในการปกป้องสิ่งแวดล้อม ประสิทธิภาพของฉนวนที่ดีเยี่ยม และความเข้ากันได้กับการผลิตอัตโนมัติ ทำให้มีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางในด้านฉนวนไฟฟ้าของยานพาหนะไฟฟ้า ไม่เพียงแต่เป็นไปตามข้อกำหนดการป้องกันฉนวนของส่วนประกอบหลัก เช่น ระบบแบตเตอรี่ ระบบทำความเย็น และบัสบาร์เท่านั้น แต่ยังสอดคล้องกับแนวโน้มการพัฒนาของการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของอุตสาหกรรมและการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต ให้การรับประกันที่เชื่อถือได้สำหรับความปลอดภัยทางไฟฟ้าของยานพาหนะไฟฟ้า และยังส่งเสริมการอัปเกรดเทคโนโลยีและการขยายการใช้งานของผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง เช่นอีพ็อกซี่สเปรย์ทองแดงบัสบาร์.