Vyhliadky použitia práškových farieb v elektrických vozidlách

Vďaka globálnemu konsenzu o urýchlení elektrifikácie dopravy dosiahol priemysel nových energetických vozidiel v posledných rokoch skokový rozvoj. Aj na pozadí globálnej pandémie a nedostatku čipov, ktoré výrazne ovplyvňujú tradičný automobilový trh, si nové energetické vozidlá udržali silný rast a stali sa hlavným motorom nových predajov v globálnom automobilovom priemysle. Keďže prenikanie na trh sa neustále zvyšuje, elektrické vozidlá prechádzajú z „fázy rozšírenia rozsahu“ do „štádia hlbokej optimalizácie bezpečnosti a spoľahlivosti systému“, v ktorej sa dizajn izolácie vysokonapäťových elektrických systémov stal jedným z kľúčových technických problémov.

 

 

Súčasné bežné produkty elektrických vozidiel pokrývajú viacero technických ciest, vrátane HEV, PHEV, EREV a čisto elektrických, s ich vysoko{0}}napäťovými systémovými úrovňami napätia vo všeobecnosti v rozsahu od 200 V do 800 V. V rámci dizajnérskeho trendu vysoko integrovanej architektúry vozidiel a neustále sa zmenšujúceho priestoru sa ako dosiahnuť spoľahlivé, stabilné a masovo{4}}vyrobiteľné riešenie elektrickej izolácie v obmedzenom konštrukčnom priestore stalo skutočnou výzvou pri navrhovaní systémov napájacích batérií.

 

V súčasnom systéme bezpečnostných štandardov pre elektrické vozidlá je spoľahlivosť izolácie vysokonapäťových komponentov priamo spojená s ochranou personálu pred úrazom elektrickým prúdom, funkčnou bezpečnosťou a schopnosťou ochrany pred chybami systému. Izolačný dizajn systému napájacej batérie, ktorý je jadrom vysokonapäťovej energie, ovplyvňuje nielen bezpečnosť jednotlivých článkov, ale určuje aj stabilitu systému na úrovni batériového modulu, súpravy batérií a dokonca aj celého vozidla.

 

 

V počiatočných štádiách výroby napájacích batérií sa vonkajšia izolácia článkov spoliehala hlavne na povlak. Ako sa však batériové moduly vyvíjali smerom k vysokej integrácii, automatizácii a CTP (Cell to Pack), tradičné náterové materiály postupne odhalili obmedzenia z hľadiska prispôsobivosti automatizácie, konzistentnosti zostavy a-dlhodobej spoľahlivosti.

 

V tejto súvislosti sa práškové lakovanie ako zrelý priemyselný náterový materiál postupne zaviedlo do konštrukcie izolácie článkov napájacích batérií. Vytvorenie súvislej a hustej izolačnej vrstvy pomocou nástreku účinne zabraňuje problémom so vzduchovou medzerou a má vlastnosti, ako je stabilná priľnavosť, odolnosť voči poškodeniu a vhodnosť pre plne automatizovanú výrobu. V prípade-výroby vo veľkom meradle pomáha nezávislý proces nanášania buniek striekaním dosiahnuť stabilnú kontrolu kvality izolácie v štádiu zdroja a poskytuje spoľahlivý základ pre následnú montáž modulov a balení.

 

 

V prizmatických štruktúrach batériových článkov, pretože potenciál puzdra leží medzi kladnými a zápornými elektródami, je samotný článok nabitý na konštrukčnej úrovni. Aby sa zabránilo korózii alebo bezpečnostným rizikám spôsobeným kontaktom medzi plášťom a vonkajšími konštrukčnými komponentmi, musí sa dosiahnuť účinná izolácia prostredníctvom vonkajšej izolácie. V tejto aplikácii práškové nátery v podstate vytvárajú "izolačný náter" článku, čím zaisťujú elektrickú bezpečnosť a zároveň zlepšujú celkovú štrukturálnu spoľahlivosť.

 

V porovnaní s tradičnými riešeniami ponúkajú práškové nátery vyváženejší výkon, pokiaľ ide o odolnosť proti korózii, odolnosť voči vlhkému teplu a zachovanie výkonu po tepelnom šoku. Navyše, proces ich aplikácie sa dá ľahšie automatizovať, čím spĺňa dvojité požiadavky na efektivitu a konzistentnosť pri výrobe napájacích batérií.

 

 

Vzhľadom na to, že zložitosť vysokonapäťových systémov elektrických vozidiel sa neustále zvyšuje, aplikácia práškových náterov sa postupne rozšírila z izolácie článkov na širší elektrický ekosystém vrátane štrukturálnych komponentov vnútornej batérie, systémov tepelného manažmentu, zostáv krytov, motorových systémov a vysokonapäťových spojovacích komponentov.

 

Pri vysoko{0}}prenosových scenároch systémy prípojníc postupne nahrádzajú tradičné-napäťové káble a stávajú sa hlavnou vodivou štruktúrou v napájacích batériách a elektrických pohonných systémoch. Zavedením práškového náteru na povrch izolovanej medenej zbernice je možné dosiahnuť stabilnú elektrickú izoláciu bez výrazného zväčšenia konštrukčných rozmerov. Riešenia reprezentované práškovo lakovanou prípojnicou vyrovnávajú izolačný výkon a požiadavky na rozptyl tepla, čím pomáhajú znižovať tepelné riziká systému.

 

V praktických aplikáciách sa formy ako epoxidová striekaná medená batériová zbernica, epoxidovo práškovo potiahnuté zbernice, poniklovaná{0}}izolovaná zbernica a pocínovaná{1}}izolovaná zbernica používajú v rôznych napäťových úrovniach a prostrediach inštalácie. Tieto technológie poťahovania prípojníc tvoria hustú izolačnú vrstvu prostredníctvom práškového náteru na izoláciu prípojníc alebo izolačnej farby prípojníc, čo umožňuje, aby si prípojnica udržala stabilný výkon pri vysokej teplote, vysokej vlhkosti a teplotných šokoch.

 

 

Z hľadiska bezpečnosti systému prípojnica Insulating Coatings tvorená práškovými nátermi účinne potláča riziko zvodového prúdu a znižuje pravdepodobnosť tepelného úniku spôsobeného nesprávnym elektrickým používaním. Z výrobného hľadiska je jeho charakteristika, že neobsahuje prchavé organické zlúčeniny a má recyklovateľný prestriekaný prášok, v súlade s požiadavkami automobilového priemyslu na zelenú výrobu a udržateľnú výrobu.

 

V systémoch chladenia batérií môže epoxidový práškový náter na prípojnicu a epoxidový práškový náter s izolovanou medenou prípojnicou, ktoré využívajú epoxidové systémy, zlepšiť odolnosť proti korózii a mechanickú stabilitu a zároveň zabezpečiť elektrickú izoláciu a prispôsobiť sa dlhodobým-podmienkam tepelného cyklu. Podobné technológie **Epoxy Power Coating Insulated Busbars** sa stávajú jedným z dôležitých základných procesov vo vysokonapäťových-systémoch.

 

 

Ako sa elektrické vozidlá vyvíjajú smerom k platformám s vyšším napätím, vyššou hustotou energie a dlhšou životnosťou, dôležitosť dizajnu elektrickej izolácie bude ešte významnejšia. Práškové lakovanie sa so svojim vyspelým procesným základom, stabilnými izolačnými vlastnosťami a dobrou prispôsobivosťou automatizovanej výrobe stávajú nevyhnutnou kľúčovou technológiou vo vysokonapäťových batériových systémoch a konštrukciách prípojníc.

 

Hľadanie rovnováhy medzi bezpečnosťou, výkonom a nákladmi zostáva-dlhodobou výzvou pre výrobcov vozidiel a dodávateľov komponentov. Pri pohľade na súčasné technologické trendy neustála optimalizáciaPráškové lakovanie Izolačná prípojnicaa vysokonapäťové{0}}izolačné konštrukcie budú zaujímať čoraz dôležitejšie postavenie v budúcom reťazci priemyslu elektrických vozidiel.