Почему защитные покрытия являются основой безопасности аккумуляторных батарей электромобилей

Электрические автомобили (EV) известны тем, что содержат множество металлов и чувствительных компонентов. Покрытия для батарей электромобилей стали неотъемлемой частью их источников питания, поскольку они смягчают многие их недостатки. Из-за своего химического состава и сильного нагрева они представляют ряд проблем для безопасности, но защитные покрытия помогают сохранить их долговечность и обезопасить водителей. Как это работает и почему производители всегда должны их использовать?

Предотвращение распространения теплового побега

Тепловой побег является значительным катализатором накопления тепла и потенциальных пожаров в батареях. Хотя рециркуляция отработанного тепла - это вариант с дополнительными приспособлениями, наиболее жизнеспособной технологией управления является интумесцентное покрытие. Это более рациональная стратегия, и сильные игроки на европейском рынке, такие как Huntsman, выпускают продукты с дымообразующим полиуретановым покрытием, специально разработанные для того, чтобы помочь производителям повысить соответствие требованиям пожарной безопасности.

Покрытие образуется по мере нагревания батареи, создавая изоляционный барьер вокруг элемента для предотвращения распространения огня. Покрытие быстро прилипает, что позволяет бороться с тем, как быстро может произойти тепловой выброс, который обычно происходит менее чем за минуту, а в электронных скутерах - всего за 13 секунд. Покрытие не позволяет тепловой активности выйти за пределы контроля защитных механизмов.

Усиление электроизоляции и диэлектрической защиты

Такие варианты, как порошковые покрытия и покрытия, отверждаемые ультрафиолетом, идеально подходят для изоляции батарей от недостатков. Большинство из них содержат полимеры, пигменты и другие добавки, которые специалисты наносят на батареи методом электростатического напыления. Они изменяют проводящие свойства деталей, делая их более стабильными.

Покрытия также отлично подходят для других проводящих компонентов автомобиля, таких как охлаждающие пластины. Управление избыточной электрической активностью имеет решающее значение, поскольку ожидаемое выходное напряжение для EV продолжает расти до еще более опасных уровней. Материалам будет все труднее справляться с такими нагрузками без покрытий, дополняющих присущие им характеристики. Даже такие мелкие детали, как экраны или крышки клемм, будут полезны, поскольку они подвержены искрению при управлении подачей энергии.

Противодействие коррозии

Коррозия приводит к истончению, растрескиванию и разрушению металлического корпуса вокруг батареи. Затем она может проникнуть в другие части батареи, вызывая дополнительные поломки и проблемы с безопасностью. Покрытия, наносимые методом электроосаждения, защищают от таких значительных факторов, как соль и влага. В настоящее время, согласно анализу рынка, Азиатско-Тихоокеанский регион вносит наиболее заметный вклад в рост рынка электроосаждаемых покрытий, причем 70% продукции составляют катодные электроосаждаемые покрытия. Среди влиятельных участников рынка - Nippon Paint Holdings, BASF SE и другие.

Порошковые покрытия могут предотвратить аналогичные проблемы безопасности. Они изолируют батарею и ее корпус, задерживая образование и разрушение коррозии. Если позволить коррозии накапливаться, это создает дополнительные проблемы для безопасности водителей, помимо перегрева и пожаров. Зарядка может стать менее эффективной. Если коррозия повлияла на способность системы оптимизировать циклы зарядки или определять, когда она достигает емкости, клиенты могут столкнуться с опасностью даже во время остановки автомобиля.

Управление выбросом газов

Когда батареи начинают выходить из строя или перегреваться, они не просто вспыхивают - они выделяют опасные пары, которые покрытия должны учитывать наравне с тепловыми явлениями. Некоторые технологии препятствуют их распространению, другие специально разработаны для борьбы с ними. Силиконовая синтактическая пена - одна из самых эффективных, поскольку она изолирует элементы батареи, предотвращая распространение пламени.

В новых патентах проверялось, насколько эффективно они реагируют на такие воздействия, как акустический шум и пары электролита. Испытания показали, что для блокировки пламени температурой 850° по Цельсию необходим всего лишь 6-миллиметровый барьер из пены. Пена держалась в течение четырех минут, что позволило системе управления выявить проблемные ячейки до того, как проблемы безопасности усугубятся. Покрытия выигрывают время для устройств мониторинга, позволяя им принимать наиболее подходящие меры безопасности в зависимости от причины.

Экранирование от электромагнитных помех

Присутствие электромагнитных помех (ЭМП) только увеличивается, особенно в "умных" городах, где датчики и Интернет вещей занимают все более заметное место, чем когда-либо. Эти установки - наряду с бесчисленными другими воздействиями - сделали EMI одной из самых больших угроз для качества и производительности батарей. Противостояние от - это недооцененный, но жизненно важный аспект контроля безопасности батареи EV.

Кондуктивные покрытия - это самая надежная защита от ЭМИ. Специалисты наносят их на внутреннюю поверхность корпуса, используя слои материалов, чтобы создать клетку Фарадея вокруг батареи. В отличие от двигателей внутреннего сгорания, EV и их батареи работают благодаря компьютерам. Нарушение связи может привести к тому, что основные системы безопасности не сработают в экстренной ситуации. Кроме того, он может не обнаружить перегрев или электрическую перегрузку батареи, если электромагнитные помехи мешают компьютеру следить за состоянием батареи.

Легкие полимеры идеально подходят для защиты систем управления батареей в EV. Они сохраняют целостность конструкции, позволяя точно считывать показания и не подвергаясь воздействию потенциально разрушительных материалов. Кроме того, они гибкие, а значит, могут надежнее приклеиваться к сложным конструкциям батарей.

Улучшение стабильности внутренних элементов

Сепаратор батареи EV - это важнейший компонент для контроля тепла и электричества. Даже на эти внутренние компоненты можно нанести специальное покрытие, которое улучшает их характеристики, делая их более механически устойчивыми к температурным воздействиям, поскольку некоторые материалы могут изменяться в размерах или разрушаться при экстремальных температурах. Они также предотвращают короткое замыкание. Помимо покрытий, некоторые европейские инноваторы разрабатывают сепараторы из целлюлозы, чтобы еще больше повысить их термостойкость.

Специалисты создают многоцелевые сепараторы, чтобы они могли задерживать тепловые события и сохранять свои характеристики в случае их возникновения. Для этого необходимо, чтобы состав выдерживал температуру свыше 150° по Цельсию, оставаясь достаточно прочным и не позволяя катоду и аноду соприкасаться друг с другом. Если это произойдет, батарея не только выйдет из строя, но и станет источником пожара и электрической опасности.

Покрытия для батарей EV спасают не только водителей

Организациям необходимы различные варианты покрытий для батарей EV, чтобы сохранить целостность своей продукции и корпоративную репутацию. Кроме того, доверие клиентов повысится, если их продукция будет известна тем, что обеспечивает соблюдение нормативных требований и уделяет первостепенное внимание благополучию водителей.

Хотя основная цель покрытия - обеспечить безопасность людей, оно обеспечивает и более функциональные преимущества. Оно предотвращает пожары и поражения электрическим током, а также способствует увеличению срока службы и более устойчивому развитию EV в будущем.