Com o crescente apoio dos governos em todo o mundo para o desenvolvimento de veículos de energia nova, a produção e as vendas de veículos elétricos cresceram rapidamente,que conduz à industrialização aceleradaNo entanto, a fuga térmica continua a ser uma preocupação significativa para a segurança dos veículos eléctricos, em especial no que diz respeito às baterias de íons de lítio utilizadas como fonte de energia.A sobrecarga pode causar altas temperaturasPara resolver este problema, os materiais isolantes de aerogel surgiram como uma solução eficaz para melhorar a segurança dos veículos elétricos.
Benefícios dos materiais isolantes de aerogel:
Os aerogéis possuem várias vantagens principais, incluindo baixa condutividade térmica, excelente desempenho de isolamento e não-combustibilidade.Os aerógeis oferecem o mesmo nível de eficácia de isolamento com apenas 1/5 a 1/3 da espessuraEste atributo de poupança de espaço é especialmente crucial para as baterias de potência, permitindo um melhor controlo e gestão térmica, um melhor desempenho e temperaturas mais estáveis.Os materiais de isolamento de aerogel atuam como isolamento e barreiras resistentes ao fogo, proporcionando aos utilizadores e passageiros mais tempo para evacuar e extinguir incêndios.
Aplicações dos materiais isolantes de aerogel em veículos elétricos:
Os materiais isolantes de aerogel encontram aplicação em vários aspectos dos veículos de nova energia, incluindo isolamento e retardamento de chama entre células de bateria,isolamento e absorção de choques entre módulos e invólucros, camadas externas de protecção contra o frio para caixas de baterias e camadas de isolamento de alta temperatura.Tomemos o exemplo de almofadas de isolamento de aerogel usadas para baterias de energia e analisar seus principais indicadores de desempenho.
Requisitos de desempenho para almofadas de isolamento de aerogel:
De acordo com a norma de grupo T/CSTM 00193-2020 para almofadas de isolamento de aerogel utilizadas em baterias de potência de iões de lítio, os principais requisitos de desempenho são os seguintes:
1Taxa de desvio de massa: não deve exceder 15%.
2Performance de isolamento térmico: o encolhimento das dimensões de comprimento e largura da amostra antes e depois do ensaio não deve exceder 3%.A temperatura no lado frio da amostra não deve exceder 180°C no prazo de 5 minutos após o ensaio..
3. Combustão vertical: deve satisfazer os requisitos do nível de V0 especificados na GB/T 2408.
4Relação de compressão: não deve ser inferior a 35% sob uma pressão de 2 MPa.
5Resistência à tração: não deve ser inferior a 500 kPa, tanto na direcção do comprimento como da largura.
6Performance de isolamento: a resistência térmica da superfície deve ser superior a 500 MΩ e a corrente de fuga deve ser inferior a 1 mA.
7Substâncias restritas: Devem cumprir os requisitos da Directiva 2011/65/UE.
8Resistência ao envelhecimento: Após o envelhecimento, a taxa de atenuação da resistência à tração não deve exceder 30%, e a taxa de variação das dimensões de comprimento e largura deve ser inferior a 1%.O desempenho do isolamento térmico deve satisfazer os requisitos especificados no quadro.
Comparação com os materiais de isolamento tradicionais:
Os materiais de isolamento comumente usados para baterias de energia incluem espuma, espuma plástica, lã de vidro ultrafina, algodão de alta silice, painéis de isolamento de vácuo e aerogel de sílica.Em comparação com as almofadas de isolamento tradicionais, as almofadas de isolamento de aerogel oferecem retardamento da chama, resistência a altas temperaturas, baixa condutividade térmica, nenhuma geração de gases tóxicos, resistência à água, resistência à umidade, resistência a choques, peso leve,baixo custo, e espessura fina.
Significado dos materiais isolantes de aerogel:
Quando aplicados em módulos de bateria de potência de íons de lítio,A baixa condutividade térmica das almofadas de isolamento de aerogel bloqueia efetivamente a rápida difusão do calor gerado durante o carregamento e descarregamento de alta taxaEm caso de escape térmico, as almofadas de isolamento de aerogel fornecem isolamento térmico, retardando ou evitando acidentes.as almofadas de isolamento de aerogel, com as suas propriedades não combustíveis (conforme aos requisitos do nível A1), podem bloquear ou retardar eficazmente a propagação do fogo.Isto garante que a bateria permaneça não inflamável e não explosiva durante pelo menos 5 minutosAssim, as almofadas de isolamento de aerogel desempenham um papel vital na melhoria do desempenho de segurança das baterias de energia dos veículos de energia nova.
Conclusão:
Embora os materiais de isolamento de aerogel sejam mais caros, seu desempenho superior de segurança supera o de outros materiais de isolamento tradicionais.São reconhecidos como a melhor escolha para isolamento de baterias de energia e materiais retardadores de chamaA importância da segurança nos veículos de novas energias continua a crescer e a aplicação de materiais isolantes de aerogel,Em particular, em autocarros elétricos e automóveis de energia nova de gama alta que têm requisitos de segurança mais elevadosSegundo as estimativas dos especialistas, as vendas mundiais de veículos de novas energias deverão representar um terço do total das vendas de veículos até 2025.Isto indica um futuro promissor para os aerógeisÀ medida que a escala de produção de materiais de aerogel amadurece e se expande, espera-se que os preços diminuam, o que resultará num aumento da penetração no mercado e da aplicação na indústria dos veículos de nova energia.
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