Warum HFFR für Kabel in Neuen Energiefahrzeugen wichtig ist?
Erstellt 12.02
Mit der zunehmenden Verbreitung von Elektroautos ist Sicherheit ein großes Thema. Eine Sache, die wirklich wichtig ist, aber an die die Leute nicht immer denken, ist, welche Art von Isolierung für die Drähte verwendet wird. HFFR (Material, das kein Halogen enthält und nicht leicht Feuer fängt) wird für Kabel von Fahrzeugen mit neuer Energie, insbesondere für Hochvoltkabel, immer wichtiger. Dieser Blogbeitrag wird untersuchen, warum HFFR wichtig ist, wie es in Fahrzeugen mit neuer Energie verwendet wird und was als Nächstes für diese Technologie kommt.
Warum HFFR für Kabel in neuen Energiefahrzeugen unerlässlich ist?
1. Der LSZH-Vorteil
HFFR ist ähnlich wie LSZH (Low Smoke Zero Halogen) Materialien, da beide versuchen, toxische und korrosive Dämpfe im Falle eines Feuers zu reduzieren. LSZH (oder LS0H) Beschichtungen setzen beim Erhitzen nur wenige Halogene frei.
Halogene, wie Chlor, Brom und Fluor, können beim Verbrennen wirklich ätzende Wasserstoffhalogenide erzeugen.
Andererseits verwendet HFFR-Material diese Elemente nicht. Dies verringert wirklich die Wahrscheinlichkeit von sauren Gasen, die Geräte beschädigen oder Menschen verletzen könnten, wenn in einem kleinen Raum ein Feuer ausbricht.
In NEVs, wo der Platz begrenzt ist und starke Systeme in der Nähe empfindlicher Elektronik liegen, kann die Senkung korrosiver Emissionen die Teile im Falle eines Unfalls oder einer Überhitzung des Systems schützen.
2. Das Risiko von Hochspannung und thermischem Durchgehen
Elektroautos verwenden Hochvolt-Systeme, die elektrische Probleme wie Kurzschlüsse oder Isolationsfehler verursachen können. Wenn diese Dinge passieren, können die Lithium-Ionen-Batterien sehr schnell überhitzen, was zu Bränden oder Explosionen führen kann.
Wenn eine Batterie überhitzt, können sich Flammen schnell ausbreiten, und die Hitze verschärft die Situation. HFFR-Materialien können dabei helfen, dies zu verhindern, da sie Flammen stoppen, ohne gefährliche Halogengase zu erzeugen.
Darüber hinaus sind einige HFFR-Verbindungen speziell für Anwendungen in Elektrofahrzeugen entwickelt worden und können hohe Flammschutzbewertungen (wie UL‑94 V‑0) selbst in technischen Polymeren wie Polyamiden, die um Batteriebusbars verwendet werden, erreichen.
3. Regulatorische und branchenspezifische Treiber
EV-Sicherheitsregeln, wieISO 19642 für Hochspannungskabel, erfordern eine starke Isolierung, Flammbeständigkeit und langlebige Leistung. Die Notwendigkeit, hohe Temperaturstandards (T4/150°C und darüber) zu erfüllen, bedeutet, dass wir bessere HFFR-Systeme benötigen, wie vernetzte Polyolefine (XLPO-HFFR).
Außerdem entwickeln Chemieunternehmen bessere halogenfreie, flammhemmende Formulierungen für EV-Kunststoffe (wie phosphorbasierte HFFRs), um den Umweltvorschriften und Leistungsanforderungen gerecht zu werden.
Dieser Druck kommt nicht nur von den Vorschriften. Automobilunternehmen und ihre Zulieferer verwenden HFFR in Kabeln, Steckverbindern und Ladestationen aufgrund von Sicherheits- und Emissionsvorschriften sowie um das Vertrauen der Verbraucher zu gewinnen.
HFFR-Anwendung in Neuen Energiefahrzeugen
1. Interne Verdrahtung und Kabelbäume des Akku-Packs
Im Inneren des Batteriepacks gibt es ein dichtes Netzwerk aus Drähten, Sammelschienen, Harz, Klebstoffen und strukturellen Komponenten. Laut der Forschung zur Brandsicherheit von Elektrofahrzeugen wird HFFR auf Polyamid-Isolierungen für Sammelschienen verwendet, um die Flammschutzfähigkeit unter dem Stress von Hochspannung aufrechtzuerhalten.
Zusätzlich sind einige Vergussharze oder Klebstoffe, die zum Verbinden von Zellen oder zum Füllen von Lücken verwendet werden, flammhemmend durch HFFR, um die Integrität während des Zellversagens aufrechtzuerhalten.
2. Hochspannungsantriebsstrang und Ladeleitungen
HV-Kabel, die von der Batterie zum Motor oder zu den Leistungselektronikbauteilen führen, müssen nicht nur hohen elektrischen Belastungen standhalten, sondern auch im Brand- oder Fehlerfall sicher reagieren. HFFR-Ummantelung trägt dazu bei, diese Eigenschaften zu erreichen und gleichzeitig toxische Emissionen zu begrenzen.
Bei der Gestaltung der äußeren Hülle solcher Kabel bieten HFFR-Verbindungen ein Gleichgewicht zwischen Flammschutz, mechanischer Zähigkeit und Flexibilität – entscheidend für die dynamische Verlegung innerhalb des Fahrzeugs.
Diese Kabel müssen auch vertikale Flammentests (wie VW-1) bestehen, was einige HFFR-Formulierungen erfüllen können.
3. Externe Ladekabel (Die dynamische Umgebung)
Ladekabel sind wiederholtem Biegen, Außeneinwirkung, thermischen Zyklen und mechanischem Stress ausgesetzt. Um funktionsfähig zu sein, benötigen sie eine Ummantelung, die flammhemmend, UV-beständig und halogenfrei ist.
HFFR-Materialien, die für flexible Jackenverbindungen entwickelt wurden, ermöglichen diese Hochleistungsleitungen und reduzieren das Risiko bei Missbrauch oder Fehlern. Diese Formulierungen können auch die UL- oder andere Vorschriften erfüllen, wie gut sie Feuer widerstehen und wie viel Halogen sie enthalten. Dies macht sie zu einer sichereren Option für Ladegeräte, die leicht zugänglich sind. Das Hauptziel, das wir herausfinden müssen, ist, wie wir sie super biegsam und gut funktionierend halten können, selbst wenn es kalt ist, ohne den Brandschutz zu verlieren.
HFFR Technische Hürden und Materialinnovationen
1. Das Leistungsparadoxon: Durchschlagfestigkeit vs. Füllstoffbeladung
Ein Problem mit HFFR ist, dass die Substanzen, die es feuerbeständig machen, wie Aluminiumhydroxid, die Fähigkeit beeinträchtigen können, wie gut es Elektrizität blockiert oder wie biegsam der Kunststoff ist.
Kabelhersteller müssen die richtigen Formulierungen finden, damit die Isolierung viel Strom aushalten kann und dennoch nicht leicht Feuer fängt. Das ist nicht einfach, insbesondere bei Kabeln, die für Elektrofahrzeuge hergestellt werden.
2. Ausgewogenheit von Flexibilität, mechanischer Festigkeit und Temperatur
EVs erfordern eine hohe Biegbarkeit (kleiner Biegeradius), mechanische Robustheit (um Vibrationen zu widerstehen) und thermische Widerstandsfähigkeit. Einige HFFR-Verbindungen, die in EV-HV-Kabeln verwendet werden, sind so konzipiert, dass sie ultra-flexibel (ähnlich wie Silikon) sind, jedoch stark genug, um Rissen zu widerstehen.
Chemische Innovationen helfen ebenfalls: Bestimmte Polymere wie EVM und HNBR, die mit halogenfreien Flammschutzmitteln kombiniert werden, bieten eine breite Temperaturbereichsleistung (z. B. –50 bis 150 °C), ohne die Brandsicherheit zu beeinträchtigen.
3. Herstellung und Kosteneffizienz
HFFR-Verbindungen sind komplexer (und oft teurer) als traditionelle halogenierte Materialien. Die hohe Viskosität durch schwere Füllstofflasten macht die Hochgeschwindigkeits-Extrusion in der Automobilindustrie schwierig.
Materiallieferanten und Compounder arbeiten an effizienteren Formulierungen – zum Beispiel an phosphor-basiertem HFFR für EV-Thermoplasten, um die Kosten zu senken und gleichzeitig die UL-Bewertung aufrechtzuerhalten. Ein großes Problem, mit dem Compounder konfrontiert sind, besteht darin, sicherzustellen, dass die sehr aktiven HFFR-Partikel nahezu perfekt im Polymer verteilt sind. Wenn sie sich nicht gut vermischen, wird das Material schwächer, widersteht der Elektrizität nicht so gut und weist Oberflächenfehler auf, weshalb die Qualität des Roh-HFFR-Materials so wichtig ist.
Fazit
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FAQs
1. Wie unterscheidet sich HFFR von herkömmlichem PVC oder FR-Materialien?
Im Gegensatz zu PVC, das beim Verbrennen unangenehme Stoffe wie ätzende Wasserstoffhalogenide (HCl/HBr) und dichten Rauch abgibt, erzeugt HFFR weniger Rauch, ist nicht so giftig und enthält kein Halogen. Das bedeutet, dass es die LSZH (Low Smoke Zero Halogen) Standards erfüllt.
2. Welche Standards weltweit besagen, dass wir HFFR in NEV-Kabeln benötigen?
Einige wichtige Standards sind:
- ISO 6722 / ISO 19642 (für Autokabel)
- LV 216 (deutscher Standard für Hochspannungskabel)
- UL94 V-0 & VW-1 (Tests zur Überprüfung, wie leicht Dinge Feuer fangen)
Immer mehr sagen diese Standards, dass wir HFFR- oder LSZH-Materialien für Hochspannungsanwendungen verwenden müssen.
3. Ist HFFR gut für die Umwelt?
Ja. HFFR enthält kein Halogen, erzeugt weniger Rauch, der nicht so giftig ist, und man kann es recyceln. Außerdem gibt es neue HFFR-Materialien, die aus Pflanzen hergestellt werden und die Herstellung von EV-Kabeln noch umweltfreundlicher machen.
4. Wie macht HFFR Passagiere und Elektronik in NEVs sicherer?
HFFR-Kabel verhindern die Ausbreitung von Bränden und reduzieren giftigen Rauch, was hilft:
- Passagiere sicher herausbringen
- Halten Sie empfindliche Elektronik vor Korrosion geschützt.
- Stoppen Sie Schäden an Batterien und anderen wichtigen Teilen.
Führender Hersteller innovativer chemischer Additive, engagiert für Sicherheit, Leistung und Umweltverantwortung.
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