¿Por qué es importante HFFR para los cables en vehículos de nueva energía?
Creado 12.02
Con la creciente popularidad de los coches eléctricos, la seguridad es un tema importante. Una cosa que realmente importa, pero en la que la gente no siempre piensa, es qué tipo de aislamiento se utiliza en los cables. HFFR (material que no tiene halógenos y no se incendia fácilmente) se está volviendo muy importante para los cables de vehículos de nueva energía, especialmente los de alta tensión. Esta publicación de blog analizará por qué HFFR es importante, cómo se está utilizando en vehículos de nueva energía y qué sigue para esta tecnología.
¿Por qué es esencial el HFFR para los cables en vehículos de nueva energía?
1. La ventaja LSZH
HFFR es similar a los materiales LSZH (Bajo Humo Cero Halógeno) porque ambos intentan reducir los humos tóxicos y corrosivos en caso de incendio. Las cubiertas LSZH (o LS0H) no liberan muchos halógenos cuando se calientan.
Los halógenos, como el cloro, el bromo y el flúor, pueden crear haluros de hidrógeno realmente corrosivos cuando se queman.
Por otro lado, el material HFFR no utiliza esos elementos. Esto realmente reduce la posibilidad de gases ácidos que podrían dañar el equipo o lastimar a las personas si se produce un incendio en un espacio pequeño.
En los VEA, donde el espacio es limitado y los sistemas potentes están cerca de la electrónica delicada, reducir las emisiones corrosivas puede mantener las piezas seguras si hay un accidente o si el sistema se sobrecalienta.
2. El riesgo de alta tensión y fuga térmica
Los coches eléctricos utilizan sistemas de alta tensión, lo que puede causar problemas eléctricos como cortocircuitos o fallos de aislamiento. Si ocurren estas cosas, las baterías de iones de litio pueden sobrecalentarse muy rápido, lo que puede provocar incendios o explosiones.
Cuando una batería se sobrecalienta, las llamas pueden propagarse rápidamente, y el calor empeora las cosas. Los materiales HFFR pueden ayudar a prevenir esto porque detienen las llamas sin crear gases halógenos peligrosos.
Además, algunos compuestos HFFR están diseñados específicamente para aplicaciones de vehículos eléctricos, capaces de alcanzar altas calificaciones de resistencia al fuego (como UL‑94 V‑0) incluso en polímeros técnicos como los poliamidas utilizados alrededor de los busbars de batería.
3. Impulsores Regulatorios e Industriales
Reglas de seguridad para vehículos eléctricos, comoISO 19642 para cables de alta tensión, requieren un fuerte aislamiento, resistencia a las llamas y un rendimiento duradero. La necesidad de cumplir con altos estándares de calor (T4/150°C y superiores) significa que necesitamos mejores sistemas HFFR, como el Poliolefina Reticulada (XLPO-HFFR).
Además, las empresas químicas están creando mejores fórmulas ignífugas y libres de halógenos diseñadas para plásticos de vehículos eléctricos (como los HFFR a base de fósforo) para cumplir con las normativas ambientales y las necesidades de rendimiento.
Este impulso proviene de más que solo las reglas. Las empresas automotrices y sus proveedores están utilizando HFFR en cableado, conectores y estaciones de carga debido a la seguridad, las normas de emisiones y para ganar la confianza del consumidor.
Aplicación de HFFR en Vehículos de Nueva Energía
1. Cableado interno y arneses de la batería
Dentro del paquete de baterías, hay una densa red de cables, barras colectoras, resina, adhesivos y componentes estructurales. Según la investigación sobre la seguridad contra incendios en vehículos eléctricos, se utiliza HFFR en aislamientos de poliamida para barras colectoras para mantener la resistencia a la llama bajo el estrés de alta tensión.
Además, algunas resinas de encapsulado o adhesivos utilizados para unir celdas o llenar huecos son retardantes de llama a través de HFFR para mantener la integridad durante la falla de la celda.
2. Sistema de propulsión de alta tensión y líneas de carga
Los cables HV que van de la batería al motor o a la electrónica de potencia no solo deben soportar altas tensiones eléctricas, sino también responder de manera segura en condiciones de incendio o fallo. El revestimiento HFFR ayuda a lograr esas propiedades mientras limita las emisiones tóxicas.
Al diseñar la cubierta exterior de tales cables, los compuestos HFFR proporcionan un equilibrio entre la resistencia al fuego, la dureza mecánica y la flexibilidad, lo cual es crítico para el enrutamiento dinámico dentro del vehículo.
Estos cables también necesitan pasar pruebas de llama vertical (como VW-1), que algunas formulaciones HFFR pueden cumplir.
3. Cables de Carga Externos (El Entorno Dinámico)
Los cables de carga enfrentan flexiones repetidas, exposición al aire libre, ciclos térmicos y estrés mecánico. Para ser viables, necesitan un revestimiento que sea retardante de llama, resistente a los UV y libre de halógenos.
Los materiales HFFR diseñados para compuestos de chaquetas flexibles permiten que estos cables de alto rendimiento reduzcan el riesgo durante abusos o fallos. Estas formulaciones también pueden cumplir con las normas UL u otras reglas sobre cuán bien resisten el fuego y cuántos halógenos contienen. Esto los convierte en una opción más segura para equipos de carga que son fáciles de acceder. Lo principal que necesitamos averiguar es cómo mantenerlos súper flexibles y funcionando bien, incluso cuando hace frío, sin perder esa protección contra incendios.
HFFR Obstáculos Técnicos e Innovaciones en Materiales
1. La Paradoja del Rendimiento: Resistencia Dielectrica vs. Carga de Relleno
Un problema con HFFR es que la sustancia que lo hace resistente al fuego, como el hidróxido de aluminio, puede interferir con la eficacia de su bloqueo de electricidad o con la flexibilidad del plástico.
Los fabricantes de cables tienen que encontrar las formulaciones adecuadas para que el aislamiento pueda manejar mucha electricidad y aún así no se incendie fácilmente. No es simple, especialmente para los cables fabricados para vehículos eléctricos.
2. Equilibrando Flexibilidad, Resistencia Mecánica y Temperatura
Los vehículos eléctricos (EV) requieren alta flexibilidad (pequeño radio de curvatura), robustez mecánica (para resistir la vibración) y resistencia térmica. Algunos compuestos HFFR utilizados en los cables HV de EV están diseñados para ser ultra-flexibles (similares al silicón), pero lo suficientemente fuertes como para resistir desgarros.
Las innovaciones químicas también ayudan: ciertos polímeros como EVM y HNBR, cuando se combinan con retardantes de llama libres de halógenos, ofrecen un rendimiento en un amplio rango de temperaturas (por ejemplo, –50 a 150 °C) sin sacrificar la seguridad contra incendios.
3. Fabricación y Eficiencia de Costos
Los compuestos HFFR son más complejos (y a menudo más caros) que los materiales halogenados tradicionales. La alta viscosidad debido a las cargas pesadas de relleno dificulta la extrusión automotriz a alta velocidad.
Los proveedores de materiales y los compuestos están trabajando en formulaciones más eficientes; por ejemplo, utilizando HFFR a base de fósforo para termoplásticos de EV para reducir costos mientras mantienen la clasificación UL. Un gran problema con el que tienen que lidiar los compuestos es asegurarse de que las partículas de HFFR, que son muy activas, se distribuyan casi perfectamente a lo largo del polímero. Si no se mezclan bien, el material será más débil, no resistirá la electricidad tan bien y tendrá defectos en la superficie, razón por la cual la calidad del material HFFR crudo es tan importante.
Conclusión
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FAQs
1. ¿Cómo se diferencia el HFFR de los materiales PVC o FR regulares?
A diferencia del PVC, que emite sustancias desagradables como haluros de hidrógeno corrosivos (HCl/HBr) y humo denso cuando se quema, el HFFR produce menos humo, no es tan tóxico y no contiene halógenos. Eso significa que cumple con los estándares LSZH (Bajo Humo Cero Halógeno).
2. ¿Qué estándares alrededor del mundo dicen que necesitamos HFFR en los cables NEV?
Algunos estándares importantes son:
- ISO 6722 / ISO 19642 (para cables de automóviles)
- LV 216 (norma alemana para cables de alta tensión)
- UL94 V-0 & VW-1 (pruebas para ver qué tan fácil se incendian las cosas)
Cada vez más, estos estándares dicen que tenemos que usar materiales HFFR o LSZH para cosas de alta tensión.
3. ¿Es HFFR bueno para el medio ambiente?
Sí. HFFR no tiene halógenos, produce menos humo que no es tan tóxico, y se puede reciclar. Además, hay nuevos materiales HFFR hechos de plantas que hacen que la fabricación de cables para vehículos eléctricos sea aún mejor para el medio ambiente.
4. ¿Cómo hace HFFR que los pasajeros y la electrónica sean más seguros en los NEV?
Los cables HFFR detienen la propagación de incendios y reducen el humo tóxico, lo que ayuda:
- Sacar a los pasajeros de manera segura
- Mantenga la electrónica sensible libre de corrosión
- Detener el daño a las baterías y otras partes importantes.
Fabricante líder de aditivos químicos innovadores, comprometido con la seguridad, el rendimiento y la responsabilidad ambiental.
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