なぜ新エネルギー車のケーブルにHFFRが重要なのか？
作成日 12.02
電気自動車が一般的になってきた今、安全性は非常に重要です。人々があまり考えないけれども、本当に重要なことの一つは、ワイヤーに使用される絶縁材の種類です。HFFR（ハロゲンを含まず、簡単には燃えない材料）は、新エネルギー車両のケーブル、特に高電圧のものにとって非常に重要になっています。このブログ記事では、HFFRがなぜ重要なのか、新エネルギー車両でどのように使用されているのか、そしてこの技術の今後について考察します。
なぜHFFRが新エネルギー車のケーブルにとって不可欠なのか？
1. LSZHの利点
HFFRは、火災が発生した場合に有毒で腐食性の煙を減らそうとする点で、LSZH（低煙ゼロハロゲン）材料に似ています。LSZH（またはLS0H）被覆は、加熱されると多くのハロゲンを放出しません。
ハロゲン（塩素、臭素、フッ素など）は、燃焼すると非常に腐食性のあるハロゲン化水素を生成することがあります。
一方で、HFFR素材はそれらの要素を使用していません。これは、小さな空間で火災が発生した場合に、設備を破壊したり人を傷つけたりする可能性のある酸性ガスのリスクを大幅に低下させます。
NEV（新エネルギー車）では、スペースが限られており、強力なシステムが繊細な電子機器に近接しているため、腐食性排出物を低減することで、事故が発生したりシステムが過熱した場合でも部品を安全に保つことができます。
2. 高電圧および熱暴走リスク
電気自動車は高電圧システムを使用しており、ショートや絶縁の失敗などの電気的問題を引き起こす可能性があります。これらの問題が発生すると、リチウムイオンバッテリーは非常に速く過熱し、火災や爆発を引き起こす可能性があります。
バッテリーが過熱すると、炎が迅速に広がり、熱が状況を悪化させます。HFFR材料は、危険なハロゲンガスを生成することなく炎を抑えるため、これを防ぐのに役立ちます。
さらに、一部のHFFR化合物はEVアプリケーション向けに特別に設計されており、バッテリーバスバー周辺で使用されるポリアミドなどの技術ポリマーにおいても、高い難燃性評価（UL‑94 V‑0など）を達成することができます。
3. 規制および業界の推進要因
EVの安全ルール、例えばISO 19642 高電圧ケーブル、強力な絶縁、耐火性、そして長持ちする性能が求められます。高い熱基準（T4/150°C以上）を満たす必要があるため、クロスリンクポリオレフィン（XLPO-HFFR）などのより優れたHFFRシステムが必要です。
また、化学会社は、環境規制や性能ニーズを満たすために、EVプラスチック用に作られたより良いハロゲンフリーの難燃剤配合（リン系HFFRなど）を開発しています。
この推進は単なる規則から来ているわけではありません。自動車メーカーとそのサプライヤーは、安全性、排出規制、そして消費者の信頼を得るために、配線、コネクタ、充電ステーションにHFFRを使用しています。
HFFRの新エネルギー車への応用
1. バッテリーパック内部配線およびハーネス
バッテリーパックの内部には、密集した配線、バスバー、樹脂、接着剤、構造部品のネットワークがあります。EV火災安全研究によると、HFFRはバスバーのポリアミド絶縁体に使用され、高電圧のストレス下での難燃性を維持します。
さらに、セルを接合したり隙間を埋めたりするために使用される一部のポッティング樹脂や接着剤は、セルの故障時に完全性を維持するためにHFFRによって難燃性が付与されています。
2. 高電圧パワートレインおよび充電ライン
バッテリーからモーターまたはパワーエレクトロニクスに接続されるHVケーブルは、高い電気ストレスに耐えるだけでなく、火災や故障条件において安全に応答する必要があります。HFFRジャケットは、毒性の出力を制限しながら、これらの特性を達成するのに役立ちます。
このようなケーブルの外被を設計する際、HFFR化合物は、車両内の動的ルーティングにとって重要な難燃性、機械的強度、柔軟性のバランスを提供します。
これらのケーブルは、いくつかのHFFR配合が満たすことができる垂直炎試験（VW-1のような）にも合格する必要があります。
3. 外部充電ケーブル（ダイナミック環境）
充電ケーブルは繰り返しの曲げ、屋外での露出、熱サイクル、機械的ストレスにさらされます。実用的であるためには、難燃性、UV耐性、ハロゲンフリーのジャケットが必要です。
HFFR材料は柔軟なジャケット化合物用に設計されており、これにより高性能ケーブルが実現し、悪用や故障時のリスクを軽減します。これらの配合は、ULやその他の規則に準拠しており、耐火性やハロゲン含有量に関しても基準を満たすことができます。これにより、アクセスしやすい充電機器にとって安全な選択肢となります。私たちが解決すべき主なことは、寒いときでもその耐火性を失うことなく、非常に柔軟でうまく機能するように保つ方法です。
HFFR 技術的障害と材料革新
1. パフォーマンスの逆説：絶縁強度と充填剤の負荷
HFFRの一つの問題は、アルミニウム水酸化物のような耐火性を持たせる物質が、電気を遮断する能力やプラスチックの柔軟性に影響を与える可能性があることです。
ケーブルメーカーは、絶縁体が大量の電気を処理でき、なおかつ簡単に火がつかないようにするための適切な配合を見つけなければなりません。これは簡単ではなく、特に電気自動車用に作られたケーブルにとっては難しいことです。
2. 柔軟性、機械的強度、温度のバランス
EVは高い曲げ性（小さな曲げ半径）、機械的堅牢性（振動に耐えるため）、および熱的耐性を要求します。EV HVケーブルに使用される一部のHFFR化合物は、超柔軟（シリコンに似た）であるように設計されているが、引き裂きに耐えるのに十分強いです。
化学的革新も役立ちます：EVMやHNBRのような特定のポリマーは、ハロゲンフリーの難燃剤と配合することで、火災安全性を損なうことなく、広い温度範囲の性能（例：–50から150°C）を提供します。
3. 製造とコスト効率
HFFR化合物は、従来のハロゲン化材料よりも複雑で（しばしば高価でもあります）。重い充填剤の負荷による高粘度は、高速自動車押出しを困難にします。
材料供給者とコンパウンダーは、コストを削減しながらUL評価を維持するために、EV熱可塑性樹脂用のリン系HFFRを使用するなど、より効率的な配合に取り組んでいます。コンパウンダーが対処しなければならない大きな問題は、非常に活性なHFFR粒子がポリマー全体にほぼ完璧に分散することを確保することです。うまく混ざらないと、材料は弱くなり、電気に対する抵抗も低下し、表面に欠陥が生じるため、原料HFFRの品質が非常に重要です。
結論
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FAQs
HFFRは通常のPVCやFR材料とどのように異なりますか？
PVCとは異なり、燃焼時に腐食性の水素ハロゲン化物（HCl/HBr）や濃い煙を発生させる悪臭のある物質を放出するのに対し、HFFRは煙が少なく、毒性も低く、ハロゲンを含んでいません。つまり、LSZH（低煙ゼロハロゲン）基準を満たしています。
2. 世界のどの基準がNEVケーブルにHFFRが必要だと言っていますか？
いくつかの重要な基準は：
- ISO 6722 / ISO 19642 (自動車用ワイヤー)
- LV 216（高電圧ケーブルのドイツ標準）
- UL94 V-0 & VW-1（物がどれだけ簡単に火がつくかをテストする）
ますます、これらの基準は、高電圧のものにHFFRまたはLSZH材料を使用しなければならないと言っています。
3. HFFRは環境に良いですか？
はい。HFFRにはハロゲンが含まれておらず、煙が少なく、毒性も低く、リサイクルが可能です。さらに、植物由来の新しいHFFR素材があり、EVケーブルの製造が環境にとってさらに良くなります。
4. HFFRは、NEVにおいて乗客と電子機器をどのように安全にしますか？
HFFRケーブルは火災の拡大を防ぎ、有毒な煙を減少させるため、次のことに役立ちます：
- 乗客を安全に降ろす
- 敏感な電子機器が腐食しないように保護してください。
- バッテリーやその他の重要な部品への損傷を防ぐ。
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