С увеличением популярности электрических автомобилей безопасность становится важным вопросом. Одна из вещей, которая действительно имеет значение, но о которой люди не всегда думают, это то, какой изоляции используются провода. HFFR (материал, не содержащий галогенов и не подверженный легкому воспламенению) становится крайне важным для кабелей новых энергетических автомобилей, особенно для высоковольтных. В этом блоге мы рассмотрим, почему HFFR важен, как он используется в новых энергетических автомобилях и что ждет эту технологию в будущем.
Почему HFFR необходим для кабелей в электромобилях?
1. Преимущество LSZH
HFFR похож на материалы LSZH (низкое дымообразование, нулевое содержание галогенов), потому что оба типа стремятся уменьшить количество токсичных и коррозийных паров в случае пожара. Покрытия LSZH (или LS0H) не выделяют много галогенов при нагревании.
Галогены, такие как хлор, бром и фтор, могут создавать действительно коррозийные водородные галогениды, когда они горят.
С другой стороны, материалы HFFR не используют эти элементы. Это действительно снижает вероятность появления кислотных газов, которые могут повредить оборудование или нанести вред людям, если пожар вспыхнет в небольшом пространстве.
В НЭВ, где пространство ограничено, а мощные системы находятся рядом с деликатной электроникой, снижение коррозионных выбросов может защитить детали в случае аварии или перегрева системы.
2. Риск высоковольтного и термического разбега
Электрические автомобили используют высоковольтные системы, которые могут вызывать электрические проблемы, такие как короткие замыкания или выход из строя изоляции. Если это произойдет, литий-ионные батареи могут очень быстро перегреваться, что приводит к пожарам или взрывам.
Когда батарея перегревается, пламя может быстро распространиться, а тепло усугубляет ситуацию. Материалы HFFR могут помочь предотвратить это, поскольку они останавливают пламя, не создавая опасные галогенные газы.
Более того, некоторые соединения HFFR разработаны специально для приложений в электромобилях и способны достигать высоких показателей огнестойкости (таких как UL‑94 V‑0) даже в технических полимерах, таких как полиамиды, используемые вокруг шин батарей.
3. Регуляторные и отраслевые факторы
Правила безопасности электромобилей, такие как
ISO 19642 для высоковольтных кабелей, требуется высокая изоляция, огнестойкость и долговечная производительность. Необходимость соответствовать высоким тепловым стандартам (T4/150°C и выше) означает, что нам нужны лучшие системы HFFR, такие как сшитый полиолефин (XLPO-HFFR).
Кроме того, химические компании разрабатывают лучшие безгалогенные, огнестойкие формулы, предназначенные для пластиков ЭВ (например, основанные на фосфоре HFFR), чтобы соответствовать экологическим нормам и требованиям к производительности.
Этот толчок исходит не только из правил. Автомобильные компании и их поставщики используют HFFR в проводке, соединителях и зарядных станциях из-за требований безопасности, правил по выбросам и для повышения доверия потребителей.
Применение HFFR в новых энергетических транспортных средствах
1. Внутренняя проводка и жгуты батарейного блока
Внутри аккумуляторного блока находится плотная сеть проводов, шин, смол, клеев и структурных компонентов. Согласно исследованиям по безопасности электромобилей в случае пожара, HFFR используется на полиамидных изоляциях для шин, чтобы поддерживать огнестойкость под воздействием высокого напряжения.
Кроме того, некоторые компаундные смолы или клеи, используемые для склеивания ячеек или заполнения зазоров, имеют огнезащитные свойства благодаря HFFR, чтобы сохранить целостность во время выхода ячейки из строя.
2. Высоковольтные силовые установки и линии зарядки
Кабели HV, которые идут от аккумулятора к двигателю или силовой электронике, должны не только выдерживать высокие электрические нагрузки, но и безопасно реагировать в условиях пожара или неисправности. Оболочка HFFR помогает достичь этих свойств, ограничивая токсичные выбросы.
При проектировании внешней оболочки таких кабелей соединения HFFR обеспечивают баланс между огнестойкостью, механической прочностью и гибкостью, что критически важно для динамической прокладки внутри автомобиля.
Эти кабели также должны проходить вертикальные испытания на огнестойкость (например, VW-1), что могут соответствовать некоторые формулы HFFR.
3. Внешние зарядные кабели (Динамическая среда)
Зарядные кабели подвергаются повторным изгибам, воздействию на улице, термическим циклам и механическим нагрузкам. Чтобы быть жизнеспособными, они нуждаются в оболочке, которая является огнестойкой, устойчива к УФ-излучению и не содержит галогенов.
Материалы HFFR, разработанные для гибких оболочек, позволяют этим высокопроизводительным кабелям снижать риск при злоупотреблении или неисправности. Эти составы также могут соответствовать стандартам UL или другим правилам относительно того, насколько хорошо они сопротивляются огню и сколько галогена они содержат. Это делает их более безопасным вариантом для зарядного оборудования, к которому легко добраться. Главное, что нам нужно выяснить, это как сохранить их супер гибкими и хорошо работающими, даже когда холодно, не теряя при этом защиту от огня.
Технические препятствия HFFR и инновации в материалах
1. Парадокс производительности: Диэлектрическая прочность против загрузки наполнителя
Одна из проблем с HFFR заключается в том, что вещества, которые делают его огнестойким, такие как гидроксид алюминия, могут повлиять на то, насколько хорошо он блокирует электричество или насколько гибким является пластик.
Производители кабелей должны найти правильные формулы, чтобы изоляция могла выдерживать большое количество электричества и при этом не воспламенялась легко. Это не просто, особенно для кабелей, предназначенных для электрических автомобилей.
2. Сбалансированность гибкости, механической прочности и температуры
Электромобили требуют высокой гибкости (малый радиус изгиба), механической прочности (для сопротивления вибрации) и термостойкости. Некоторые соединения HFFR, используемые в высоковольтных кабелях электромобилей, разработаны для того, чтобы быть ультрагибкими (похожие на силикон), но достаточно прочными, чтобы противостоять разрыву.
Химические инновации также помогают: определенные полимеры, такие как EVM и HNBR, при компаундировании с безгалогенными огнезащитными средствами обеспечивают широкий диапазон температурной производительности (например, от –50 до 150°C) без ущерба для пожарной безопасности.
3. Производство и эффективность затрат
Соединения HFFR более сложные (и часто более дорогие), чем традиционные галогенированные материалы. Высокая вязкость из-за больших нагрузок наполнителя делает экструзию автомобилей на высокой скорости сложной.
Поставщики материалов и компаундеры работают над более эффективными формулами — например, используя фосфорсодержащие HFFR для термопластиков EV, чтобы снизить стоимость, сохраняя при этом рейтинг UL. Большая проблема, с которой сталкиваются компаундеры, заключается в том, чтобы обеспечить почти идеальное распределение очень активных частиц HFFR по всему полимеру. Если они не смешиваются хорошо, материал будет слабее, не будет так хорошо сопротивляться электричеству и будет иметь дефекты на поверхности, поэтому качество сырого материала HFFR так важно.
Заключение
Если вы готовы поднять безопасность ваших кабелей — особенно для приложений новых энергетических транспортных средств — на новый уровень, сотрудничайте с Favorchem! В качестве ведущего производителя передовых
безгалогенные огнезащитные средства, мы предлагаем решения, ориентированные на исследования и разработки, экологически чистые, разработанные для высокопроизводительных, высоковольтных систем. Независимо от того, нужны ли вам технические паспорта, индивидуально подобранные формулы или образцы продукции, наша команда экспертов готова помочь.
Свяжитесь с намисейчас!
Часто задаваемые вопросы
1. Чем HFFR отличается от обычного ПВХ или огнестойких материалов?
В отличие от ПВХ, который выделяет неприятные вещества, такие как коррозийные водородные галогениды (HCl/HBr) и густой дым при сгорании, HFFR выделяет меньше дыма, не так токсичен и не содержит галогенов. Это означает, что он соответствует стандартам LSZH (Низкий Дым Ноль Галогенов).
2. Какие стандарты в мире говорят о том, что нам нужен HFFR в кабелях NEV?
Некоторые важные стандарты:
- ISO 6722 / ISO 19642 (для автомобильных проводов)
- LV 216 (немецкий стандарт для высоковольтных кабелей)
- UL94 V-0 & VW-1 (тесты на легкость воспламенения предметов)
Все больше и больше эти стандарты говорят, что мы должны использовать материалы HFFR или LSZH для высоковольтных устройств.
3. Хорош ли HFFR для окружающей среды?
Да. HFFR не содержит галогенов, выделяет меньше дыма, который не так токсичен, и его можно перерабатывать. Кроме того, есть новые материалы HFFR, изготовленные из растений, которые делают производство кабелей для электромобилей еще более экологически чистым.
4. Как HFFR делает пассажиров и электронику безопаснее в НЭВ?
Кабели HFFR останавливают распространение огня и уменьшают токсичный дым, что помогает:
- Вывести пассажиров в безопасное место
- Держите чувствительную электронику в безопасности от коррозии
- Остановите повреждение батарей и других важных частей.