Selección de materiales aislantes para placas de refrigeración del líquido de la batería es crucial para garantizar la seguridad, eficiencia y longevidad de los sistemas de baterías de los vehículos eléctricos (VE). Dadas las crecientes exigencias de rendimiento y los mayores voltajes de funcionamiento de los VE modernos, los métodos tradicionales de aislamiento, como las películas de PET ("película azul"), están siendo sustituidos por soluciones más avanzadas, como los materiales aislantes con revestimiento UV.
Históricamente, las películas aislantes basadas en PET (a menudo denominadas "películas azules") han sido el estándar industrial para el aislamiento de baterías. Sin embargo, con la llegada de mayores densidades de energía y voltajes -especialmente con la aparición de plataformas de 800 V-, estos materiales tradicionales han empezado a quedarse cortos en varias áreas clave de rendimiento, como la adherencia y la rotura eléctrica.
El uso generalizado de las "películas azules" para aislar las celdas de las baterías se debe a su resistencia química, sus propiedades aislantes y su resistencia a la tracción. Sin embargo, existen importantes limitaciones:
Las películas azules tienen una fuerza de adhesión limitada, especialmente en entornos de alta vibración como las aplicaciones de automoción. Las capas adhesivas (PSA) utilizadas en las películas azules pueden fallar fácilmente por cohesión, lo que debilita la integridad estructural general de la batería. Como resultado, es más probable que las celdas de la batería se desprendan, lo que podría provocar un cortocircuito.
Con la demanda de tiempos de carga más rápidos y mayor producción de energía, los sistemas de baterías están pasando a plataformas de 800V. La limitada resistencia dieléctrica y las propiedades de adherencia de las películas azules las hacen cada vez más inadecuadas para estas aplicaciones de alto voltaje.
En respuesta a estas limitaciones, empresas como BMW y Señor Parker han sido pioneros en nuevas soluciones de aislamiento Materiales con revestimiento UV. Estos materiales ofrecen una serie de ventajas sobre las películas tradicionales:
Los revestimientos UV ofrecen una adhesión mucho más fuerte que las películas de PET. Esto se traduce en una mejor integridad estructural, ya que el material aislante se adhiere más eficazmente tanto a la placa de refrigeración como a la célula de la batería.
Con resistencias dieléctricas de hasta 81 kV/mm, los revestimientos UV garantizan un aislamiento eléctrico fiable incluso a tensiones más altas.
A diferencia de los recubrimientos en polvo o epoxi, los recubrimientos UV se curan rápidamente bajo la luz ultravioleta, lo que permite una aplicación rápida y reduce significativamente el tiempo de producción.
Desglosemos el rendimiento de los distintos materiales aislantes en áreas clave relevantes para las placas de refrigeración de las baterías.
Rigidez dieléctrica: Las películas de PET y los materiales aislantes con revestimiento UV tienen un rendimiento dieléctrico similar, pero los revestimientos en polvo se quedan bastante cortos.
Fuerza de adherencia: Los materiales aislantes con revestimiento UV superan tanto a las láminas de PET como a los revestimientos epoxídicos en fuerza de adherencia, proporcionando una protección más robusta en entornos de altas vibraciones.
Eficacia del curado: Los recubrimientos UV ofrecen una velocidad de curado inigualable. Mientras que los recubrimientos en polvo y epoxi requieren largos tiempos de calentamiento, los recubrimientos UV se solidifican en cuestión de segundos bajo la luz UV, lo que aumenta significativamente la eficiencia de la producción.
El principal motor del cambio de las láminas de PET al aislamiento con revestimiento UV en empresas como BMW es adherencia. En las baterías de alto voltaje, una adherencia deficiente puede provocar la delaminación, es decir, el desprendimiento del aislamiento de la célula de la batería, lo que provoca cortocircuitos y riesgos para la seguridad. Los revestimientos UV, con sus propiedades de adhesión superiores, resuelven este problema proporcionando una adhesión más fuerte y duradera.
Al aplicar revestimientos aislantes, es fundamental conseguir el grosor correcto. Los materiales con revestimiento UV suelen aplicarse a 100 micras bajo 5000 voltiosEl proceso de pulverización debe controlarse cuidadosamente para garantizar la uniformidad, especialmente en entornos sin polvo. El proceso de pulverización debe controlarse cuidadosamente para garantizar la uniformidad, sobre todo en entornos sin polvo. Cualquier contaminación durante el proceso de pulverización puede comprometer la integridad del revestimiento.
Una de las ventajas significativas de los materiales aislantes con recubrimiento UV frente a los recubrimientos en polvo y epoxi es la velocidad de curado. Las lacas UV pueden curarse en cuestión de segundos bajo una luz ultravioleta, frente a los 10-30 minutos de calentamiento que requieren las lacas tradicionales. Esto no solo acelera la producción, sino que también reduce los residuos de material y el consumo de energía, lo que convierte a los recubrimientos UV en una opción más sostenible.
Con el auge de las plataformas de alta tensión en la industria de los vehículos eléctricos, los métodos tradicionales de aislamiento, como las "películas azules" de PET, se están quedando obsoletos. Empresas como BMW ya han realizado importantes inversiones en tecnologías de aislamiento con revestimiento UV, y es probable que más fabricantes sigan su ejemplo.
La combinación de un fuerte rendimiento dieléctrico, una adhesión superior y un curado rápido convierte a los revestimientos UV en la solución más prometedora para los sistemas de baterías de vehículos eléctricos de próxima generación. A medida que evolucionen los procesos de producción y madure la tecnología, los materiales aislantes con revestimiento UV se convertirán en el estándar del sector.
Seleccionar el material aislante adecuado para las placas de refrigeración del líquido de la batería es fundamental para garantizar la seguridad, eficiencia y longevidad de los sistemas de baterías de vehículos eléctricos. Materiales aislantes con revestimiento UVofrecen una combinación superior de rigidez dieléctrica, adherencia y eficiencia de producción. Resuelven muchas de las limitaciones de las películas de PET tradicionales y se adaptan mejor a las exigencias de alto voltaje y alto rendimiento de los vehículos eléctricos modernos.
Al abordar retos como el espesor de la pulverización, la adherencia y el tiempo de curado, el aislamiento con revestimiento UV no es sólo una mejora, sino una necesidad para el futuro de la tecnología de baterías de vehículos eléctricos.
He trabajado en la gestión térmica de baterías durante más de 5 años, ocupándome de muchos proyectos internacionales. Si tiene curiosidad sobre los productos o servicios de refrigeración líquida de baterías, ¡no dude en hacerme cualquier pregunta!
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