Teste de desempenho de isolamento de materiais isolantes: um processo essencial para veículos elétricos

À medida que as questões ambientais impulsionam a transição para combustíveis não fósseis, a mudança de veículos movidos por motores de combustão interna (ICEs) para veículos elétricos está se acelerando, principalmente na Europa e na China. Como parte dessa mudança, o desenvolvimento de veículos elétricos a bateria (BEVs) está progredindo em todo o mundo. Os ICEs são movidos a combustíveis fósseis, enquanto os BEVs usam energia elétrica armazenada em uma bateria para acionar um ou mais motores.

Materiais isolantes, que impedem o fluxo de eletricidade, são essenciais para permitir que os BEVs sejam usados com segurança, e uma propriedade importante de tais materiais é seu desempenho de isolamento. Os BEVs estão usando voltagens cada vez mais altas para melhorar a eficiência energética e reduzir os tempos de carregamento, exigindo materiais isolantes capazes de acomodar essas voltagens mais altas.

Além de baterias e motores de alta capacidade, os BEVs requerem pistolas de carregamento para carregar suas baterias e unidades de controle de energia (PCUs) para ajustar a saída do motor de acionamento. Esses componentes usam voltagens e correntes maiores do que as peças automotivas convencionais. Por exemplo, sob CHAdeMO, um padrão de carregamento amplamente conhecido usado no Japão, as baterias de veículos são carregadas a 500 V, uma voltagem relativamente alta. Os indivíduos que carregam seus veículos devem segurar a arma de carregamento com as mãos e, em seguida, inseri-la na porta de carregamento do BEV. As pistolas de carregamento são feitas de resina que oferece excelente desempenho de isolamento (para evitar o fluxo de eletricidade) para evitar o risco de expor os usuários à alta tensão transportada pela pistola. Dentro dos BEVs, os componentes em torno das baterias e da PCU são cobertos por um material isolante para garantir a segurança. Além disso, os motores são feitos com enrolamentos por onde passa a eletricidade, e esses fios são cobertos com um material isolante conhecido como verniz para garantir que os enrolamentos fiquem isolados uns dos outros.

Assim, muitos materiais isolantes são usados em BEVs, e a importância de avaliar o desempenho de isolamento de materiais isolantes está aumentando.

Problema: Necessidade de medir correntes minúsculas com alto grau de precisão

Para verificar a segurança do BEV, os fabricantes testam o desempenho de isolamento de materiais isolantes. Existem vários métodos de teste para fazer isso, mas uma técnica comum envolve medir a corrente que flui quando uma alta tensão é aplicada ao material em teste e, em seguida, calcular a resistência do material. Devido à adoção de tensões cada vez mais altas em BEVs, os materiais são necessários para fornecer desempenho de isolamento capaz de acomodar essas tensões mais altas. Fornecer isolamento significa permitir o fluxo de quase nenhuma eletricidade, mas uma corrente minúscula fluirá quando uma tensão for aplicada a um material isolante. Para verificar o desempenho de isolamento de materiais isolantes, é necessário medir com precisão essas minúsculas correntes.

A propriedade da resistência, que pode ser expressa em ohms (Ω), indica a rapidez com que a eletricidade flui. A lei de Ohm define como tensão, corrente e resistência estão relacionadas. A resistência de isolamento é a resistência de um material isolante. Em suma, a propriedade de resistência de isolamento indica quanto isolamento um material isolante fornece.

Solução: Medidor Super Megohm SM7110/SM7120
Ideal para testar o desempenho de isolamento de materiais isolantes

Os medidores Super Megohm SM7110 e SM7120 podem medir correntes minúsculas com alto grau de precisão. Como os BEVs adotam tensões cada vez mais altas, eles exigem um desempenho de isolamento capaz de acomodar essas tensões. O SM7110 e o SM7120 podem produzir tensões de até 1.000 V e 2.000 V, respectivamente. Hioki oferece uma extensa linha de eletrodos de medição projetados para diversos materiais e aplicações.

Normas relacionadas: IEC 62631-3, IEC 60093, ASTM D257, JIS C2139-3, JIS K6911

Teste de desempenho de isolamento de materiais isolantes