การทดสอบประสิทธิภาพฉนวนของวัสดุฉนวน: กระบวนการที่จำเป็นสำหรับยานยนต์ไฟฟ้า

เนื่องจากปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมผลักดันให้เกิดการเปลี่ยนไปใช้เชื้อเพลิงที่ไม่ใช่เชื้อเพลิงฟอสซิล การเปลี่ยนจากยานยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) ไปสู่ยานยนต์ไฟฟ้ากำลังเร่งตัวขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในยุโรปและจีน ส่วนหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว การพัฒนารถยนต์ไฟฟ้าแบบแบตเตอรี่ (BEV) กำลังดำเนินไปทั่วโลก ICE ใช้พลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ในขณะที่ BEV ใช้พลังงานไฟฟ้าที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป

วัสดุฉนวนที่ป้องกันการไหลของกระแสไฟฟ้ามีความสำคัญในการอนุญาตให้ใช้ BEV ได้อย่างปลอดภัย และคุณสมบัติที่สำคัญอย่างหนึ่งของวัสดุดังกล่าวคือประสิทธิภาพของฉนวน BEV กำลังใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นและสูงขึ้นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและลดเวลาในการชาร์จ โดยต้องใช้วัสดุฉนวนที่สามารถรองรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นได้

นอกจากแบตเตอรี่และมอเตอร์ความจุสูงแล้ว รถยนต์ไฟฟ้า BEV ยังต้องการปืนชาร์จเพื่อชาร์จแบตเตอรี่และหน่วยควบคุมพลังงาน (PCU) เพื่อปรับเอาต์พุตมอเตอร์ของไดรฟ์ ส่วนประกอบเหล่านี้ใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าและกระแสไฟฟ้าที่สูงกว่าชิ้นส่วนยานยนต์ทั่วไป ตัวอย่างเช่น ภายใต้ CHAdeMO ซึ่งเป็นมาตรฐานการชาร์จที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายในญี่ปุ่น แบตเตอรี่รถยนต์จะถูกชาร์จที่ 500 V ซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างสูง บุคคลที่ชาร์จรถจะต้องจับปืนชาร์จด้วยมือแล้วสอดเข้าไปในพอร์ตชาร์จของ BEV ปืนชาร์จทำจากเรซินที่ให้ประสิทธิภาพการเป็นฉนวนที่ยอดเยี่ยม (เพื่อป้องกันการไหลของกระแสไฟฟ้า) เพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงที่ผู้ใช้จะสัมผัสถูกไฟฟ้าแรงสูงที่ส่งมาจากปืน ภายใน BEV ส่วนประกอบรอบๆ แบตเตอรี่และ PCU จะถูกหุ้มด้วยวัสดุฉนวนเพื่อความปลอดภัย นอกจากนี้ มอเตอร์ยังผลิตด้วยขดลวดซึ่งมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน และสายไฟเหล่านั้นจะถูกหุ้มด้วยวัสดุฉนวนที่เรียกว่าวานิชเพื่อให้แน่ใจว่าขดลวดจะแยกออกจากกัน

ดังนั้นจึงมีการใช้วัสดุฉนวนจำนวนมากใน BEV และความสำคัญของการประเมินประสิทธิภาพของฉนวนของวัสดุฉนวนก็เพิ่มขึ้น

ปัญหา: ความจำเป็นในการวัดกระแสขนาดเล็กด้วยความแม่นยำสูง

ในการตรวจสอบความปลอดภัยของ BEV ผู้ผลิตจะทดสอบประสิทธิภาพของฉนวนของวัสดุฉนวน มีวิธีทดสอบหลายวิธีในการทำเช่นนั้น แต่เทคนิคทั่วไปเกี่ยวข้องกับการวัดกระแสที่ไหลเมื่อจ่ายไฟฟ้าแรงสูงไปยังวัสดุที่กำลังทดสอบ จากนั้นจึงคำนวณความต้านทานของวัสดุ เนื่องจากการใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นใน BEV จึงจำเป็นต้องใช้วัสดุเพื่อให้มีสมรรถนะของฉนวนที่สามารถรองรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นได้ การให้ฉนวนหมายถึงการปล่อยให้กระแสไฟฟ้าแทบไม่มีกระแสไฟฟ้าไหล แต่กระแสไฟฟ้าขนาดจิ๋วจะไหลเมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับวัสดุฉนวน ในการตรวจสอบประสิทธิภาพของฉนวนของวัสดุฉนวน จำเป็นต้องวัดกระแสเล็กๆ เหล่านั้นอย่างแม่นยำ

คุณสมบัติของความต้านทานซึ่งสามารถแสดงเป็นโอห์ม (Ω) บ่งชี้ว่ากระแสไฟฟ้าไหลได้ง่ายเพียงใด กฎของโอห์มกำหนดความสัมพันธ์ของแรงดัน กระแส และความต้านทาน ความต้านทานของฉนวนคือความต้านทานของวัสดุฉนวน กล่าวโดยย่อ คุณสมบัติของความต้านทานของฉนวนบ่งชี้ว่าวัสดุฉนวนมีฉนวนมากน้อยเพียงใด

วิธีแก้ปัญหา: ซูเปอร์เมกโอห์มมิเตอร์ SM7110/SM7120
เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทดสอบประสิทธิภาพความเป็นฉนวนของวัสดุฉนวน

ซูเปอร์เมกโอห์มมิเตอร์รุ่น SM7110 และ SM7120 สามารถวัดกระแสขนาดเล็กด้วยความแม่นยำสูง เนื่องจาก BEV ใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นเรื่อย ๆ พวกเขาต้องการประสิทธิภาพของฉนวนที่สามารถรองรับแรงดันไฟฟ้าเหล่านั้นได้ SM7110 และ SM7120 สามารถจ่ายแรงดันเอาต์พุตได้สูงสุด 1,000 V และ 2000 V ตามลำดับ ฮิโอกิ นำเสนอสายวัดอิเล็กโทรดมากมายที่ออกแบบมาสำหรับวัสดุและการใช้งานที่หลากหลาย

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

การทดสอบประสิทธิภาพฉนวนของวัสดุฉนวน