Pruebas de rendimiento de aislamiento de materiales aislantes: un proceso esencial para los vehículos eléctricos

A medida que los problemas medioambientales impulsan una transición hacia los combustibles no fósiles, se acelera el cambio de vehículos propulsados por motores de combustión interna (ICE) a vehículos eléctricos, especialmente en Europa y China. Como parte de ese cambio, el desarrollo de vehículos eléctricos con batería (BEV) está progresando en todo el mundo. Los ICE funcionan con combustibles fósiles, mientras que los BEV usan energía eléctrica almacenada en una batería para impulsar uno o más motores.

Los materiales aislantes, que evitan el flujo de electricidad, son esenciales para permitir que los BEV se utilicen de forma segura, y una propiedad importante de dichos materiales es su rendimiento de aislamiento. Los BEV están utilizando voltajes cada vez más altos para mejorar la eficiencia energética y acortar los tiempos de carga, lo que requiere materiales aislantes capaces de acomodar esos voltajes más altos.

Además de baterías y motores de alta capacidad, los BEV requieren pistolas de carga para cargar sus baterías y unidades de control de potencia (PCU) para ajustar la salida del motor de accionamiento. Estos componentes usan voltajes más altos y corrientes más grandes que las piezas automotrices convencionales. Por ejemplo, bajo CHAdeMO, un estándar de carga ampliamente conocido que se usa en Japón, las baterías de los vehículos se cargan a 500 V, un voltaje relativamente alto. Las personas que cargan sus vehículos deben sujetar la pistola de carga con las manos y luego insertarla en el puerto de carga del BEV. Las pistolas de carga están hechas de resina que brinda un excelente rendimiento de aislamiento (para evitar el flujo de electricidad) para evitar el riesgo de exponer a los usuarios al alto voltaje transportado por la pistola. Dentro de los BEV, los componentes alrededor de las baterías y la PCU están cubiertos por un material aislante para garantizar la seguridad. Además, los motores están hechos con devanados a través de los cuales fluye la electricidad, y esos cables están cubiertos con un material aislante conocido como barniz para garantizar que los devanados estén aislados entre sí.

Por lo tanto, se utilizan muchos materiales aislantes en los BEV, y la importancia de evaluar el rendimiento de aislamiento de los materiales aislantes es cada vez mayor.

Problema: Necesidad de medir corrientes minúsculas con un alto grado de precisión

Para verificar la seguridad de BEV, los fabricantes prueban el rendimiento de aislamiento de los materiales aislantes. Hay una serie de métodos de prueba para hacerlo, pero una técnica común consiste en medir la corriente que fluye cuando se aplica un alto voltaje al material bajo prueba y luego calcular la resistencia del material. Debido a la adopción de voltajes cada vez más altos en los BEV, se requieren materiales para proporcionar un rendimiento de aislamiento capaz de acomodar esos voltajes más altos. Proporcionar aislamiento significa permitir el flujo de casi ninguna electricidad, pero fluirá una corriente minúscula cuando se aplique un voltaje a un material aislante. Para verificar el rendimiento del aislamiento de los materiales aislantes, es necesario medir con precisión esas minúsculas corrientes.

La propiedad de la resistencia, que se puede expresar en ohmios (Ω), indica con qué rapidez fluye la electricidad. La ley de Ohm define cómo se relacionan el voltaje, la corriente y la resistencia. La resistencia de aislamiento es la resistencia de un material aislante. En resumen, la propiedad de resistencia de aislamiento indica cuánto aislamiento proporciona un material aislante.

Solución: Medidor Super Megaohm SM7110/SM7120
Ideal para probar el rendimiento de aislamiento de los materiales aislantes.

Los medidores SM7110 y SM7120 Super Megohm pueden medir corrientes minúsculas con un alto grado de precisión. A medida que los BEV adoptan voltajes cada vez más altos, exigen un rendimiento de aislamiento capaz de acomodar esos voltajes. El SM7110 y el SM7120 pueden generar voltajes de hasta 1000 V y 2000 V, respectivamente. Hioki ofrece una extensa línea de electrodos de medición diseñados para diversos materiales y aplicaciones.

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

Pruebas de rendimiento de aislamiento de materiales aislantes