はじめにNEVの台頭と断熱材の重要な役割
持続可能な輸送手段への世界的なシフトが加速する中、電気自動車、ハイブリッド車、水素エンジン車などの新エネルギー自動車(NEV)は、自動車の安全基準を再定義しつつある。これらの自動車の心臓部には高電圧の電気系統があり、わずかな絶縁不良でも致命的な火災やシステムの誤動作につながる可能性があります。難燃性熱収縮チューブは、NEVの安全性を確保する上で譲れない部品として登場しました。このブログでは、技術的な見識、業界標準、実際の用途に裏打ちされた、この材料が不可欠な理由を探ります。
1.NEVの電気システムを取り巻く厳しい環境
NEVは過酷な条件下で作動する:
- 高電圧: バッテリーパックやモーターは600Vを超えることが多く、激しい電気的ストレスに耐える絶縁が要求される。
- 熱への挑戦: 駆動モーターや充電ポートなどの部品は、-55℃から200℃までの温度に耐える。
- 化学物質への暴露: オイル、クーラント、路面の汚染物質は、時間の経過とともに絶縁の完全性を脅かします。
難燃性が重要な理由
難燃性チューブ(UL94 V0またはVW-1規格)は、炎が消えてから30秒以内に自己消火することで、火災の伝播を防ぎます。例えば、HellermannTytonのTA37チューブは、ハロゲンフリー素材と低発煙性を兼ね備えており、非常時の有毒ガスの発生を最小限に抑えることができます。
2.NEVの主な用途
a.バッテリーシステム
リチウムイオンバッテリーは熱暴走(爆発を引き起こす連鎖反応)を起こしやすい。難燃性チューブはバッテリー端子とバスバーを絶縁し、短絡のリスクを低減します。例えば、Woer社のポリオレフィンチューブは15kV/mmの絶縁耐力に耐え、極端な電圧スパイク下でも絶縁を確保します。
b.モーターと充電システム
駆動モーターは大きな熱を発生し、充電ポートは湿気や摩耗にさらされます。粘着ライナー付き二重壁熱収縮チューブ(HongshangのH-2(Z)シリーズなど)は、防水シーリングと機械的保護を提供します。Maruixのテストによると、このようなチューブは1,000V DC暴露後も500MΩ以上の絶縁抵抗を維持します。
c.高電圧ワイヤーハーネス
オレンジ色のチューブ(BMWやメルセデスのEVで一般的)は、高電圧ゾーンを視覚的に示すと同時に、UL224認定の絶縁性を提供する。この2つの機能により、メンテナンス時や衝突時の安全性を高めている。
3.安全性を促進する素材の革新
a.放射線架橋ポリオレフィン
この素材がNEVの用途を支配しているのは、そのためである:
- 温度の回復力: 55°Cから125°Cで動作し、短期許容温度は200°Cまで(ふっ素樹脂のバリエーション)。
- 環境コンプライアンス: RoHS認証およびPBBフリーで、EUの持続可能性指令に適合。
b.ハロゲンフリーの代替品
HellermannTytonのようなブランドは、火災時の有毒ガスの排出を削減するために、低煙でゼロハロゲンのチューブを優先しています。
c.将来のEV用スマートチューブ
新興技術には以下のようなものがある:
- 自己修復ポリマー: 振動による小さなクラックを自動修復。
- IoT統合チューブ: センサーが絶縁体の健全性をリアルタイムで監視し、ドライバーに潜在的な故障を警告する。
4.グローバルスタンダードへの準拠
NEVの安全規制を満たすためには、熱収縮チューブは厳しいテストに合格しなければならない:
- UL 224 絶縁耐力を検証する(例えば、AC2,500Vで60秒間絶縁破壊なし)。
- IEC 60695: 炎の広がりと煙の濃さを評価する。
- GB/T 2408: 中国で水平HBと垂直V0の格付けを義務化。
ケーススタディ ある大手EVメーカーは、バッテリー相互接続用のチューブをUL94 V0認証のものに変更したところ、保証請求が22%減少した。
5.コスト対安全性:プレミアム・チューブがペイする理由
低コストのオプションもありますが、プレミアム難燃性チューブは長期的な投資対効果が期待できます:
- リコールリスクの低減: 断熱材不適合により、2023年には14%のEVリコールが発生。
- コンポーネント寿命の延長: Woer社のチューブは、158℃で168時間経過後も70%の引張強度を維持し、交換コストを最小限に抑えます。
- 規制の回避: EUなどの市場では、違反に対する罰金が1台あたり$5万ドルを超えることもある。
結論NEVの安全性の将来
NEVが自律走行や800Vアーキテクチャーに 向けて進化する中、難燃性熱収縮チューブは電気 安全の要であり続けるでしょう。メーカー各社は、性能、コンプライアンス、持続可能性のバランスを考慮した材料を優先する必要があります。エンジニアやOEMの皆様、ウィルレにご相談ください。