Anàlisi de les aplicacions clau dels materials ceràmics en el sector dels vehicles de nova energia

A mesura que els vehicles d'energia nova es desenvolupen ràpidament cap a una tensió més alta, una potència més alta i una intel·ligència més gran, els materials metàl·lics tradicionals s'enfronten a reptes creixents en termes d'aïllament, resistència a altes temperatures, resistència a la corrosió i estabilitat d'alta-freqüència. Els materials ceràmics avançats, amb les seves excel·lents propietats d'aïllament elèctric, resistència mecànica, estabilitat tèrmica i resistència a l'arc, estan jugant un paper cada cop més important en la cadena de la indústria de vehicles d'energia nova i s'utilitzen àmpliament en components bàsics com relés d'alta tensió, mòduls IGBT, contactors d'alta tensió, sistemes d'accionament elèctric i components estructurals aïllants de precisió.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En el sistema de control electrònic d'alta-tensió dels vehicles de nova energia, els relés ceràmics són un dels components crucials per garantir la seguretat de tot el vehicle. Els relés tradicionals són propensos a l'arc, l'erosió del contacte i la fallada d'adhesió en entorns de corrent continu d'alta-tensió. Tanmateix, l'ús d'estructures d'aïllament ceràmic pot millorar eficaçment les capacitats d'extinció d'arcs i el rendiment d'aïllament elèctric. Actualment, la indústria utilitza àmpliament un 95% de ceràmica d'alúmina com a material de la carcassa del relé, que posseeix excel·lents propietats d'aïllament, resistència a la calor i estabilitat estructural, que compleixen els requisits operatius a llarg termini dels vehicles d'energia nova en condicions de funcionament complexes.

 

En el camp dels relés d'alta -tensió, els tancaments ceràmics de contactors HVDC s'han convertit en un component estructural important en els nous sistemes de commutació d'alta-energia. Internament, aquests dispositius solen emprar una estructura segellada al buit-, utilitzant processos de segellat de ceràmica i metall per crear una cavitat segellada altament fiable, reduint eficaçment l'impacte dels arcs elèctrics en el sistema. Mentrestant, les carcasses de ceràmica d'alumina EV i les carcasses de relés de ceràmica d'alúmina EV també s'utilitzen àmpliament en relés d'alta tensió-i contactors de CC d'alta-tensió en vehicles d'energia nova per complir els requisits de seguretat d'aïllament en condicions de commutació d'alta tensió, corrent i alta{7}freqüència.

 

Amb l'actualització contínua dels mòduls de potència en els vehicles d'energia nova, els requisits d'eficiència de dissipació de calor i fiabilitat d'embalatge dels mòduls IGBT augmenten constantment. Els substrats revestits de coure-ceràmic, com a material important per a l'embalatge de semiconductors d'energia, tenen els avantatges bàsics de combinar una alta conductivitat tèrmica, un alt aïllament i característiques de baixa expansió tèrmica. En comparació amb els materials tradicionals, els substrats ceràmics de nitrur de silici i d'alúmina poden millorar eficaçment l'estabilitat dels dispositius d'alimentació en entorns de cicles d'alta-temperatura i reduir el risc de fatiga tèrmica.

 

Actualment, les carcasses de ceràmica metal·litzada per a semiconductors de potència s'utilitzen àmpliament en inversors de vehicles d'energia nova, mòduls de càrrega i sistemes de control de motors. Mitjançant la metal·lització, el substrat ceràmic pot aconseguir soldadures fiables i connexions d'alta -resistència, millorant encara més la fiabilitat global de l'embalatge. Mentrestant, la ceràmica metal·litzada per a components elèctrics s'està convertint gradualment en una adreça de desenvolupament important per a l'embalatge de components electrònics en vehicles d'energia nova, mostrant especialment avantatges significatius en aplicacions d'alta-tensió, alta-freqüència i alta-potència.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En el camp dels contactors d'alta-tensió per a vehicles de nova energia, els materials ceràmics també tenen un paper crucial. Els contactors d'alta tensió-han d'aconseguir una extinció ràpida de l'arc quan interrompen a l'instant grans corrents, per la qual cosa requereixen estàndards extremadament alts per a la resistència a la temperatura alta-del material, l'estanqueïtat i l'estabilitat estructural. Les cavitats segellades de ceràmica fabricades amb tecnologia de soldadura al buit poden millorar eficaçment l'eficiència d'extinció de l'arc del contactor i la vida útil.

 

Actualment, les caixes de relés de ceràmica metal·litzada d'alta-temperatura s'han convertit en una de les formes d'embalatge importants per als relés de CC d'alta-tensió, mantenint un rendiment d'aïllament estable en entorns d'alta-temperatura i alta-pressió. Al mateix temps, els components ceràmics d'alúmina de relés també s'utilitzen àmpliament a l'estructura de suport d'aïllament intern dels relés de vehicles d'energia nova per millorar la seguretat i la fiabilitat generals del sistema.

 

En els sistemes d'accionament elèctric dels vehicles de nova energia, l'aplicació de coixinets de boles ceràmics també està creixent ràpidament. En comparació amb els coixinets d'acer tradicionals, les boles de ceràmica tenen una densitat més baixa, una duresa més alta, un coeficient de fricció més baix i una resistència a la corrosió més forta, reduint eficaçment el desgast i la generació de calor durant la rotació a gran-velocitat. Mentrestant, els materials ceràmics tenen propietats aïllants naturals, que poden reduir l'electrocorrosió dels coixinets del motor i millorar l'estabilitat dels sistemes d'accionament elèctric.

 

Especialment en aplicacions de motors d'-alta velocitat, els coixinets híbrids que utilitzen boles ceràmiques de nitrur de silici poden millorar eficaçment l'eficiència de funcionament del motor i reduir el soroll i la vibració. Actualment, la demanda de coixinets ceràmics altament fiables en els motors d'accionament de vehicles d'energia nova continua creixent, impulsant l'aplicació creixent de materials ceràmics avançats en sistemes d'accionament elèctric.

 

A més de la ceràmica estructural, la tecnologia de la ceràmica metal·litzada també s'està desenvolupant ràpidament en la indústria dels vehicles de nova energia. Alumina Metallized Ceramics aconsegueix connexions soldades fiables entre la ceràmica i els metalls mitjançant la formació d'una capa metàl·lica a la superfície de la ceràmica d'alúmina, complint així els requisits d'alta hermeticitat, alt aïllament i embalatge-alta resistència. Aquests materials s'utilitzen àmpliament en carcasses de relés, embalatges de sensors, mòduls electrònics de potència i sistemes d'alta-tensió en vehicles d'energia nova.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A mesura que els requisits de precisió dels components dels vehicles d'energia nova continuen augmentant, la demanda del mercat de ceràmica metal·litzada de precisió també s'està expandint. Mitjançant processos de metal·lització de precisió i tecnologies de mecanitzat d'alta-precisió, la consistència i la fiabilitat dels components estructurals ceràmics es poden millorar significativament. Mentrestant, el mecanitzat de precisió de peces ceràmiques d'alumini s'ha convertit en un procés clau en la fabricació de ceràmica avançada, que compleix els requisits de miniaturització i alta -precisió dels components estructurals complexos.

 

En els sistemes de connexió d'alta tensió per a vehicles d'energia nova, la ceràmica d'alumini metal·litzada per a components elèctrics i els tubs aïllants de ceràmica metal·litzada amb peces de ceràmica metal·litzada s'utilitzen àmpliament en connexions d'aïllament, aïllament conductor i estructures de protecció d'alta-tensió. Aquests productes combinen un excel·lent rendiment d'aïllament amb una resistència mecànica, millorant de manera efectiva la seguretat i l'estabilitat dels sistemes d'alta-tensió en els vehicles d'energia nova.

 

A més, els components ceràmics metal·litzats d'alta-resistencia s'apliquen cada cop més als nous sistemes de càrrega de vehicles d'energia, sistemes d'emmagatzematge d'energia i mòduls de distribució d'energia d'alta-tensió per satisfer els requisits d'operació estable a llarg termini- sota càrregues mecàniques elevades i condicions de funcionament complexes.

 

En general, els materials ceràmics avançats estan jugant un paper cada cop més important en la cadena de la indústria dels vehicles d'energia nova. Des de relés d'alta-tensió i mòduls de potència IGBT fins a sistemes d'accionament elèctric i estructures de connexió d'alta-tensió, els materials ceràmics no només milloren la seguretat, la fiabilitat i la durabilitat dels vehicles d'energia nova, sinó que també impulsen el desenvolupament dels vehicles cap a una tensió més alta, un pes més lleuger i una densitat de potència més alta. En el futur, amb l'actualització contínua de la indústria dels vehicles d'energia nova, la demanda del mercat de components ceràmics d'alt rendiment-com ara la carcassa de ceràmica d'alumina de relé EV iContactor de ceràmica DC d'alta tensiócontinuaran expandint-se i els materials ceràmics metal·litzats d'alta-fiabilitat també es convertiran en una adreça de desenvolupament important per als components bàsics dels vehicles d'energia nova.