Materials ceràmics en vehicles de nova energia

A mesura que els vehicles d'energia nova continuen desenvolupant-se cap a una tensió més alta, una integració més gran i una intel·ligència més gran, els materials ceràmics avançats s'estan convertint en materials bàsics clau per als sistemes d'alimentació, els sistemes de control electrònic i els sistemes de seguretat d'alta{0}}tensió. En comparació amb els metalls i polímers tradicionals, els materials ceràmics tenen excel·lents característiques, com ara resistència a alta temperatura, alt aïllament, alta resistència, resistència a la corrosió i estabilitat dimensional. La seva aplicació en components bàsics de vehicles de nova energia està en constant expansió i, a poc a poc, s'estan convertint en un suport important per millorar la seguretat, la fiabilitat i la lleugeresa de tot el vehicle.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En el sistema d'accionament elèctric i el mòdul de potència dels vehicles d'energia nova, els substrats ceràmics realitzen múltiples funcions, com ara la dissipació de calor, l'aïllament i el suport estructural. Com que els IGBT, els dispositius de potència SiC i els sistemes inversors d'alta tensió -generen una gran quantitat de calor en condicions de funcionament d'alta-freqüència, el material del substrat no només ha de tenir una conductivitat tèrmica elevada, sinó també una excel·lent resistència al xoc tèrmic i una resistència mecànica. Actualment, els materials de substrat ceràmic àmpliament utilitzats inclouen alúmina, nitrur d'alumini i nitrur de silici. Entre ells, el nitrur de silici, a causa de la seva combinació d'alta fiabilitat i alta conductivitat tèrmica, es considera àmpliament una direcció de desenvolupament important en el camp de l'electrònica de potència per a vehicles d'energia nova. Mentrestant, la demanda de ceràmica metal·litzada per a components elèctrics en els sistemes de control de potència dels vehicles d'energia nova continua creixent, ja que la seva estructura metal·litzada millora efectivament l'estabilitat de les connexions conductores i la fiabilitat dels envasos.

 

En els sistemes de control de corrent continu d'alta-tensió, els materials ceràmics també tenen un paper insubstituïble. Els relés i contactors d'alta tensió-en els vehicles d'energia nova han de funcionar de manera estable durant períodes prolongats en condicions d'alta tensió i intensitat, de manera que exigeixen un rendiment d'aïllament, resistència a l'arc i rendiment de segellat extremadament elevats. Els components d'aïllament ceràmic d'alta tensió-fabricats amb ceràmica metal·litzada d'alúmina poden garantir eficaçment que els relés mantinguin un rendiment d'aïllament estable durant els canvis freqüents i reduir l'impacte de l'arc en la seguretat del sistema. Especialment en l'àmbit dels relés de corrent continu d'alta tensió, els tancaments de ceràmica de contactors HVDC s'han convertit en un component clau dels sistemes de seguretat d'alta tensió, i la seva excel·lent resistència a la calor i el seu rendiment d'aïllament milloren eficaçment l'estabilitat operativa dels sistemes d'alta tensió en vehicles d'energia nova.

 

Amb la tendència a l'acceleració de la plataforma{0}}d'alta tensió en els vehicles d'energia nova, els requisits de rendiment dels fusibles d'alta-tensió també augmenten constantment. A causa de la seva alta-resistència a la temperatura, resistència a l'impacte i propietats d'aïllament estables, els materials ceràmics s'utilitzen àmpliament en els sistemes de protecció de fusibles dels vehicles d'energia nova. Els components de fusibles d'alta tensió-fabricats amb components ceràmics metal·litzats-d'alta resistència poden aconseguir una desconnexió ràpida en condicions de curt-circuit o sobreintensitat, mantenint eficaçment l'estabilitat i la seguretat del sistema. En escenaris de càrrega ràpida d'alta-potència, aquests components ceràmics són crucials per garantir el funcionament fiable dels sistemes d'alta-tensió.

 

L'electrificació creixent dels vehicles d'energia nova també ha impulsat el ràpid creixement de la demanda de components electrònics de grau{0}}automoció. Nombrosos mòduls de control a bord, sistemes de detecció i sistemes de conducció autònoma requereixen materials d'embalatge electrònic amb més fiabilitat. Les ceràmiques d'alúmina metal·litzada per a components elèctrics, amb les seves excel·lents propietats d'aïllament, estabilitat tèrmica i precisió dimensional, s'utilitzen àmpliament en embalatges electrònics d'automòbil, conjunts de relés i mòduls de control d'alta tensió-. Mentrestant, l'aplicació de ceràmica metal·litzada de precisió en components electrònics d'alta-precisió per a vehicles d'energia nova continua expandint-se, i les seves capacitats estables de control de tolerància dimensional compleixen els estrictes requisits dels vehicles intel·ligents per a components electrònics d'alta-precisió.

 

En els sistemes de relés d'alta tensió-per a vehicles d'energia nova, la carcassa de ceràmica no només té una funció aïllant sinó que també afecta directament el rendiment i la durabilitat del segellat del producte. L'adopció de la solució estructural de contactes de ceràmica de CC d'alta tensió de la carcassa de ceràmica d'alumina del relé EV millora eficaçment la resistència als xocs tèrmics i l'estabilitat a-a llarg termini dels relés d'alta-tensió. Mentrestant, la caixa de relé de ceràmica metal·litzada d'alta temperatura manté un rendiment mecànic estable en entorns d'alta-temperatura, la qual cosa la fa apta per a condicions de funcionament complexes, com ara sistemes de control de corrent continu d'alt-tensió en vehicles d'energia nova. Per a la fabricació de relés de vehicles d'energia nova, els components ceràmics d'alúmina de relé s'han convertit gradualment en una base estructural important per a productes d'alta-fiabilitat.

 

Els nous sistemes de motor de vehicles energètics exigeixen més el rendiment dels coixinets. En comparació amb els materials de coixinets tradicionals, els coixinets de ceràmica tenen una densitat més baixa, una duresa més alta i unes propietats d'aïllament superiors, reduint eficaçment els problemes d'electrocorrosió durant el funcionament d'alta-velocitat. Els coixinets ceràmics de nitrur de silici, a causa de la seva baixa fricció, alta resistència al desgast i llarga vida útil, tenen avantatges significatius en els nous sistemes de motor d'accionament de vehicles d'energia, ajudant a millorar l'eficiència global de la transmissió del vehicle i reduir el consum d'energia del sistema.

 

En els sistemes de frens de vehicles d'energia nova, els materials compostos de carboni-ceràmica també s'estan convertint gradualment en una direcció important per als sistemes de frens d'alt-rendiment. Els materials ceràmics de carboni-combinen els avantatges de rendiment de la fibra de carboni i el carbur de silici, amb una alta-estabilitat a la temperatura, una alta conductivitat tèrmica i propietats lleugeres, escurçant de manera efectiva la distància de frenada i millorant el rendiment de la resposta dinàmica del vehicle. Amb les demandes creixents de pes lleuger i alt rendiment en els vehicles d'energia nova, els sistemes de frens de carboni-ceràmica tenen perspectives d'aplicació àmplies.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La seguretat de les bateries d'energia també ha impulsat el desenvolupament de materials ceràmics avançats. A mesura que la densitat d'energia de les bateries de potència continua augmentant, els requisits de resistència a la calor, seguretat i compatibilitat amb electròlits dels separadors de bateries augmenten constantment. Els separadors-revestits de ceràmica, a causa de la seva menor taxa de contracció tèrmica i una millor estabilitat tèrmica, poden reduir eficaçment el risc de fuga tèrmica i millorar el rendiment general de seguretat de les bateries d'alimentació.

 

A més, les ceràmiques transparents, els compostos ceràmics-alumini i les ceràmiques estructurals d'alt rendiment-també estan trobant una aplicació més àmplia en els sistemes intel·ligents dels vehicles de nova energia. Les ceràmiques transparents, amb la seva alta transmissió de la llum, alta resistència i alta-resistència a la temperatura, es poden utilitzar en càmeres de vehicles, finestres LiDAR i sistemes de detecció òptica. Els compostos ceràmics-d'alumini, que combinen lleugeresa i alta resistència, es poden utilitzar en components estructurals del xassís i components de carrosseria d'alta-resistència de vehicles d'energia nova.

 

L'aplicació generalitzada de materials ceràmics avançats en el camp dels vehicles de nova energia està estretament relacionada amb els seus processos de fabricació. Els materials ceràmics solen estar compostos per enllaços iònics o covalents, per la qual cosa posseeixen una gran duresa, alta resistència a la calor i alta resistència a la corrosió. No obstant això, això també exigeix ​​més el procés de sinterització. Actualment, la indústria està optimitzant contínuament la tecnologia de sinterització per aconseguir temperatures de sinterització més baixes, una densitat més alta i estructures de gra més fins, millorant així encara més el rendiment global dels materials ceràmics.

 

En la fabricació de components bàsics per a vehicles d'energia nova, el mecanitzat de precisió de peces ceràmiques d'alumina és crucial per a la precisió dimensional del producte i l'estabilitat estructural. Les capacitats de mecanitzat d'alta-precisió no només milloren la consistència del muntatge de les peces ceràmiques, sinó que també contribueixen a millorar la fiabilitat operativa a-a llarg termini dels sistemes d'alta-tensió. Simultàniament, la demanda d'aplicacions de carcassa de ceràmica metal·litzada per a semiconductors de potència en mòduls de potència de vehicles d'energia nova continua creixent. Aquestes carcasses combinen aïllament, dissipació de calor i rendiment de suport mecànic, proporcionant una protecció estable per als sistemes electrònics de potència dels vehicles de nova energia.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A mesura que els vehicles d'energia nova continuen desenvolupant-se cap a una tensió més alta, una eficiència més alta i una seguretat més alta, la demanda del mercat de components estructurals ceràmics avançats com araCarcassa de ceràmica d'alúmina EVi els sobres ceràmics de relé d'alúmina per a automòbils elèctrics continuaran ampliant-se. En el futur, els materials ceràmics avançats tindran un paper cada cop més important en els sistemes de seguretat d'alta-tensió, els sistemes electrònics de potència i els sistemes de detecció intel·ligent de vehicles d'energia nova, i es convertiran en un dels materials bàsics importants per promoure la millora de la indústria de vehicles d'energia nova.