Aplicació de la ceràmica en vehicles de nova energia

Amb el ràpid desenvolupament de nous vehicles d'energia, sistemes de càrrega ràpida d'alta{0}}tensió i emmagatzematge d'energia, els materials ceràmics, amb el seu excel·lent aïllament, resistència a la temperatura alta-, resistència mecànica i estabilitat química, s'estan convertint en materials funcionals clau en la cadena de la nova indústria energètica. Des de bateries d'alimentació i sistemes de control electrònic fins a dispositius de protecció d'alta tensió-, les ceràmiques avançades tenen un paper cada cop més important en la millora de la seguretat, l'estabilitat i la lleugeresa del sistema. Especialment en entorns d'alta -tensió, alta-freqüència i alta-calor-càrrega, els materials ceràmics s'han convertit en un dels materials bàsics essencials per als components bàsics dels vehicles d'energia nova.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En els sistemes d'accionament elèctric dels vehicles de nova energia, l'aplicació de dispositius de potència SiC està creixent ràpidament. En comparació amb els dispositius tradicionals basats en silici-, els MOSFET de SiC tenen una eficiència de commutació més alta, una menor pèrdua d'energia i un rendiment superior a alta-temperatura, millorant de manera efectiva l'autonomia i la densitat de potència del vehicle. Tanmateix, al mateix temps, els dispositius de SiC exigeixen majors exigències de dissipació de calor i aïllament, posant de manifest la creixent importància dels substrats ceràmics d'alta conductivitat tèrmica. Els substrats ceràmics de coure-revestits de materials com el nitrur de silici i l'alúmina no només tenen excel·lents propietats d'aïllament i conductivitat tèrmica, sinó que també aconsegueixen una coincidència amb el coeficient d'expansió tèrmica del xip, reduint l'impacte de l'estrès tèrmic en la vida útil del dispositiu. Els materials ceràmics d'alúmina, representats per un 95% de ceràmica d'alúmina, s'utilitzen àmpliament en mòduls de potència i components electrònics d'alta -tensió de vehicles d'energia nova a causa del seu rendiment de processament madur i propietats elèctriques estables.

 

Els sistemes d'alta-tensió dels vehicles d'energia nova exigeixen molt el rendiment de seguretat dels components de protecció, com ara relés i fusibles. En entorns de corrent continu d'alta tensió-, el control d'arc i les capacitats d'aïllament afecten directament la seguretat de tot el vehicle. Els materials ceràmics, amb les seves excel·lents capacitats d'aïllament i resistència a alta-temperatura, s'utilitzen àmpliament en relés d'alta tensió-, cambres d'extinció d'arc-de buit i estructures de fusibles d'alta-tensió. Especialment en el camp dels fusibles d'alta tensió-, "Ceramic for Electric and Hybrid Vehicle Fusibles" s'ha convertit en un component important dels nous sistemes de protecció energètica. La carcassa de ceràmica pot suportar eficaçment els impactes d'arc d'alta-temperatura i mantenir l'estabilitat estructural en condicions de curt-circuit, aconseguint així una desconnexió ràpida i una protecció segura.

 

Actualment, la demanda de fusibles d'alta-tensió de vehicles d'energia nova i sistemes d'emmagatzematge d'energia continua creixent. La millora de les plataformes d'alta tensió-, la capacitat de la bateria i el desenvolupament de la tecnologia de càrrega ràpida- estan impulsant encara més l'actualització dels components de fusibles ceràmics. Els tubs ceràmics per a fusibles d'alta tensió-s'utilitzen àmpliament en els sistemes de protecció de circuits principals dels vehicles d'energia nova a causa de les seves característiques, com ara la resistència al xoc tèrmic, l'aïllament estable i l'alta resistència mecànica. Mentrestant, els tubs ceràmics per a fusibles de corrent continu per a vehicles elèctrics presenten un excel·lent rendiment d'extinció d'arc-en escenaris de protecció de corrent continu d'-alta tensió, i compleixen els requisits dels sistemes d'alta tensió-de vehicles d'energia nous per a una desconnexió ràpida i una protecció estable.

 

En l'aplicació de nous fusibles d'energia amb diferents estàndards, els components estructurals ceràmics s'estan desenvolupant gradualment en segments especialitzats. Per exemple, els tubs de ceràmica per a fusibles estàndard britànics EV i els tubs de ceràmica per a la sèrie EV BS s'utilitzen principalment en productes de protecció d'alta tensió-per a vehicles d'energia nova que compleixen els estàndards britànics; Els tubs de ceràmica per a enllaços de fusibles de càrrega de vehicles elèctrics s'utilitzen àmpliament en components de protecció d'alta tensió-en piles de càrrega i sistemes de càrrega-a bord. Amb les creixents demandes d'estandardització al mercat global de les noves energies, els components estructurals de fusibles ceràmics es desenvolupen cap a una major fiabilitat, estandardització i modularitat.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A més del sector de nous vehicles d'energia, els sistemes d'emmagatzematge d'energia també estan impulsant el creixement de la demanda de materials ceràmics avançats. En els convertidors d'emmagatzematge d'energia, la protecció de clúster de bateries i els sistemes d'emmagatzematge d'energia fotovoltaica, els fusibles d'alta-tensió han de suportar entorns de corrent elevat i xocs tèrmics elevats durant períodes prolongats, de manera que exigeixen més l'aïllament i la resistència a la calor de la carcassa de ceràmica. Els cossos ceràmics de fusibles d'emmagatzematge d'energia s'han convertit en components estructurals crucials, mantenint una resistència mecànica estable i un rendiment d'aïllament en condicions de funcionament complexes. Mentrestant, l'aplicació de cossos ceràmics de fusibles d'emmagatzematge d'energia fotovoltaica i cossos ceràmics de fusibles d'emmagatzematge d'energia fotovoltaica en sistemes d'emmagatzematge d'energia fotovoltaica també està augmentant, especialment en noves centrals d'energia, armaris d'emmagatzematge d'energia i sistemes combinadors de CC.

 

A les noves estructures de fusibles d'{0}}alta tensió d'energia, els cossos ceràmics per a sèries de fusibles cargolats s'utilitzen àmpliament en productes de fusibles d'alta-tensió cargolats. Aquests components estructurals ceràmics no només necessiten un excel·lent rendiment d'aïllament, sinó que també necessiten mantenir una resistència mecànica estable i una precisió dimensional sota un impacte de corrent elevat. La ceràmica d'alúmina per a fusibles EV de connexió cargolada compleix encara més amb els requisits de resistència a la tensió i fiabilitat de les estructures de connexió d'alta-tensió dels vehicles d'energia nova, jugant un paper vital en els sistemes de protecció de connexió d'alta-tensió.

 

Amb l'augment continu de la densitat de potència dels nous sistemes d'energia, els fusibles d'alta-velocitat s'utilitzen cada cop més en la protecció electrònica de potència. Els cossos ceràmics per a fusibles d'alta-velocitat, a causa de la seva capacitat d'adaptar-se a entorns d'alta-freqüència, alt-corrent i ràpid-, s'utilitzen àmpliament en sistemes PCS d'emmagatzematge d'energia, sistemes d'accionament elèctric i equips convertidors industrials. A més, l'aplicació de cossos ceràmics per a l'emmagatzematge d'energia en sistemes de bateries d'emmagatzematge d'energia també està creixent, ja que la seva alta estabilitat millora efectivament el nivell de seguretat global dels sistemes d'emmagatzematge d'energia.

 

Les bateries d'energia de vehicles d'energia nova tenen requisits extremadament alts per al rendiment de segellat i aïllament, cosa que condueix a un augment gradual de l'aplicació de materials ceràmics en estructures de connexió de segellat de bateries. Els connectors segellats de ceràmica posseeixen excel·lents propietats d'aïllament elèctric, resistència a la corrosió dels electròlits i una alta resistència mecànica, millorant eficaçment el rendiment de seguretat de les bateries d'energia en entorns d'alta-temperatura i alta-pressió. Mentrestant, la tecnologia de separació-revestida de ceràmica s'ha convertit en una de les solucions clau per millorar la seguretat de la bateria de liti. En recobrir la superfície del separador amb materials ceràmics inorgànics com l'alúmina, es poden millorar eficaçment la resistència a la calor i l'estabilitat dimensional del separador, reduint així el risc de fuga tèrmica i augmentant la vida del cicle de la bateria.

 

En els sistemes de motor de vehicles d'energia nova, l'aplicació de coixinets ceràmics també és cada cop més habitual. En comparació amb els coixinets d'acer tradicionals, els coixinets de ceràmica tenen una densitat més baixa, una duresa més alta i propietats d'aïllament superiors, reduint eficaçment l'electrocorrosió en entorns operatius d'alta-velocitat. Especialment en motors d'accionament-d'alta velocitat, els coixinets de boles de ceràmica poden reduir les pèrdues per fricció i millorar l'eficiència del sistema. A més, els discos de fre compostos de carboni-ceràmica, a causa de la seva lleugeresa, resistència a alta-temperatura i resistència al desgast, s'estan convertint en una adreça de desenvolupament important per als sistemes de frenada d'alt-rendiment en vehicles d'energia nova.

 

Amb l'actualització contínua del nou vehicle d'energia, el sistema d'emmagatzematge d'energia i les indústries de xarxes intel·ligents, els materials ceràmics avançats evolucionen gradualment des dels materials auxiliars tradicionals fins als materials funcionals bàsics. Tant si es tracta de cos de ceràmica per a fusibles d'automòbils, de tubs de ceràmica per a fusibles d'emmagatzematge d'energia o de cos de ceràmica d'esteatita per a fusibles de vehicles elèctrics, tots juguen un paper cada cop més important en els sistemes de protecció d'alta tensió-.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mentrestant, es van desenvolupar components estructurals ceràmics especialitzats per a sistemes d'emmagatzematge d'energia fotovoltaica, com araCossos ceràmics per a fusibles fotovoltaics de la sèrie Bussmann, estan promovent encara més l'actualització de la seguretat dels nous sistemes d'energia energètica.

 

En el futur, amb les tendències d'aprofundiment de l'alta tensió, la intel·ligència i la lleugeresa, els materials ceràmics avançats tindran perspectives de desenvolupament encara més àmplies en els vehicles d'energia nova i la indústria de la nova energia. La millora contínua de l'alta fiabilitat, l'alt aïllament i la resistència a les altes temperatures promourà encara més l'aplicació profunda de materials ceràmics en bateries d'energia, fusibles d'alta-tensió, mòduls d'alimentació i sistemes d'emmagatzematge d'energia, i els convertirà en un material bàsic insubstituïble i important en la cadena de la nova indústria energètica.