Aplicarea ceramicii avansate în vehiculele cu energie nouă
În industria vehiculelor cu energie nouă, aplicarea diverselor materiale avansate este fundamentul care susține întreaga industrie. În acest articol, vom explora rolul din ce în ce mai important al ceramicii în procesul de inteligență a vehiculelor cu energie nouă.
În acționarea motorului central al vehiculelor cu energie nouă, utilizarea dispozitivelor MOSFET SiC oferă o creștere a autonomiei de 5% până la 10% în comparație cu IGBT-urile Si tradiționale și se așteaptă să înlocuiască treptat IGBT-urile Si în viitor. Cu toate acestea, cipurile MOSFET SiC au o suprafață mică și cerințe ridicate de disipare a căldurii. Laminatul ceramic placat cu cupru este un material compozit cu o structură de tip sandwich cupru-ceramică-cupru. Are caracteristici precum o bună disipare a căldurii, izolație ridicată, rezistență mecanică ridicată, dilatare termică potrivită cu cipurile și, de asemenea, are caracteristici precum o capacitate mare de transport al curentului, performanțe bune de sudare și lipire și conductivitate termică ridicată a cuprului fără oxigen. A devenit aproape o alegere necesară pentru MOSFET-urile SiC în domeniul vehiculelor cu energie nouă. Substraturile ceramice de nitrură de siliciu au o capacitate excelentă de disipare a căldurii și o fiabilitate ridicată, ceea ce le face unul dintre materialele cheie de ambalare pentru modulele MOSFET SiC.
Substrat de nitrură de siliciu
Relee ceramice
Tehnologia de control electronic este un indicator important al nivelului de dezvoltare al noilor vehicule electrice economice, iar releele ceramice de înaltă tensiune de curent continuu sunt componentele de bază ale sistemelor de control electronic. Într-un releu de vid de înaltă tensiune de curent continuu, izolatorul ceramic se introduce între ansamblul de contacte mobile și tija de acționare într-o cameră de vid etanșată cu metal și ceramică, asigurând o bună izolație electrică între contactele mobile și cele staționare în orice stare de conducție sau deconectare, menținând un sistem de circuit magnetic cu plăcile magnetice ale releului și miezurile de fier etc. și asigurând capacitatea de stingere a arcului releului la comutarea sarcinilor de înaltă tensiune de curent continuu. Arcul electric este o cauză majoră a arderii vehiculelor. Doar produsele de releu care realizează conexiunea și deconectarea fără arcă pot rezolva fundamental problema arderii.
Carcasă ceramică pentru releu
Siguranțe ceramice
Siguranțele sunt dispozitive utilizate pentru a proteja circuitele de supracurent. În timpul funcționării, siguranța este conectată în serie în circuit, iar curentul de sarcină circulă prin siguranță. Când apare un scurtcircuit sau o supraîncărcare în circuit, efectul termic al supracurentului topește și vaporizează elementul siguranței, creând un spațiu care produce un arc electric. Siguranța întrerupe circuitul defect prin stingerea arcului, protejând astfel circuitul.
Siguranțele auto sunt împărțite în componente de joasă tensiune și de înaltă tensiune, protecția la înaltă tensiune fiind aplicabilă în principal vehiculelor cu energie nouă. Tensiunea aplicată este în general de 60VDC-1500VDC, fiind utilizată în principal pentru protejarea circuitelor principale și auxiliare ale siguranțelor de putere (siguranțe de înaltă tensiune pentru vehicule cu energie nouă). Pe măsură ce piața vehiculelor cu energie nouă intră în era post-subvenții, iar cererea de consum personal conduce platforma de înaltă tensiune a vehiculelor cu energie nouă, cerințele de siguranță în domeniile de înaltă tensiune, cum ar fi încărcarea rapidă, motoarele, dispozitivele de alimentare etc., nu pot fi ignorate. Stabilitatea și capacitatea de întrerupere rapidă a siguranțelor vor continua să cunoască o creștere rapidă odată cu dezvoltarea rapidă a vehiculelor cu energie nouă.
Siguranțe ceramice
Condensatoare ceramice multistrat (MLCC)
Condensatoarele ceramice multistrat (MLCC) sunt cunoscute sub numele de „"rice"” ale industriei electronice și reprezintă una dintre cele mai utilizate componente electronice pasive la nivel global. Aproape toate produsele electronice de larg consum necesită utilizarea de componente MLCC. Comparativ cu vehiculele tradiționale, nivelul de electrificare a vehiculelor electrice a crescut considerabil. De la sistemele electronice de control și gestionare a bateriei nou adăugate, la sistemele audio și de divertisment, sistemele ADAS și sistemele de conducere complet autonomă, nivelul crescut de electrificare a vehiculelor a promovat considerabil creșterea MLCC-urilor auto.
Condensatoare ceramice multistrat
Utilizarea rulmenților ceramici în vehiculele cu energie nouă a devenit o tendință. Vehiculele cu energie nouă au impus cerințe mai mari rulmenților auto. În primul rând, în comparație cu rulmenții tradiționali, rulmenții motoarelor au viteze de rotație mai mari și necesită materiale cu densitate mai mică și o rezistență mai bună la uzură. În al doilea rând, din cauza câmpului electromagnetic variabil cauzat de curenții alternativi din motor, este necesară o izolație mai bună pentru a reduce coroziunea rulmenților cauzată de descărcările electrice. În al treilea rând, suprafața bilei rulmentului trebuie să fie mai netedă și să aibă o uzură mai mică. Bilele ceramice au caracteristici precum densitate redusă, duritate ridicată și rezistență excelentă la uzură, ceea ce le face potrivite pentru rotația de mare viteză în medii cu temperaturi ridicate, magnetism puternic și vid înalt. Sunt de neînlocuit în aceste domenii.
Motoarele Tesla folosesc rulmenți ceramici pentru arborii de ieșire, în special rulmenți ceramici hibridi proiectați de NSK, cu 50 de bile de nitrură de siliciu. Motorul ATA250 de la Audi folosește, de asemenea, rulmenți ceramici pentru cei doi rulmenți interni ai rotorului său.
Rulmenți ceramici
Discuri de frână din carbon-ceramică
Materialul compozit carbon-ceramic (C/C-SiC) este un nou tip de material pentru plăcuțe de frână, dezvoltat pe baza materialelor compozite carbon/carbon. Acesta utilizează o pâslă tridimensională din fibră de carbon perforată cu ace ca schelet ranforsat și este compozit prin depunerea de carbon, SiC și siliciu rezidual. Acest material combină proprietățile fizice ale fibrei de carbon și ale carburii de siliciu policristaline și prezintă caracteristici precum stabilitate la temperatură ridicată, conductivitate termică ridicată și căldură specifică ridicată. În plus, frânele carbon-ceramice au avantajele greutății reduse și rezistenței la uzură. Nu numai că prelungesc durata de viață a discurilor de frână, dar evită și toate problemele cauzate de sarcină. Conform cercetărilor, o pereche de discuri de frână carbon-ceramice poate reduce greutatea sistemului de suspensie al vehiculului cu 20 kg în comparație cu discurile de frână din fontă de aceeași dimensiune, ceea ce poate crește autonomia vehiculelor electrice cu aproximativ 50 km. În contextul tendințelor de electrificare, inteligență și dezvoltare de ultimă generație din industria vehiculelor energetice noi, sistemele de frânare carbon-ceramice pot îmbunătăți semnificativ viteza de răspuns a vehiculului, pot scurta distanța de frânare și se așteaptă să devină cele mai bune actuatoare pentru frânarea de control al liniei. Acestea pot fi considerate componente ușoare cheie pentru viitoarele vehicule electrice.
Discuri de frână ceramice
Conectori ceramici de etanșare a bateriei
Conectorii ceramici de etanșare a bateriei sunt o componentă importantă a vehiculelor electrice de energie nouă. Aceștia sunt utilizați pentru a forma conexiuni etanșe și conductive între placa de acoperire a bateriei și coloana electrodului în vehiculele electrice de energie nouă.
Ceramica are o izolație electrică superioară și o rezistență mecanică superioară, ceea ce o face din ce în ce mai comună în industria electronică ca și componente de etanșare. În ultimii ani, companiile de baterii de top au înlocuit treptat garniturile obișnuite din plastic cu garnituri ceramice, îmbunătățind semnificativ siguranța.
Conectori de etanșare a bateriei
Separatoare ceramice pentru baterii
Membranele din poliolefine sunt în prezent membrane comune, dar stabilitatea lor termică este relativ slabă. Punctele de topire ale polipropilenei (PP) și polietilenei (PE) sunt de 165°C și, respectiv, 135°C, ceea ce poate cauza potențiale probleme de siguranță, deoarece membrana se contractă sau se topește la temperaturi ridicate, ducând la scurtcircuite interne, incendii sau chiar explozii. Ca răspuns la această situație, au fost adoptate diverse metode pentru a îmbunătăți stabilitatea termică a membranelor, iar acoperirea unui strat de particule ceramice anorganice pe membranele PP sau PE este considerată cea mai eficientă și economică metodă. Materialele ceramice oferă o rezistență ridicată la căldură, în timp ce adezivii asigură aderența pentru a menține integritatea structurală a acoperirii și a întregii membrane compozite. Pe de o parte, această membrană acoperită cu ceramică îmbunătățește eficient siguranța bateriilor litiu-ion prin prevenirea scurtcircuitelor la temperaturi ridicate datorită stabilității termice îmbunătățite. Pe de altă parte, membrana acoperită cu ceramică are capacități bune de umectare și retenție a lichidelor cu electroliți și materiale pentru electrozi pozitivi/negativi, îmbunătățind considerabil performanța și durata de viață a bateriei. Materialele ceramice utilizate în mod obișnuit includ alfa-alumina, boehmita, SiO2, CeO2, MgAl2O4, ZrO și TiO2.
Ceramică acoperire strat
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. este un furnizor reputat și de încredere specializat în fabricarea și vânzarea de piese ceramice tehnice. Oferim producție personalizată și prelucrare de înaltă precizie pentru o gamă largă de materiale ceramice de înaltă performanță, inclusiv ceramică de alumină, ceramică de zirconiu, nitrură de siliciu, carbură de siliciu, nitrură de bor, nitrură de aluminiu şi vitroceramică prelucrabilăÎn prezent, piesele noastre ceramice pot fi găsite în multe industrii, precum cea mecanică, chimică, medicală, semiconductori, auto, electronică, metalurgică etc. Misiunea noastră este de a oferi piese ceramice de cea mai bună calitate pentru utilizatorii globali și este o mare plăcere să vedem cum piesele noastre ceramice funcționează eficient în aplicațiile specifice ale clienților. Putem coopera atât la prototipuri, cât și la producția de masă, vă rugăm să ne contactați dacă aveți solicitări.
