Keraminės medžiagos naujose energetinėse transporto priemonėse

Kadangi naujos energetinės transporto priemonės ir toliau tobulėja link aukštesnės įtampos, didesnės integracijos ir didesnio intelekto, pažangios keraminės medžiagos tampa pagrindine maitinimo sistemų, elektroninių valdymo sistemų ir aukštos{0} įtampos saugos sistemų medžiaga. Palyginti su tradiciniais metalais ir polimerais, keraminės medžiagos pasižymi puikiomis savybėmis, tokiomis kaip atsparumas aukštai temperatūrai, aukšta izoliacija, didelis stiprumas, atsparumas korozijai ir matmenų stabilumas. Jų taikymas pagrindinių naujų energetinių transporto priemonių komponentuose nuolat plečiasi ir palaipsniui tampa svarbia priemone gerinant visos transporto priemonės saugumą, patikimumą ir lengvumą.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Naujų energetinių transporto priemonių elektrinės pavaros sistemoje ir galios modulyje keraminiai substratai atlieka daugybę funkcijų, įskaitant šilumos išsklaidymo, izoliacijos ir struktūrinės paramos. Kadangi IGBT, SiC maitinimo įrenginiai ir aukštos -tampos keitiklių sistemos aukšto dažnio veikimo sąlygomis sukuria daug šilumos, substrato medžiaga turi ne tik turėti aukštą šilumos laidumą, bet ir puikų atsparumą šiluminiams smūgiams bei mechaninį stiprumą. Šiuo metu plačiai naudojamos keraminės substrato medžiagos yra aliuminio oksidas, aliuminio nitridas ir silicio nitridas. Tarp jų silicio nitridas dėl didelio patikimumo ir didelio šilumos laidumo derinio yra plačiai laikomas svarbia naujų energijos transporto priemonių galios elektronikos plėtros kryptimi. Tuo tarpu metalizuotos keramikos elektrinių komponentų paklausa naujų energetinių transporto priemonių galios valdymo sistemose ir toliau auga, nes metalizuota jų struktūra efektyviai pagerina laidžių jungčių stabilumą ir pakuotės patikimumą.

 

Aukštos{0}}įtampos nuolatinės srovės valdymo sistemose keraminės medžiagos taip pat atlieka nepakeičiamą vaidmenį. Aukštos-įtampos relės ir kontaktoriai naujose energetinėse transporto priemonėse turi veikti stabiliai ilgą laiką esant aukštos įtampos ir didelės srovės sąlygoms, todėl keliami itin aukšti izoliacijos, lanko atsparumo ir sandarinimo reikalavimai. Aukštos-įtampos keraminės izoliacijos komponentai, pagaminti naudojant aliuminio oksido metalizuotą keramiką, gali veiksmingai užtikrinti, kad relės išlaikytų stabilų izoliacijos veikimą dažnai perjungiant ir sumažintų lanko poveikį sistemos saugai. Ypač aukštos{6}}įtampos nuolatinės srovės relių srityje keraminiai HVDC kontaktorių korpusai tapo pagrindine aukštos-tampos saugos sistemų sudedamąja dalimi, o jų puikus atsparumas karščiui ir izoliacinės savybės efektyviai pagerina aukštos-įtampos sistemų veikimo stabilumą naujose energetinėse transporto priemonėse.

 

Didėjant aukštos{0} įtampos platformos naujose energijos vartojimo transporto priemonėse tendencijai, aukštos{1} įtampos saugiklių veikimo reikalavimai taip pat nuolat auga. Dėl didelio-atsparumo temperatūrai, atsparumo smūgiams ir stabilių izoliacijos savybių keraminės medžiagos plačiai naudojamos naujų energetinių transporto priemonių saugiklių apsaugos sistemose. Aukštos-įtampos saugiklių komponentai, pagaminti naudojant didelio-stiprumo metalizuotus keraminius komponentus, gali greitai atsijungti esant trumpam-jungimui arba viršsrovei, taip veiksmingai išlaikant sistemos stabilumą ir saugumą. Esant didelės-galios greitojo įkrovimo scenarijams, šie keraminiai komponentai yra labai svarbūs užtikrinant patikimą aukštos{10}}tampos sistemų veikimą.

 

Didėjantis naujų energetinių transporto priemonių elektrifikavimas taip pat lėmė spartų automobiliams skirtų{0}elektroninių komponentų paklausos augimą. Daugeliui įmontuotų valdymo modulių, jutimo sistemų ir autonominio vairavimo sistemų reikalingos patikimesnės elektroninės pakavimo medžiagos. Metalizuota aliuminio oksido keramika elektriniams komponentams, pasižyminti puikiomis izoliacinėmis savybėmis, terminiu stabilumu ir matmenų tikslumu, plačiai naudojama automobilių elektroninėse pakuotėse, relių mazguose ir aukštos įtampos valdymo moduliuose. Tuo tarpu tiksliosios metalizuotos keramikos taikymas didelio tikslumo elektroniniuose komponentuose, skirtuose naujoms energijos transporto priemonėms, ir toliau plečiasi, o stabilių matmenų tolerancijos valdymo galimybės atitinka griežtus išmaniųjų transporto priemonių reikalavimus, keliamus didelio-tikslumo elektroniniams komponentams.

 

Aukštos{0}}įtampos relių sistemose, skirtose naujoms energijos transporto priemonėms, keraminis korpusas atlieka ne tik izoliacinę funkciją, bet ir tiesiogiai veikia gaminio sandarumą ir ilgaamžiškumą. Pritaikius EV relės aliuminio oksido keraminio korpuso aukštos įtampos nuolatinės srovės keraminio kontaktoriaus konstrukcinį sprendimą, efektyviai pagerinamas aukštos įtampos relių atsparumas šiluminiam smūgiui ir ilgalaikis -stabilumas. Tuo tarpu aukštos temperatūros metalizuoto keraminio relės dėklas išlaiko stabilų mechaninį veikimą esant aukštai{5}}temperatūrai, todėl tinka sudėtingoms eksploatavimo sąlygoms, pvz., aukštos -tampos nuolatinės srovės valdymo sistemoms naujose energetinėse transporto priemonėse. Naujų energetinių transporto priemonių relių gamyboje „Relay Alumina Ceramic Components“ palaipsniui tapo svarbiu struktūriniu didelio-patikimumo gaminių pagrindu.

 

Naujos energijos transporto priemonių variklių sistemos kelia aukštesnius reikalavimus guolių našumui. Palyginti su tradicinėmis guolių medžiagomis, keraminiai guoliai pasižymi mažesniu tankiu, didesniu kietumu ir puikiomis izoliacinėmis savybėmis, todėl efektyviai sumažinamos elektrokorozijos problemos dirbant dideliu greičiu. Silicio nitrido keraminiai guoliai dėl mažos trinties, didelio atsparumo dilimui ir ilgo tarnavimo laiko turi didelių pranašumų naujose energijos transporto priemonių pavaros sistemose, padeda pagerinti bendrą transporto priemonės transmisijos efektyvumą ir sumažinti sistemos energijos sąnaudas.

 

Naujose energetinių transporto priemonių stabdžių sistemose anglies{0}}keraminės kompozicinės medžiagos taip pat palaipsniui tampa svarbia didelio našumo{1}}stabdžių sistemų kryptimi. Anglies-keramikos medžiagos sujungia anglies pluošto ir silicio karbido eksploatacinius privalumus, pasižymi dideliu-temperatūrų stabilumu, dideliu šilumos laidumu ir lengvumo savybėmis, efektyviai sutrumpina stabdymo kelią ir pagerina transporto priemonės dinaminės reakcijos efektyvumą. Didėjant naujų energetinių transporto priemonių lengvumo ir didelio našumo poreikiams, anglies{6}}keraminės stabdžių sistemos turi plačias taikymo perspektyvas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Maitinimo baterijų sauga taip pat paskatino pažangių keraminių medžiagų kūrimą. Akumuliatorių energijos tankiui vis didėjant, nuolat auga baterijų separatorių atsparumo karščiui, saugos ir elektrolitų suderinamumo reikalavimai. Dėl mažesnio terminio susitraukimo laipsnio ir geresnio šiluminio stabilumo keraminiais -dengtais separatoriais gali veiksmingai sumažinti terminio nutekėjimo riziką ir pagerinti bendrą maitinimo baterijų saugumą.

 

Be to, skaidri keramika, keraminiai{0}}aliuminio kompozitai ir didelio našumo{1}}struktūrinė keramika taip pat vis plačiau pritaikoma išmaniosiose naujų energetinių transporto priemonių sistemose. Skaidri keramika, pasižyminti dideliu šviesos pralaidumu, dideliu stiprumu ir dideliu atsparumu-temperatūrai, gali būti naudojama transporto priemonių kamerose, LiDAR languose ir optinėse jutiklių sistemose. Keramikiniai-aliuminio kompozitai, jungiantys lengvą ir didelį stiprumą, gali būti naudojami naujų energetinių transporto priemonių važiuoklės konstrukcijų komponentuose ir didelio{6}}tvirtumo kėbulo komponentuose.

 

Plačiai paplitęs pažangių keraminių medžiagų taikymas naujų energetinių transporto priemonių srityje yra glaudžiai susijęs su jų gamybos procesais. Keraminės medžiagos paprastai yra sudarytos iš joninių arba kovalentinių jungčių, todėl turi didelį kietumą, aukštą atsparumą karščiui ir didelį atsparumą korozijai. Tačiau tai taip pat kelia didesnius reikalavimus sukepinimo procesui. Šiuo metu pramonė nuolat optimizuoja sukepinimo technologiją, kad pasiektų žemesnę sukepinimo temperatūrą, didesnį tankį ir smulkesnes grūdėtumo struktūras, taip toliau gerindama bendrą keraminių medžiagų našumą.

 

Gaminant pagrindinius naujų energetinių transporto priemonių komponentus, tikslus aliuminio oksido keramikos dalių apdirbimas yra labai svarbus gaminio matmenų tikslumui ir konstrukcijos stabilumui. Didelio-tikslaus apdirbimo galimybės ne tik pagerina keraminių dalių surinkimo nuoseklumą, bet ir prisideda prie ilgalaikio-aukštos įtampos sistemų veikimo patikimumo. Tuo pačiu metu ir toliau auga metalizuotų keraminių korpusų, skirtų galios puslaidininkiams, paklausa naujuose energijos transporto priemonių galios moduliuose. Šie korpusai sujungia izoliaciją, šilumos išsklaidymo ir mechaninio palaikymo efektyvumą, užtikrindami stabilią naujų energetinių transporto priemonių galios elektroninių sistemų apsaugą.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kadangi naujos energetinės transporto priemonės ir toliau tobulėja siekiant aukštesnės įtampos, didesnio efektyvumo ir didesnio saugumo, rinkoje atsiranda pažangių keraminių konstrukcinių komponentų, pvz.EV aliuminio oksido keramikos korpusaiir aliuminio oksido relės keraminiai vokai elektriniams automobiliams toliau plėsis. Ateityje pažangios keraminės medžiagos atliks vis svarbesnį vaidmenį aukštos-įtampos saugos sistemose, galios elektroninėse sistemose ir pažangiosiose naujų energiją naudojančių transporto priemonių jutiklių sistemose ir taps viena iš svarbių pagrindinių medžiagų, skatinančių naujų energetinių transporto priemonių pramonės atnaujinimą.