Анализ ключевых применений керамических материалов в секторе транспортных средств на новой энергии

Поскольку новые энергетические транспортные средства быстро развиваются в сторону более высокого напряжения, большей мощности и более высокого интеллекта, традиционные металлические материалы сталкиваются с растущими проблемами с точки зрения изоляции, устойчивости к высоким температурам, устойчивости к коррозии и высокочастотной-стабильности. Усовершенствованные керамические материалы с их превосходными электроизоляционными свойствами, механической прочностью, термической стабильностью и дугостойкостью играют все более важную роль в новой энергетической автомобильной промышленности и широко используются в основных компонентах, таких как высоковольтные реле, модули IGBT, высоковольтные контакторы, системы электропривода и прецизионные изолирующие конструкционные компоненты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В высоковольтной электронной системе управления транспортными средствами на новых источниках энергии керамические реле являются одним из важнейших компонентов, обеспечивающих безопасность всего автомобиля. Традиционные реле склонны к искрению, эрозии контактов и нарушению сцепления в условиях высокого-постоянного тока. Однако использование керамических изоляционных структур может эффективно улучшить возможности гашения дуги и характеристики электрической изоляции. В настоящее время в промышленности широко используется 95%-ная глиноземная керамика в качестве материала корпуса реле, который обладает превосходными изоляционными свойствами, термостойкостью и структурной стабильностью, удовлетворяя долгосрочные- эксплуатационные требования транспортных средств на новых источниках энергии в сложных условиях эксплуатации.

 

В области реле высокого-напряжения керамические корпуса контакторов HVDC стали важным структурным компонентом новых энергетических систем переключения высокого-напряжения. Внутри этих устройств обычно используется вакуумная-герметичная конструкция с использованием процессов керамического и металлического уплотнения для создания высоконадежной герметичной полости, что эффективно снижает воздействие электрических дуг на систему. Между тем, керамические корпуса из глинозема EV и керамические корпуса реле из глинозема EV также широко используются в высоковольтных реле и контакторах высокого-постоянного тока в новых энергетических транспортных средствах для удовлетворения требований безопасности изоляции в условиях высокого напряжения, сильного тока и-частотного переключения.

 

В связи с постоянной модернизацией силовых модулей в новых энергетических транспортных средствах требования к эффективности рассеивания тепла и надежности упаковки модулей IGBT постоянно растут. Керамические-подложки, покрытые медью, как важный материал для силовых полупроводниковых корпусов, обладают основными преимуществами, заключающимися в сочетании высокой теплопроводности, высокой изоляции и низкого теплового расширения. По сравнению с традиционными материалами, керамические подложки из нитрида кремния и оксида алюминия могут эффективно повысить стабильность силовых устройств в условиях высоких-циклических температур и снизить риск термической усталости.

 

В настоящее время металлизированные керамические корпуса для силовых полупроводников широко используются в автомобильных инверторах, зарядных модулях и системах управления двигателями на новых источниках энергии. За счет металлизации керамическая подложка позволяет добиться надежной сварки и высокопрочных соединений, что еще больше повышает общую надежность упаковки. Между тем, металлизированная керамика для электрических компонентов постепенно становится важным направлением развития упаковки электронных компонентов в транспортных средствах на новой энергии, особенно демонстрируя значительные преимущества в приложениях с высоким-напряжением, высокой-частотой и высокой-мощностью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В области высоковольтных контакторов для транспортных средств на новых источниках энергии керамические материалы также играют решающую роль. Контакторы высокого-напряжения должны обеспечивать быстрое гашение дуги при мгновенном прерывании больших токов, что требует чрезвычайно высоких стандартов в отношении высокой-температурной стойкости материала, воздухонепроницаемости и структурной стабильности. Керамические герметичные полости, изготовленные с использованием технологии вакуумной пайки, могут эффективно повысить эффективность гашения дуги и срок службы контактора.

 

В настоящее время корпуса реле из-металлизированной керамики, предназначенные для работы при высоких температурах, стали одной из важных форм упаковки для реле постоянного-высокого напряжения, обеспечивая стабильные характеристики изоляции в условиях высоких-температур и-давлений. В то же время компоненты реле из глиноземной керамики также широко используются во внутренней опорной конструкции изоляции реле транспортных средств на новых источниках энергии для повышения общей безопасности и надежности системы.

 

В системах электропривода транспортных средств на новой энергии также быстро растет применение керамических шарикоподшипников. По сравнению с традиционными стальными подшипниками керамические шарики имеют меньшую плотность, более высокую твердость, более низкий коэффициент трения и более высокую коррозионную стойкость, что эффективно снижает износ и выделение тепла при вращении на высокой-скорости. Между тем, керамические материалы обладают естественными изоляционными свойствами, которые могут уменьшить электрокоррозию подшипников двигателей и повысить стабильность систем электропривода.

 

Гибридные подшипники с керамическими шариками из нитрида кремния, особенно в высокоскоростных-двигателях, могут эффективно повысить эффективность работы двигателя и снизить шум и вибрацию. В настоящее время спрос на высоконадежные керамические подшипники в приводных двигателях транспортных средств на новых источниках энергии продолжает расти, что приводит к расширению применения современных керамических материалов в системах электропривода.

 

Помимо конструкционной керамики, в автомобильной промышленности на новых источниках энергии быстро развивается технология металлизированной керамики. Глиноземная металлизированная керамика обеспечивает надежные сварные соединения между керамикой и металлами за счет формирования металлического слоя на поверхности глиноземной керамики, тем самым удовлетворяя требованиям по высокой воздухонепроницаемости, высокой изоляции и высокой-прочности упаковки. Эти материалы широко используются в корпусах реле, корпусах датчиков, силовых электронных модулях и системах высокого-напряжения в транспортных средствах на новых источниках энергии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку требования к точности компонентов транспортных средств на новых источниках энергии продолжают расти, рыночный спрос на прецизионную металлизированную керамику также растет. Благодаря прецизионным процессам металлизации и высокоточным-технологиям механической обработки можно значительно повысить стабильность и надежность керамических конструкционных компонентов. Между тем, прецизионная обработка алюминиево-керамических деталей стала ключевым процессом в современном производстве керамики, отвечающим требованиям миниатюризации и высокой-точности сложных структурных компонентов.

 

В системах высокого-соединения для транспортных средств на новых источниках энергии металлизированная алюминиевая керамика для электрических компонентов и металлизированные керамические изоляционные трубки с металлизированными керамическими деталями широко используются в изоляционных соединениях, проводящей изоляции и конструкциях защиты от высокого-напряжения. Эти продукты сочетают в себе превосходные изоляционные характеристики с механической прочностью, эффективно повышая безопасность и стабильность высоковольтных-систем в транспортных средствах на новых источниках энергии.

 

Кроме того, высоко-металлизированные керамические компоненты все чаще применяются в новых системах зарядки транспортных средств, системах хранения энергии и модулях распределения энергии высокого-напряжения, чтобы обеспечить долгосрочную-стабильную работу при высоких механических нагрузках и сложных условиях эксплуатации.

 

В целом, передовые керамические материалы играют все более важную роль в цепочке производства новых энергетических транспортных средств. От высоковольтных реле и силовых модулей IGBT до систем электропривода и высоковольтных соединительных структур — керамические материалы не только повышают безопасность, надежность и долговечность транспортных средств на новых источниках энергии, но и стимулируют разработку транспортных средств в направлении более высокого напряжения, меньшего веса и более высокой удельной мощности. В будущем, в связи с постоянной модернизацией отрасли транспортных средств на новых источниках энергии, рыночный спрос на высокоэффективные керамические компоненты, такие как керамический корпус реле из глинозема для электромобилей иКерамический контактор постоянного тока высокого напряжениябудет продолжать расширяться, а высоконадежные металлизированные керамические материалы также станут важным направлением разработки основных компонентов транспортных средств на новой энергии.