Vijesti - inovacije u električnim kablovima: Što je novo na tržištu?

S obzirom na to da se automobilska industrija brzo razvija, električni kablovi postali su kritične komponente u modernim vozilima. Evo nekih od najnovijih inovacija u električnim kablovima:

1.High-Voltage kabeli za EVS

Kabeli visokog napona za električna vozila su ključne komponente koje se koriste u električnim vozilima za povezivanje visokonaponskih baterija, pretvarača, kompresora za klimatizaciju, trofaznih generatora i električnih motora kako bi se ostvario prijenos električne energije električne energije. U usporedbi s kablovima koji se koriste u tradicionalnim vozilima za gorivo, kabeli s visokim naponom električnih vozila imaju sljedeće karakteristike i zahtjeve:

Visoki napon i visoka struja: EV kabeli visokog napona dizajnirani su za obradu napona do 600Vac/900VDC (putnički automobili) ili 1000Vac/1500VDC (komercijalna vozila) i struje od 250A do 450A ili čak više. To je mnogo veće od 12V sustava koji se obično koriste u konvencionalnim vozilima za gorivo.

Materijal vodiča: Provodnici su obično izrađeni od žarene meke bakrene žice ili konzervirane bakrene žice za poboljšanu vodljivost i otpornost na koroziju. Bakrene žice bez kisika (koje sadrže manje od 0,001% kisika i više od 99,99% čistoće) naširoko se koriste u EV visokonaponskim kablovima zbog njihove visoke čistoće i nehitentnih karakteristika.

Izolacija i materijali za omotače: Kako bi se zadovoljili zahtjevi visokog napona i visoke struje, visokonaponski kabeli izolirani su s izolacijskim materijalima s visokom debljinom stijenke, poput silikonske gume, umreženog polietilena ili umreženog poliolefina, koji imaju dobru toplinsku otpornost i retardantni efekt s više od 150.

Zaštita i zaštita: Kabeli visokog napona zahtijevaju elektromagnetsko oklop za smanjenje buke elektromagnetskog polja i elektromagnetske smetnje, dok zaštitni materijali (poput cijevi za toplinsku izolaciju i sastavske cijevi) i zapečaćenja prstenova na vanjskom sloju kablova osiguravaju da su kabeli u okoliš i abraziji i abraziranjem.

Dizajn i ožičenje: Dizajn visokonaponskih kabela za električna vozila mora uzeti u obzir ograničenja prostora za ožičenje, sigurnosne zahtjeve (npr. Minimalni razmak od 100 milimetara ili više između visokonaponskih i niskonaponskih vodiča), težine i troškova. Polumjer savijanja kabela, udaljenost do točke učvršćivanja i okoliša u kojem se koristi (npr. Unutar ili izvan vozila) također će utjecati na njegov dizajn i odabir.

Standardi i specifikacije: Dizajn i proizvodnja visokonaponskih kabela za električna vozila slijede niz industrijskih standarda, kao što je QC-T1037 Automotive Industry Standard za visokonaponske kabele za cestovna vozila i TCAS 356-2019 visokih napona za nova energetska vozila. Ovi standardi iznose specifične zahtjeve za električne performanse, mehaničke performanse i prilagodljivost kablova okoliša.

Aplikacije: Kabeli s visokim naponom za električna vozila ne koriste se samo za spojeve u vozilu, već i za priključke između priključka za punjenje i baterije, unutar baterije, između baterije i motora i drugih komponenti, kao i uređaja za skladištenje energije baterije i drugih polja. Kabeli moraju biti u stanju izdržati oštre uvjete kao što su okruženja s visokim i niskim temperaturama, sprej za sol, elektromagnetska polja, ulje i kemikalije.

Razvoj i primjena visokonaponskih kabela za električna vozila jedan je od ključnih čimbenika u promicanju održive i klimatske budućnosti za električnu mobilnost. Kako tehnologija električnih vozila i dalje napreduje, performanse i standardi visokonaponskih kabela i dalje su optimizirani kako bi zadovoljili rastuću potražnju za potrebama za prijenosom energije i sigurnosnim zahtjevima.

2. Lagani aluminijski kabeli

Usvajanje laganih aluminijskih automobilskih kabela jedan je od važnih trendova u automobilskoj industriji, posebno u novoj energetskoj automobilskoj industriji, u potrazi za laganom, energetskom učinkovitošću i rasponom. Slijedi detaljna analiza laganih aluminijskih automobilskih kabela:

Pozadina i trend

Automobilska lagana potražnja: Uz brzi razvoj novih energetskih vozila, potražnja za automobilskim laganim dizajnom dodatno je poboljšana. Žice i kabel, kao glavne komponente prijenosa automobila, tradicionalno su dizajnirani za upotrebu bakra kao vodiča, ali kabeli bakrene jezgre su skupe i teške kvalitete. Stoga je razvoj svjetlosti, niske cijene žice aluminijskog vodiča i kabela za automobile postao nužan izbor za automobilski lagani dizajn.

Prednost aluminijskog kabela: Tradicionalna elektroenergetska industrija ima dugu povijest korištenja aluminijskih kablova, aluminijskih kablova, niskih troškova, lagane težine, dugog radnog vijeka, posebno pogodnog za visokonaponski prijenos snage na duge udaljenosti. Kina je bogata aluminijskim resursima, fluktuacijama cijena materijala, stabilnošću troškova i jednostavnim za kontrolu. U novoj industriji energetskih vozila, upotreba aluminijskih kabela umjesto bakrenih kabela idealno je rješenje za smanjenje težine i troškova.

Slučajevi primjene proizvoda od aluminijske žice

Model sabirnice: Unutarnja i vanjska ultrazvučna aluminijska žica baterije, aluminijska žica za zavarivanje, korištenje žice velikog promjera, prednost korištenja aluminijske žice je očita.

Putnički automobil: DC Busbar prihvaća aluminijski kabel od 50 mm2, koji je uspješno masovno proizveden. Upotreba ultrazvučnog zavarivanja učinkovito poboljšava učinak električnih kontakta zglobova i učinkovito smanjuje kvalitetu kabelskog snopa u usporedbi s bakrenim žicama.

AC PUNG PUNK: Korištenje aluminijske legurne žice otporne na visoku čvrstoću, lagana težina, stabilne performanse u testu starenja, postupno je započela masovnu proizvodnju; DC punjenja luka za putničke automobile koristi aluminijsku žicu za poboljšanje rasipanja topline, a u ultrazvučno zavarivanje koristi se u okružnom priključkom za punjenje, što značajno poboljšava performanse električnih kontakta, smanjuje količinu generirane topline i poboljšava radni vijek.

Razlike u performansama između bakra i aluminija

Otpornost i vodljivost: Zbog različitih otpora aluminija i bakra, vodljivost aluminijskog vodiča je 62% IAC. Kad je područje poprečnog presjeka aluminijskog vodiča 1,6 puta veća od bakra, njegova je električna performansa jednaka bakra.

Omjer mase: Specifična težina aluminija iznosi 2,7 kg/m3, specifična težina bakra je 8,89kg/m3, pa je omjer mase dva (2,7 × 160%)/(8,89 × 1) ≈50%. To znači da je pod istim električnim performansama masa aluminijskog vodiča samo 1/2 od bakrenog tijela.

Tržišni prostor i perspektiva

Godišnja stopa rasta: Na temelju analize tržišta, godišnja stopa rasta valjanog lima aluminijskog i ekstrudiranog materijala bit će oko 30% do 2025. godine, pokazujući ogroman potencijal aluminija u području automobilskog laganog teškoća.

Analiza nesigurnosti

Čimbenici troškova: Iako aluminijski kabeli imaju troškove prednosti, negativan je faktor povećanja troškova aluminija umjesto čelika u automobilskoj industriji, što može utjecati na brzinu popularizacije aluminijskih kabela.

Tehnički izazovi: Primjena aluminijskih kabela u automobilima i dalje se suočava s tehničkim izazovima, poput poboljšanja učinka zglobova u električnom kontaktu i optimizacije disipacije topline, koje je potrebno riješiti tehnološkim inovacijama.

Usvajanje laganih aluminijskih automobilskih kabela neizbježan je trend da automobilska industrija slijedi uštedu energije i smanjenje emisija i poboljšava raspon. Uz kontinuirani napredak tehnologije i daljnju optimizaciju troškova, primjena aluminijskih kabela u automobilskoj industriji bit će opsežnija, što će važan doprinos automobilskim laganim i uštedom energije i smanjenju emisija.

3. Oklopljeni kabeli za smanjenje EMI

Elektromagnetske smetnje (EMI) u automobilima složen je problem, posebno u električnim i hibridnim vozilima zbog intenzivne upotrebe elektroničkih uređaja velike snage. Kao jedan od glavnih doprinosa EMI -u, dizajn i odabir materijala automobilskih kabelskih kabelskih pojasa presudan je za minimiziranje EMI -ja. Evo nekoliko ključnih točaka kako smanjiti EMI u automobilima pomoću zaštićenih kabela:

Kako djeluju zaštićeni kabeli: zaštićeni kabeli djeluju dodavanjem sloja metalne pletenice ili folije oko vodiča. Ovo zaštitno oklop odražava i apsorbira elektromagnetske valove, smanjujući tako EMI. Zaštita je povezana s tlom, što usmjerava elektromagnetsku energiju u osnovu i pretežu iz drugih elektronskih mašina.

Vrste zaštite: Postoje dvije glavne vrste zaštite: pleteni metalni oklop i zaštita od folije. Pleteni metalni oklop pruža bolju mehaničku čvrstoću i fleksibilnost, dok oklop od folije pruža bolje zaštitu na nižim frekvencijama. U automobilskim aplikacijama uobičajeno je koristiti kombinaciju ove dvije vrste oklopnih vrsta za optimalno zaštitu.

Prizemljenje štita: Da bi zaštitni kabel bio učinkovit, štit mora biti pravilno uzemljen. Ako štit nije pravilno uzemljen, može postati antena i umjesto toga povećati EMI. U automobilima, uobičajeno je pričvrstiti štit na metalni okvir vozila kako bi se osigurao dobar put do zemlje.

Tamo gdje se koriste zaštićeni kabeli: u automobilima se zaštićeni kabeli uglavnom koriste za kritične signalne i upravljačke linije koje su osjetljive na EMI ili koji mogu postati sami izvori EMI. Na primjer, linije koje se koriste za upravljačke jedinice motora (ECUS), senzorski signali, mreže u vozilu (npr. Can sabirnici) i zabavni sustavi obično koriste zaštićene kabele.

Upotreba zaštićenih kabela u kombinaciji s neobrijanim kablovima: U automobilskim okruženjima gdje je prostor ograničen, kabeli visokog napona i niskonapona često se postavljaju u neposrednoj blizini jedni drugima. Da bi se smanjio EMI, kabel visokog napona može se dizajnirati kao oklopljeni kabel, dok se kabel niskog napona može ukloniti. Na taj način, štit visokog napona štiti kabel niskog napona od EMI.

Izgled kabela i dizajn: Osim korištenja zaštićenih kabela, pravilan izgled kabela je također vrlo važan. Stvaranje petlji u kablovima treba izbjegavati, jer petlje povećavaju EMI. Osim toga, kabeli bi trebali biti smješteni što dalje od EMI izvora, poput motora i pretvarača snage.

Upotreba filtera: Osim zaštićenih kabela, EMI filtri se mogu dodati na oba kraja kabela kako bi se EMI dodatno umanjilo. Filteri mogu biti kondenzatori ili induktori koji filtriraju buku u određenom frekvencijskom rasponu.

Ukratko, korištenjem zaštićenih kabela i kombiniranjem s pravim izgledom kabela i tehnikama filtriranja, EMI u automobilima može se značajno smanjiti, poboljšavajući na taj način pouzdanost i performanse elektroničke opreme.

4. Kabeli otporni na visoke temperature

Automobilski kabeli otporni na visoke temperature su kablovi dizajnirani za automobilsku industriju za održavanje stabilnih performansi u okruženjima s visokim temperaturama. Uglavnom se izrađuju od nekoliko posebnih materijala kako bi se osigurala pouzdanost i sigurnost u područjima s visokim temperaturama, kao što su odjeljci motora. Evo nekoliko uobičajenih materijala koji se koriste za automobilske kabele otporne na visoke temperature:

TPE Materijali: termoplastični elastomeri (termoplastični elastomeri), uključujući stirene, olefine, diene, vinil klorid, poliestere, estere, amide, organofluorine, silikone i vinile. Trenutno su elastomeri koji se temelje na SEBS (stiren-etilen-butilen-stiren kopolimer) najčešće korišteni TPE materijali.

TPU Materijali: Termoplastični poliuretan (termoplastični poliuretan), molekularna struktura podijeljena je na poliestersko i polietersko tip, krutim blok i fleksibilnim lančanim segmentima. TPU Materijali u procesu obrade ubrizgavanja u obliku oblikovanja iznose više od 40% oblikovanja ekstrasiranja ili s dobrom elastičnošću.

PVC materijal: polivinil klorid (polivinil klorid), dodavanjem različitih količina plastifikatora za regulaciju njegove mekoće, smanjiti temperaturu „staklenog prijelaza“, tako da ima dobru fleksibilnost i plastičnost, lako obradu oblikovanja.

Silikonski materijal: visoko aktivni adsorbentni materijal, amorfna tvar, termoosetična guma. Silikon ima izvrsnu toplinsku i hladnu otpornost i širok raspon radnih temperatura, od -60 ° C do +180 ° C i šire.

XLPE umreženi polietilen: Kroz kemijsko umrežavanje u termoosetirajuće elastomere, poboljšana izolacijska svojstva, raspon otpornosti na kabel se proširuje, performanse su poboljšane. XLPE kabel nakon što se dogodi izgaranje, proizvodnja ugljičnog dioksida i vode, relativno ekološki prihvatljiva.

Odabir i uporaba ovih materijala omogućuje automobilskim kabelima otpornim na visoke temperature da rade stabilno duže vrijeme u okruženjima s visokim temperaturama, kao što su odjeljci motora i u blizini ispušnih sustava, osiguravajući normalan rad automobilskih električnih sustava. Osim toga, kabeli otporni na visoke temperature također imaju prednosti otpornosti na ulje, otpornosti na vodu, kiseline i alkalne otpornosti, otpornosti na korozivni plin, otpornost na starenje itd. Prikladni su za metalurgiju, električnu energiju, petrokemikale, valjane zalihe, energiju, željezo i čelik i druge podloge. Pri odabiru kabela otpornih na visoke temperature, morate odabrati pravi model prema stvarnom scenariju primjene, temperaturnom okruženju, razini napona i drugih čimbenika kako biste osigurali da kabel ima dobre performanse i sigurnost u uvjetima visoke temperature.

5. Pametni kabeli s integriranim senzorima

Kablovi pametnih automobila s integriranim senzorima sastavni su dio modernih pametnih automobila i igraju ključnu ulogu u električnoj i elektroničkoj arhitekturi vozila. Kablovi pametnih automobila nisu odgovorni samo za prijenos snage, već je još važnije, oni nose podatke i upravljačke signale, povezujući jedinice mikrokontrolera (MCUS), senzore, pokretači i druge elektroničke upravljačke jedinice (ECU) u automobilu, formirajući "neuronsku mrežu" automobila ".

Funkcija i važnost kablova pametnih automobila

Prijenos podataka: Kabeli pametnih automobila odgovorni su za prijenos podataka s senzora na MCU i naredbe s MCU -a do aktuatora. Ovi podaci uključuju, ali nisu ograničeni na, brzinu, temperaturu, tlak, položaj itd., I presudno je za postizanje precizne kontrole vozila.
Raspodjela napajanja: Kabel ne samo da prenosi podatke, već je i odgovoran za distribuciju snage na različite elektroničke uređaje u automobilu kako bi se osiguralo da rade pravilno.
Sigurnost i sigurnost: Kabel je dizajniran s obzirom na sigurnost, poput upotrebe vatrootpornih materijala i postavljanja zaštite od prekomjerne struje, kako bi se osiguralo da se krug može odsjeći na vrijeme u slučaju neispravnosti, izbjegavajući potencijalne sigurnosne opasnosti.

Zahtjevi za dizajn

Dizajn kabela pametnih automobila mora ispunjavati sljedeće zahtjeve:

Pouzdanost: Kabeli moraju biti u mogućnosti pouzdano raditi u različitim oštrim okruženjima u automobilu, uključujući visoku temperaturu, nisku temperaturu, vibraciju i vlagu.
Izdržljivost: Kabeli moraju biti dovoljno izdržljivi da izdrže dugačka razdoblja upotrebe bez neuspjeha.
Sigurnost: Kabeli bi trebali biti dobro izolirani kako bi se smanjio rizik od kratkih spojeva i imao potrebne mehanizme zaštite.
Lagana: S trendom prema laganim vozilima, kabeli također moraju biti što lagani i tanki kako bi se smanjila ukupna težina vozila.
Elektromagnetska kompatibilnost: Kabeli bi trebali imati dobre performanse zaštite kako bi se smanjile smetnje signala.

Scenarij prijave

Kabeli pametnih automobila široko se koriste u raznim sustavima automobila, uključujući, ali ne ograničavajući se na:

Sustav za upravljanje motorom: Spajanje ECU -a motora sa senzorima i pokretačima kako bi se ostvarila precizna kontrola motora.
Sustav za upravljanje tijelom: Priključni modul za upravljanje tijelom (BCM) s prozorima, bravama vrata, rasvjetom i drugim sustavima.
Sustav pomoći vozaču: povezuje kontroler ADAS (napredni sustav za pomoć vozaču) sa senzorima poput kamere i radara.
Sustav za zabavu: povezuje multimedijski centar s zvučnim zvučnicima, navigacijskim sustavom itd.

Budući trendovi

Kako se razvijaju automobilske elektroničke i električne arhitekture, tako čine i kablovi pametnih automobila. Budući trendovi uključuju:

Centralizirana arhitektura: Kako se automobilske elektroničke arhitekture prelaze s distribuirane na centraliziranu, složenost i duljina kabela vjerojatno će se smanjiti, pomažući u smanjenju težine vozila i poboljšanju učinkovitosti protoka informacija.
Inteligentno upravljanje: Kabeli će integrirati inteligentnije komponente, poput ugrađenih senzora i pametnih konektora, omogućavajući samo-dijagnostiku i izvještavanje o statusu.
Primjena novih materijala: Da bi se dodatno smanjila težina i poboljšala performanse, kabeli se mogu izrađivati od novih laganih materijala.

Kabeli pametnih automobila ključne su komponente koje povezuju automobilske elektroničke sustave, a njihov dizajn i performanse presudni su za osiguranje sigurnosti i pouzdanosti automobila. Kako tehnologija napreduje i automobilska elektronika ubrzava, kabeli pametnih automobila nastavit će se razvijati kako bi zadovoljili potrebu za većim performansama.

6. Biorazgradivi i ekološki prihvatljivi kabeli

U pozadini potrage za zaštitom okoliša i održivom razvoju, biorazgradivi i ekološki prihvatljivi automobilski kabeli postaju vruća tema u industriji automobila. Ovi kabeli ne samo da zadovoljavaju potrebe automobilske industrije u pogledu performansi, već pokazuju i značajne prednosti u pogledu zaštite okoliša.

Biorazgradivi izolirani kabeli

Biorazgradivi izolirani kabeli izrađeni su od biorazgradivih izolacijskih materijala koji se, u određenim okolišnim uvjetima, mogu postupno raspadati metabolizmom mikroorganizama i na kraju pretvoriti u ekološki prihvatljive male molekule, poput ugljičnog dioksida i vode. Ovaj postupak obično zahtijeva određenu količinu vremena i prikladne uvjete okoliša. Upotreba biorazgradivih kabela u skladu je s principima zelenog i održivog razvoja. Osigurava performanse kabela, istovremeno minimizirajući utjecaj na okoliš i promiče razvoj industrije zelenog kabela.

Kabeli s izolacijskim lakom

Izolacijski lak za negativne kablove za kabele koristi nepropusni izolacijski lak za zamjenu izolacijskih materijala koji sadrže opasne sastojke u tradicionalnim kablovima. Ova inovacija ne samo da smanjuje zagađenje okoliša, već i poboljšava sigurnost i pouzdanost kablova.

Materijali u bazi biološkog bio-a u automobilskim kablovima

Materijali na biološkom materijalu, posebno vlaknima, kompozitima i najlonom, pollaktične kiseline (PLA), imaju veliki potencijal za primjenu u automobilskoj industriji zbog svoje biorazgradljivosti, ekološki prihvatljive proizvodnje i prerade, širokog raspona izvora sirovina, niskog mirisa organskih spojeva (VOC). S značajnim povećanjem proizvodnih kapaciteta, PLA polilaktična kiselina (PLA), kao polimer na bazi biološkog biološkog biomera, također je doživio svoj ogroman razvoj. PLA se kemijski sintetizira iz prirodnog kukuruza. Ovaj se materijal može razgraditi u CO2 i H2O od strane mikroorganizama nakon odbacivanja, bez izazivanja zagađenja u okoliš, a prepoznat je kao novi eko-materijal koji je zeleni i održiv u 21. stoljeću.

Primjena TPU materijala u automobilskim kablovima

Termoplastični poliuretanski materijali (TPU) ne samo da nude izvrsne performanse, već su i biorazgradivi (3-5 godina) i recikliraju se. Održiva i ekološki prihvatljiva svojstva materijala TPU nude novu opciju za automobilske kablove, što pomaže u smanjenju utjecaja na okoliš.

Izazovi i izgledi

Iako biorazgradivi i ekološki automobilski kabeli pokazuju mnoge prednosti, njihova se aplikacija suočava s nekim izazovima i ograničenjima. Na primjer, na brzinu i učinkovitost degradacije utječu uvjeti okoliša, što zahtijeva pažljivu procjenu i odabir scenarija primjene. Istodobno, performanse i stabilnost razgradivih izolacijskih materijala moraju se kontinuirano poboljšati i testirati kako bi se osigurala njihova pouzdanost i sigurnost. U budućnosti, kako tehnologija i dalje napreduje, a svijest o okolišu raste, očekuje se da će biorazgradivi i ekološki automobilski kabeli igrati veću ulogu u automobilskoj industriji, pokrećući cjelokupnu industriju u ekološki prihvatljivijem i održivom smjeru.