Hvad er anvendelserne af keramik i nye energikøretøjer?
Energimangel, miljøforurening, klimaopvarmning og andre faktorer har i fællesskab bidraget til fremkomsten af nye energikøretøjer. Materialeindustrien er hjørnestenen i moderne industri, og i den nye energibilindustri, anvendelsen af forskellige avancerede materialer er også grundlaget for at understøtte hele industrien. Her, vi vil lære om de keramiske materialer, der spiller en stadig vigtigere rolle i den intelligente proces af nye energikøretøjer.
Keramisk underlag
I den centrale motordrift af nye energikøretøjer, brugen af SiC MOSFET-enheder vil medføre 5% til 10% mere udholdenhed end den traditionelle Si IGBT, og vil gradvist erstatte Si IGBT i fremtiden. Imidlertid, SiC MOSFET-chip har lille areal og høje krav til varmeafledning. Keramisk kobberbeklædt plade er et kompositmateriale af kobber-keramik-kobber “sandwich” struktur. Det har egenskaberne ved god varmeafledning, høj isolering, høj mekanisk styrke, termisk ekspansion og spåntilpasning af keramik, samt egenskaberne ved stærk iltfri kobberstrømbærende kapacitet, god svejse- og limningsydelse, og høj varmeledningsevne. Det er næsten blevet en nødvendig mulighed for anvendelsen af SiC MOSFET inden for nye energikøretøjer.
Siliciumnitrid keramisk substrat har fremragende varmeafledningsevne og høj pålidelighed, og er et af de vigtigste emballagematerialer til SiC MOSFET-moduler. Det er blevet brugt i elektriske køretøjer, rumfart og andre områder.
Keramisk relæ
Elektronisk styreteknologi er en vigtig indikator til at måle udviklingsniveauet for nye energi- og energibesparende elbiler. Højspændings DC keramisk relæ er kernekomponenten i det elektroniske styresystem. Højspændings DC vakuumrelæ, i vakuumkammeret forseglet med metal og keramik, den keramiske isolator glider mellem den bevægelige kontaktsamling og skubbestangen, således at den bevægelige kontakt og den statiske kontakt, uanset om det er i nogen ledningstilstand eller afbrudt, opretholde god elektrisk isolering med det magnetiske kredsløbssystem bestående af den magnetiske jernplade, jernkerne og andre dele af relæet, sikrer således relæets lysbuebrydende evne, når der skiftes DC højspændingsbelastning, Elektrisk lysbue er hovedårsagen til automatisk selvantændelse. Kun relæprodukter med “bue fri” til- og frakobling kan grundlæggende løse problemet med “spontan forbrænding”.
Keramisk sikring
Sikring er en enhed til overstrømsbeskyttelse af kredsløb. Under drift, sikringen er forbundet i serie i kredsløbet, og belastningsstrømmen løber gennem sikringen. Ved kortslutning eller overbelastning i kredsløbet, den termiske effekt af overstrøm vil smelte og fordampe smelten for at frembringe et brud, og bruddet vil producere en bue. Sikringen vil afbryde fejlkredsløbet ved at slukke lysbuen, spiller dermed rollen som kredsløbsbeskyttelse.
Sikringen til bil er opdelt i to dele: lavspænding og højspænding. Højspændingsbeskyttelsen er primært anvendelig til nye energikøretøjer. Applikationsspændingen er generelt 60VDC-1500VDC, hovedsageligt strømsikringen (højspændingssikring til nye energikøretøjer) for at beskytte hovedkredsløbet og hjælpekredsløbet. Efterhånden som markedet for nye energikøretøjer går ind i post-subsidietiden, efterspørgsel efter personligt forbrug fremmer højspændingsplatformiseringen af nye energikøretøjer, og kravene til sikkerhed i højspændingsfelterne såsom hurtig opladning, motor, strøm enhed, etc. kan ikke ignoreres. Sikringens hurtige evne til at bryde i stabilitet og overstrømsreaktion vil opretholde den hurtige stigning i efterspørgslen under den hurtige vækst af nye energikøretøjer.
Chip flerlags keramisk kondensator
Chip flerlags keramisk kondensator (MLCC), kendt som “elektronisk industriris”, er en af de største passive elektroniske komponenter i verden. Næsten al forbrugerelektronik bruger MLCC-komponenter. Sammenlignet med traditionelle køretøjer, niveauet af elektronisering af elektriske køretøjer er blevet væsentligt forbedret. Fra de nye elektroniske kontrol- og batteristyringssystemer, fra audio- og videounderholdningssystemet til ADAS-systemet til det fuldautomatiske køresystem, forbedringen af niveauet for elektronisering af biler har i høj grad fremmet væksten af MLCC.
Keramisk leje
I nye energikøretøjer, anvendelsen af keramiske lejer er blevet en trend. Nye energikøretøjer stiller flere nye krav til billejer. Først, motorlejer har højere rotationshastighed end traditionelle lejer, og kræver materialer med lavere densitet og relativt mere slidstyrke; På samme tid, fordi motorens vekselstrøm forårsager ændringer i det omgivende elektromagnetiske felt, bedre isolering er nødvendig for at reducere den elektriske korrosion forårsaget af lejets afladning; Tredje, lejekuglens overflade skal være glattere og mindre slidt. Den keramiske kugle har egenskaberne ved lav densitet, høj hårdhed og friktionsmodstand, og er velegnet til højhastighedsrotationsforhold. I områder med høj temperatur, stærk magnetisme og højt vakuum, den keramiske kugle er uerstattelig.
Carbon keramisk bremseskive
Carbon keramik (C/C-SiC) komposit er en ny type bremseklodsmateriale udviklet på basis af carbon/carbon kompositter. Materialet er sammensat af kvasi-dimensional kulfiber integreret nålefilt som skeletforstærkning og aflejret kulstof, SiC og resterende silicium som matrix. Dette materiale kombinerer de fysiske egenskaber af kulfiber og polykrystallinsk siliciumcarbid, og har egenskaberne ved høj temperaturstabilitet, høj varmeledningsevne, høj specifik varme, etc.
Desuden, carbon keramisk bremse har egenskaberne af letvægt og slidstyrke, hvilket ikke kun forlænger bremseskivens levetid, men undgår også alle problemer forårsaget af belastning. Ifølge forskningen, et par carbon keramiske bremseskiver kan reducere vægten af køretøjets affjedringssystem med 20 kg sammenlignet med samme størrelse af grå støbejerns bremseskiver. Til elbiler, det kan øge rækkevidden med omkring 50 km. Under trenden med elektrificering, intelligens og high-end i den nye energibilindustri, det keramiske kulstofbremsesystem kan forbedre køretøjets reaktionshastighed betydeligt og forkorte bremselængden, og forventes at blive den bedste aktuator til linjestyring, som kan siges at være den vigtigste vægtreduktionskomponent i elektriske køretøjer i fremtiden.
Power batteri keramisk forseglet stik
Det keramiske forseglede stik på strømbatteriet er en vigtig del af det nye energielektriske køretøj. Den bruges til at danne en forseglet ledende forbindelse mellem strømbatteriets dækplade og stangen i det nye energielektriske køretøj.
Keramik har fremragende elektrisk isolering og mekanisk styrke. Det er mere og mere almindeligt at bruge keramiske tætninger som tætninger i den elektroniske industri. I de seneste år, førende batterivirksomheder har gradvist erstattet almindelige plastpakninger med keramiske tætninger
Power batteri keramisk membran
Polyolefinmembran er den nuværende mainstream-membran, men dens termiske stabilitet er dårlig. Smeltepunkterne for polypropylen (PP) og polyethylen (PE) er 165 ℃ og 135 ℃ henholdsvis, hvilket vil forårsage potentielle sikkerhedsproblemer, fordi ved høj temperatur, membranen vil krympe eller smelte, resulterer i intern kortslutning, brand og endda eksplosion.
I lyset af denne situation, mange metoder er blevet vedtaget for at forbedre den termiske stabilitet af membranen. Belægning af et lag af uorganiske keramiske partikler på PP- eller PE-membranen anses for at være den mest effektive og økonomiske metode. Det keramiske materiale giver høj varmebestandighed, mens klæbemidlet giver vedhæftning for at opretholde den strukturelle integritet af belægningen og hele kompositmembranen. På den ene side, på grund af den forbedrede termiske stabilitet, denne keramiske belægningsmembran kan effektivt forbedre sikkerheden for lithium-ion-batterier ved at forhindre kortslutning under høj temperatur; På den anden side, keramisk belagt membran har god befugtnings- og væskeabsorberende kapacitet med elektrolyt og positive og negative elektrodematerialer, hvilket i høj grad forbedrer batteriets ydeevne og levetid. Almindelige keramiske materialer omfatter α–aluminiumoxid, boehmit, SiO2, CeO2, MgAl2O4, ZrO, TiO2, etc.
Optisk materiale
Transparent keramik refererer til polykrystallinske materialer med en vis lystransmittans fremstillet ved keramisk teknologi, også kendt som optisk keramik. Compared with glass or resin optical materials, transparent ceramic not only has the same light transmission quality as optical glass, but also is stronger, harder, more resistant to corrosion and high temperature, and can be applied to extremely harsh conditions, and the refractive index can change. På nuværende tidspunkt, some manufacturers in the industry have tried to use transparent ceramic materials as vehicle camera lenses, laser radar window materials, laser optical devices, etc
