Quelles sont les applications de la céramique dans les véhicules à énergies nouvelles?

Quelles sont les applications de la céramique dans les véhicules à énergies nouvelles?

Pénurie d'énergie, pollution environnementale, le réchauffement climatique et d'autres facteurs ont contribué conjointement à l'essor des véhicules à énergies nouvelles. L'industrie des matériaux est la pierre angulaire de l'industrie moderne, et dans l'industrie automobile des nouvelles énergies, l'application de divers matériaux avancés est également la base du soutien de l'ensemble de l'industrie. Ici, nous découvrirons les matériaux céramiques qui jouent un rôle de plus en plus important dans le processus intelligent des véhicules à énergie nouvelle.

Substrat céramique

Au cœur de la motorisation des véhicules à énergies nouvelles, l'utilisation de dispositifs SiC MOSFET apportera 5% à 10% plus d'endurance que le Si IGBT traditionnel, et remplacera progressivement l'IGBT Si à l'avenir. Cependant, La puce SiC MOSFET a une petite surface et des exigences élevées en matière de dissipation thermique. La plaque plaquée de cuivre en céramique est un matériau composite de cuivre-céramique-cuivre “sandwich” structure. Il a les caractéristiques d'une bonne dissipation thermique, haute isolation, haute résistance mécanique, dilatation thermique et adaptation des copeaux de la céramique, ainsi que les caractéristiques d'une forte capacité de charge de courant en cuivre sans oxygène, bonnes performances de soudage et de collage, et une conductivité thermique élevée. C'est presque devenu une option nécessaire pour l'application du SiC MOSFET dans le domaine des véhicules à énergie nouvelle..

Le substrat céramique en nitrure de silicium présente une excellente capacité de dissipation thermique et une grande fiabilité, et est l'un des principaux matériaux d'emballage pour les modules SiC MOSFET. Il a été utilisé dans les véhicules électriques, aérospatiale et autres domaines.

Relais céramique

La technologie de contrôle électronique est un indicateur important pour mesurer le niveau de développement des nouveaux véhicules électriques énergétiques et économes en énergie.. Le relais céramique haute tension CC est le composant central du système de contrôle électronique. Relais à vide haute tension CC, dans la chambre à vide scellée par du métal et de la céramique, l'isolant en céramique glisse entre l'ensemble de contact mobile et la tige de poussée, afin que le contact mobile et le contact statique, que ce soit dans un état de conduction ou de déconnexion, maintenir une bonne isolation électrique avec le système de circuit magnétique composé de la plaque de fer à culasse magnétique, Noyau de fer et autres parties du relais, assurant ainsi la capacité de coupure d'arc du relais lors de la commutation d'une charge haute tension CC, L'arc électrique est la principale cause d'auto-inflammation. Ne relayer que les produits avec “sans arc” la connexion et la déconnexion peuvent fondamentalement résoudre le problème de “combustion spontanée”.

Fusible en céramique

Le fusible est un dispositif de protection contre les surintensités du circuit. Pendant le fonctionnement, le fusible est connecté en série dans le circuit, et le courant de charge traverse le fusible. En cas de court-circuit ou de surcharge dans le circuit, l'effet thermique de la surintensité fera fondre et vaporiser la matière fondue pour produire une fracture, et la fracture produira un arc. Le fusible coupera le circuit défectueux en éteignant l'arc, jouant ainsi le rôle de protection des circuits.

Le fusible pour automobile est divisé en deux parties: basse tension et haute tension. La protection haute tension est principalement applicable aux véhicules à énergie nouvelle. La tension d'application est généralement de 60 VDC à 1 500 VDC., principalement le fusible d'alimentation (fusible haute tension pour véhicules à énergies nouvelles) pour protéger le circuit principal et le circuit auxiliaire. Alors que le marché des véhicules à énergies nouvelles entre dans l’ère post-subventions, la demande de consommation personnelle favorise la plate-forme haute tension des véhicules à énergie nouvelle, et les exigences de sécurité dans les domaines haute tension tels que la charge rapide, moteur, dispositif d'alimentation, etc.. ne peut être ignoré. La capacité de rupture rapide du fusible en termes de stabilité et de réponse aux surintensités maintiendra l'augmentation rapide de la demande dans le cadre de la croissance rapide des véhicules à énergie nouvelle..

Condensateur céramique multicouche à puce

Condensateur céramique multicouche à puce (MLCC), connu sous le nom “riz industriel électronique”, est l'un des plus grands composants électroniques passifs au monde. Presque tous les appareils électroniques grand public utilisent des composants MLCC. Par rapport aux véhicules traditionnels, le niveau d'électronisation des véhicules électriques a été grandement amélioré. Des nouveaux systèmes de contrôle électronique et de gestion de batterie, du système de divertissement audio et vidéo au système ADAS en passant par le système de conduite entièrement automatique, l'amélioration du niveau d'électronisation des automobiles a grandement favorisé la croissance de MLCC.

Roulement en céramique

Dans les véhicules à énergies nouvelles, l'application de roulements en céramique est devenue une tendance. Les véhicules à énergie nouvelle proposent de nouvelles exigences pour les roulements automobiles. Sep, les roulements du moteur ont une vitesse de rotation plus élevée que les roulements traditionnels, et nécessitent des matériaux avec une densité plus faible et une résistance à l'usure relativement plus élevée; En même temps, car le courant alternatif du moteur provoque des modifications du champ électromagnétique environnant, une meilleure isolation est nécessaire pour réduire la corrosion électrique causée par la décharge du roulement; Troisième, la surface de la bille du roulement doit être plus lisse et moins usée. La bille en céramique a les caractéristiques de faible densité, haute dureté et résistance au frottement, et convient aux conditions de rotation à grande vitesse. Dans les domaines de haute température, fort magnétisme et vide poussé, la boule en céramique est irremplaçable.

Disque de frein en carbone-céramique

Céramique de carbone (C/C-SiC) Le composite est un nouveau type de matériau pour plaquettes de frein développé à base de composites carbone/carbone.. Le matériau est composé de feutre aiguilleté intégral en fibre de carbone quasi dimensionnelle comme renfort du squelette et de carbone déposé, SiC et silicium résiduel comme matrice. Ce matériau combine les propriétés physiques de la fibre de carbone et du carbure de silicium polycristallin, et présente les caractéristiques de stabilité à haute température, haute conductivité thermique, chaleur spécifique élevée, etc..

En outre, Le frein en céramique de carbone a les caractéristiques de légèreté et de résistance à l'usure, ce qui prolonge non seulement la durée de vie du disque de frein, mais évite également tous les problèmes causés par la charge. D'après la recherche, une paire de disques de frein en carbone-céramique peut réduire le poids du système de suspension du véhicule de 20 kg par rapport à la même taille de disques de frein en fonte grise. Pour les véhicules électriques, cela peut augmenter l'autonomie d'environ 50 km. Sous la tendance de l’électrification, intelligence et haut de gamme dans l'industrie automobile à énergies nouvelles, le système de freinage en carbone-céramique peut améliorer considérablement la vitesse de réponse du véhicule et raccourcir la distance de freinage, et devrait devenir le meilleur actionneur pour le contrôle de ligne, ce qui peut être considéré comme l'élément clé de la réduction de poids des véhicules électriques à l'avenir.

Connecteur scellé en céramique de batterie d'alimentation

Le connecteur scellé en céramique de la batterie de puissance est un élément important du véhicule électrique à nouvelle énergie. Il est utilisé pour former une connexion conductrice scellée entre la plaque de couverture de la batterie de puissance et le pôle dans le véhicule électrique à nouvelle énergie.

La céramique possède une excellente isolation électrique et une excellente résistance mécanique. Il est de plus en plus courant d'utiliser des joints en céramique comme joints dans l'industrie électronique. Au cours des dernières années, Les principaux fabricants de batteries ont progressivement remplacé les joints en plastique courants par des joints en céramique.

Diaphragme en céramique de batterie de puissance

La membrane en polyoléfine est la membrane grand public actuelle, mais sa stabilité thermique est mauvaise. Les points de fusion du polypropylène (Pp) et polyéthylène (PE) sont 165 ℃ et 135 ℃ respectivement, ce qui entraînera des problèmes de sécurité potentiels, parce qu'à haute température, le diaphragme va rétrécir ou fondre, entraînant un court-circuit interne, incendie et même explosion.

Face à cette situation, de nombreuses méthodes ont été adoptées pour améliorer la stabilité thermique du diaphragme. Le revêtement d'une couche de particules céramiques inorganiques sur le diaphragme en PP ou PE est considéré comme la méthode la plus efficace et la plus économique.. Le matériau céramique offre une haute résistance à la chaleur, tandis que l'adhésif fournit une adhérence pour maintenir l'intégrité structurelle du revêtement et de l'ensemble du diaphragme composite. D'une part, grâce à la stabilité thermique améliorée, ce diaphragme à revêtement en céramique peut améliorer efficacement la sécurité des batteries lithium-ion en empêchant les courts-circuits à haute température; D'autre part, La membrane recouverte de céramique a une bonne capacité de mouillage et d'absorption des liquides avec les électrolytes et les matériaux d'électrodes positives et négatives., ce qui améliore considérablement les performances et la durée de vie de la batterie. Les matériaux céramiques courants comprennent l'alumine α－, boehmite, SiO2, CeO2, MgAl2O4, ZrO, TiO2, etc..

Matériel optique

Les céramiques transparentes font référence à des matériaux polycristallins ayant une certaine transmission de la lumière préparés par la technologie céramique., également connue sous le nom de céramique optique. Comparé aux matériaux optiques en verre ou en résine, la céramique transparente a non seulement la même qualité de transmission de la lumière que le verre optique, mais il est aussi plus fort, Plus fort, plus résistant à la corrosion et aux températures élevées, et peut être appliqué à des conditions extrêmement difficiles, et l'indice de réfraction peut changer. Maintenant, certains fabricants de l'industrie ont essayé d'utiliser des matériaux céramiques transparents comme objectifs de caméra de véhicule, matériaux de fenêtre de radar laser, dispositifs optiques laser, etc.