Quali sono le applicazioni della ceramica nei veicoli di nuova energia?
Quali sono le applicazioni della ceramica nei veicoli di nuova energia?
Carenza di energia, inquinamento ambientale, il riscaldamento climatico e altri fattori hanno contribuito congiuntamente alla nascita di nuovi veicoli energetici. L'industria dei materiali è la pietra angolare dell'industria moderna, e nell'industria automobilistica della nuova energia, l'applicazione di vari materiali avanzati è anche la base per supportare l'intero settore. Qui, conosceremo i materiali ceramici che stanno giocando un ruolo sempre più importante nel processo intelligente dei veicoli a nuova energia.
Substrato ceramico
Nel motore principale dei veicoli a nuova energia, porterà l'uso di dispositivi MOSFET SiC 5% A 10% maggiore resistenza rispetto al tradizionale IGBT Si, e in futuro sostituirà gradualmente l'IGBT Si. Tuttavia, Il chip MOSFET SiC ha un'area piccola e requisiti elevati per la dissipazione del calore. La piastra rivestita in rame ceramico è un materiale composito di rame-ceramica-rame “sandwich” struttura. Ha le caratteristiche di una buona dissipazione del calore, elevato isolamento, elevata resistenza meccanica, dilatazione termica e adattamento dei trucioli della ceramica, così come le caratteristiche di una forte capacità di trasporto di corrente in rame privo di ossigeno, buone prestazioni di saldatura e incollaggio, ed elevata conduttività termica. È quasi diventata un'opzione necessaria per l'applicazione del MOSFET SiC nel campo dei veicoli a nuova energia.
Il substrato ceramico in nitruro di silicio ha un'eccellente capacità di dissipazione del calore e un'elevata affidabilità, ed è uno dei materiali di imballaggio chiave per i moduli MOSFET SiC. È stato utilizzato nei veicoli elettrici, aerospaziale e altri campi.
Relè ceramico
La tecnologia di controllo elettronico è un indicatore importante per misurare il livello di sviluppo di nuovi veicoli elettrici a risparmio energetico. Il relè ceramico CC ad alta tensione è il componente principale del sistema di controllo elettronico. Relè per vuoto CC ad alta tensione, nella camera a vuoto sigillata da metallo e ceramica, l'isolante ceramico scorre tra il gruppo dei contatti mobili e l'asta di spinta, in modo che il contatto mobile e il contatto statico, sia in qualsiasi stato di conduzione o disconnessione, Mantenere un buon isolamento elettrico con il sistema a circuito magnetico composto dalla piastra di ferro magnetico del giogo, Core di ferro e altre parti del relè, garantendo così la capacità di rottura dell'arco del relè durante la commutazione di carico ad alta tensione CC, L'arco elettrico è la causa principale dell'auto-accensione automatica. Relay solo i prodotti con “Arco libero” La connessione e la disconnessione possono risolvere fondamentalmente il problema di “combustione spontanea”.
Fusibile in ceramica
Il fusibile è un dispositivo per la protezione eccessiva del circuito. Durante il funzionamento, Il fusibile è collegato in serie nel circuito, e la corrente di carico scorre attraverso il fusibile. In caso di corto circuito o sovraccarico nel circuito, L'effetto termico della sovracorrente si scioglie e vaporizzerà la fusione per produrre una frattura, e la frattura produrrà un arco. Il fusibile interromperà il circuito guasto estinguendo l'arco, svolgendo così il ruolo di protezione del circuito.
Il fusibile per automobile è diviso in due parti: bassa tensione e alta tensione. La protezione dall'alta tensione è applicabile principalmente ai veicoli a nuova energia. La tensione di applicazione è generalmente 60 V CC-1500 V CC, principalmente il fusibile di alimentazione (fusibile ad alta tensione per veicoli a nuova energia) per proteggere il circuito principale e il circuito ausiliario. Mentre il mercato dei nuovi veicoli energetici entra nell’era post-sovvenzioni, la domanda di consumo personale promuove la piattaforma ad alta tensione dei veicoli a nuova energia, e i requisiti di sicurezza nei campi ad alta tensione come la ricarica rapida, il motore, dispositivo di potenza, ecc. non può essere ignorato. La capacità di rottura rapida del fusibile in stabilità e la risposta alla sovracorrente manterranno il rapido aumento della domanda nell'ambito della rapida crescita dei nuovi veicoli energetici.
Condensatore ceramico multistrato a chip
Condensatore ceramico multistrato a chip (MLCC), conosciuto come “riso industriale elettronico”, è uno dei componenti elettronici passivi più grandi al mondo. Quasi tutta l'elettronica di consumo utilizza componenti MLCC. Rispetto ai veicoli tradizionali, il livello di elettronizzazione dei veicoli elettrici è stato notevolmente migliorato. Dai nuovi sistemi elettronici di controllo e gestione delle batterie, dal sistema di intrattenimento audio e video al sistema ADAS al sistema di guida completamente automatica, il miglioramento del livello di elettronizzazione delle automobili ha fortemente promosso la crescita di MLCC.
Cuscinetto in ceramica
Nei veicoli a nuova energia, l'applicazione dei cuscinetti in ceramica è diventata una tendenza. I nuovi veicoli energetici presentano ulteriori nuovi requisiti per i cuscinetti delle automobili. Primo, i cuscinetti del motore hanno una velocità di rotazione maggiore rispetto ai cuscinetti tradizionali, e richiedono materiali con densità inferiore e resistenza all'usura relativamente maggiore; Allo stesso tempo, perché la corrente alternata del motore provoca cambiamenti nel campo elettromagnetico circostante, è necessario un migliore isolamento per ridurre la corrosione elettrica causata dalla scarica del cuscinetto; Terzo, la superficie della sfera del cuscinetto deve essere più liscia e meno usurata. La sfera di ceramica ha le caratteristiche di bassa densità, elevata durezza e resistenza all'attrito, ed è adatto per condizioni di rotazione ad alta velocità. Nei campi ad alta temperatura, forte magnetismo e alto vuoto, la sfera di ceramica è insostituibile.
Disco freno in carboceramica
Ceramica al carbonio (C/C-SiC) Il composito è un nuovo tipo di materiale per pastiglie freno sviluppato sulla base di compositi carbonio/carbonio. Il materiale è composto da feltro agugliato integrale in fibra di carbonio quasi dimensionale come rinforzo dello scheletro e carbonio depositato, SiC e silicio residuo come matrice. Questo materiale combina le proprietà fisiche della fibra di carbonio e del carburo di silicio policristallino, e ha le caratteristiche di stabilità alle alte temperature, elevata conducibilità termica, calore specifico elevato, ecc.
Inoltre, Il freno in carbonio ceramico ha le caratteristiche di leggerezza e resistenza all'usura, che non solo prolunga la durata del disco freno, ma evita anche tutti i problemi causati dal carico. Secondo la ricerca, una coppia di dischi freno in carboceramica può ridurre il peso del sistema di sospensione del veicolo di 20 kg rispetto alla stessa dimensione dei dischi freno in ghisa grigia. Per veicoli elettrici, può aumentare l'autonomia di circa 50 km. Sotto la tendenza dell'elettrificazione, intelligenza e fascia alta nel settore automobilistico della nuova energia, il sistema frenante in carbonio ceramico può migliorare significativamente la velocità di risposta del veicolo e ridurre lo spazio di frenata, e si prevede che diventi il miglior attuatore per il controllo della linea, che si può dire che sarà la componente chiave della riduzione del peso dei veicoli elettrici del futuro.
Connettore sigillato in ceramica per batteria di alimentazione
Il connettore sigillato in ceramica della batteria di alimentazione è una parte importante del nuovo veicolo elettrico a energia. Viene utilizzato per formare una connessione conduttiva sigillata tra la piastra di copertura della batteria e il polo nel veicolo elettrico a nuova energia.
La ceramica ha un eccellente isolamento elettrico e resistenza meccanica. È sempre più comune utilizzare guarnizioni in ceramica come guarnizioni nell'industria elettronica. Negli ultimi anni, le principali aziende produttrici di batterie hanno gradualmente sostituito le comuni guarnizioni in plastica con guarnizioni in ceramica
Diaframma ceramico della batteria di alimentazione
La membrana poliolefinica è l'attuale membrana tradizionale, ma la sua stabilità termica è scarsa. I punti di fusione del polipropilene (PP) e polietilene (PE) Sono 165 ℃ e 135 ℃ rispettivamente, che causerebbe potenziali problemi di sicurezza, perché ad alta temperatura, il diaframma si restringerà o si scioglierà, con conseguente cortocircuito interno, incendi e perfino esplosioni.
In considerazione di questa situazione, sono stati adottati molti metodi per migliorare la stabilità termica del diaframma. Rivestire uno strato di particelle ceramiche inorganiche sul diaframma in PP o PE è considerato il metodo più efficace ed economico. Il materiale ceramico offre un'elevata resistenza al calore, mentre l'adesivo fornisce adesione per mantenere l'integrità strutturale del rivestimento e dell'intero diaframma composito. Da un lato, grazie alla migliore stabilità termica, questo diaframma con rivestimento ceramico può migliorare efficacemente la sicurezza delle batterie agli ioni di litio prevenendo cortocircuiti ad alta temperatura; D'altra parte, la membrana rivestita in ceramica ha una buona capacità di bagnatura e assorbimento di liquidi con elettroliti e materiali per elettrodi positivi e negativi, che migliora notevolmente le prestazioni e la durata della batteria. I materiali ceramici comuni includono l'allumina α－, boehmita, SiO2, CeO2, MgAl2O4, ZrO, TiO2, ecc.
Materiale ottico
Le ceramiche trasparenti si riferiscono a materiali policristallini con una certa trasmissione della luce preparati mediante tecnologia ceramica, noto anche come ceramica ottica. Rispetto ai materiali ottici in vetro o resina, la ceramica trasparente non solo ha la stessa qualità di trasmissione della luce del vetro ottico, ma è anche più forte, Più forte, più resistente alla corrosione e alle alte temperature, e può essere applicato a condizioni estremamente difficili, e l'indice di rifrazione può cambiare. Attualmente, alcuni produttori del settore hanno provato a utilizzare materiali ceramici trasparenti come obiettivi delle fotocamere dei veicoli, materiali per finestre radar laser, dispositivi ottici laser, ecc
