Role pokročilé keramiky v aplikaci nových energetických vozidel

S rychlým rozvojem průmyslu nových energetických vozidel se elektrická transformace výrobců automobilů stala hlavním trendem. Tradiční palivové komponenty vozidel jsou postupně nahrazovány vysoce-výkonnými produkty přizpůsobenými novým energetickým podmínkám. Pokročilá keramika hraje díky své vynikající izolaci, vysoké-teplotní odolnosti, odolnosti proti opotřebení a vysoké{4}}pevnosti důležitou roli v oblasti nových energetických vozidel a stává se základním materiálem pro klíčové komponenty. Jejich související aplikace úzce souvisí s technologickým zdokonalováním metalizovaných keramických komponent.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Technologie elektrického řízení je základním ukazatelem pro měření úrovně vývoje nových energetických vozidel. Vysokonapěťová stejnosměrná keramická relé jako základní součást elektrického řídicího systému hrají klíčovou roli. Tradiční relé jsou omezena výrobní technologií a mohou narazit na problémy, jako je porucha adheze kontaktů nebo spálení oblouku při připojování vysokonapěťových stejnosměrných zátěží nebo indukčních zátěží s nízkým{4}}účiníkem. Tento problém však účinně řeší nová vysokonapěťová stejnosměrná vakuová relé.

 

Toto relé využívá vakuovou dutinu utěsněnou kovem a keramikou, přičemž se spoléhá na proces Ceramic to Metal k dosažení těsné kombinace keramických a kovových součástí. Keramický izolátor je kluzně připojen mezi pohyblivou kontaktní komponentu a tlačnou tyč, což zajišťuje, že pohyblivé a statické kontakty mohou udržovat dobrou elektrickou izolaci ve vodivém i rozpojeném stavu, čímž je zajištěna schopnost ochrany uhasit oblouk při spínání vysokonapěťových stejnosměrných zátěží. Oblouky jsou hlavní příčinou samovznícení vozidla a vynikající izolační vlastnosti keramiky jsou základní podporou pro dosažení „bezobloukového“ spojení a rozpojení. Struktura jádra keramického pláště je vyrobena z 95% keramiky z oxidu hlinitého, což je důležitá aplikace metalizovaného keramického pouzdra pro výkonové polovodiče.

Elektronický řídicí systém je klíčovou základní součástí nových energetických vozidel. Modul IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) jako „centrální nervový systém“ je základní částí nových energetických vozidel a systémů pohonu nabíjecích pilotů, které představují 40 % až 50 % celkových nákladů řídicí jednotky.

 

A keramická měděná-deska je klíčovým obalovým materiálem pro modul IGBT. Keramická měděná-deska má měděnou-keramickou-měděnou "sendvičovou" kompozitní strukturu, která kombinuje vysokou izolaci, vysokou mechanickou pevnost, vynikající odvod tepla a odpovídající charakteristiky tepelné roztažnosti keramiky, stejně jako vysokou proudovou -kapacitu, vynikající lepicí vlastnosti mědi a vysokou tepelnou vodivost bez kyslíku{{6}. V současné době se keramické měděné- desky dělí do tří typů na základě keramických materiálů: oxid hlinitý, nitrid hliníku a nitrid křemíku.

 

Mezi nimi má deska plátovaná nitridem křemíku-nejlepší výkon, vyznačuje se vysokou pevností a vysokou tepelnou vodivostí. V kombinaci s technologií aktivního svařování kovů se výrazně zlepšila jeho spolehlivost, díky čemuž je preferovaným materiálem pro balení vysoko-napěťových a{3}}výkonových IGBT modulů, zvláště vhodný pro vysoké požadavky nových energetických vozidel na spolehlivost a miniaturizaci. Keramická měděná-deska z oxidu hlinitého je vyrobena na bázi hliníkové metalizované keramiky a má základní izolační vlastnosti a vlastnosti pro odvod tepla.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Keramické vysokonapěťové stykače{0}}se široce používají při ovládání vypínačů, ochraně obvodů nových energetických vozidel, jakož i nabíjecích baterií, napájení baterií, měničů kmitočtu, přednabíjení kondenzátorů-a dalších souvisejících elektrických řídicích systémů. Technické jádro spočívá v použití vakuového pájení ke svařování keramiky a karbidové slitiny za účelem vytvoření utěsněné dutiny. Vnitřní dutina je naplněna rychle ochlazující směsí plynného vodíku, aby bylo dosaženo krátkodobého-uhašení oblouku.

 

Vzhledem k tomu, že hoření oblouku způsobuje expanzi vnitřního zapouzdřeného plynu vlivem tepla, vyvíjí tah na hlavu svařovacího spoje. Pevnost hlavy svařovacího spoje má proto zásadní význam. Struktura zapouzdření keramiky a slitiny Kovar je klíčovým faktorem ovlivňujícím pevnost spoje. V současné době se široce používají dvě běžné formy zapouzdření, jmenovitě ploché těsnění a vertikální těsnění. Keramické pouzdro stykače HVDC se spoléhá na vlastnosti vysoce{4}}pevnostních metalizovaných keramických komponentů, aby byla zajištěna strukturální pevnost a těsnicí výkon zapouzdřené oblasti.

Nová energetická vozidla mají mnohem vyšší výkonnostní požadavky na ložiska motoru než tradiční vozidla. Ložiska motoru je třeba přizpůsobit vysokým-otáčkám, silným magnetickým polím a podmínkám nízkého opotřebení. Specifické požadavky zahrnují nižší hustotu, silnější odolnost proti opotřebení, dobrou izolaci pro snížení elektrické koroze způsobené výbojem ložisek a hladší povrchy kuliček ložiska pro snížení opotřebení.

 

Keramické kuličky se svou nízkou hustotou, vysokou tvrdostí, odolností proti tření a vynikajícími izolačními vlastnostmi se staly ideálním materiálem pro tyto pracovní podmínky. Mají nezastupitelnou roli ve vysoko-teplotních, silných magnetických a-vakuových polích a staly se aplikačním trendem pro motorová ložiska v nových energetických vozidlech. Základní součásti keramických kuličkových ložisek jsou zpracovány pomocí přesné metalizované keramiky, která splňují vysoké-výkonové požadavky motorů nových energetických vozidel. Jejich vynikající odolnost proti opotřebení a izolační vlastnosti účinně zvyšují stabilitu a životnost motoru.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Celkově se aplikace vyspělé keramiky v oblasti nových energetických vozidel zaměřuje především na základní části, jako je elektronický řídicí systém a systém pohonu. Díky svým jedinečným materiálovým vlastnostem vyřešil výkonnostní nedostatky tradičních kovových materiálů v podmínkách vysokého-tlaku, vysoké-teploty a silného magnetického pole. Jak se nová energetická vozidla modernizují směrem k vysokému napětí, nízké hmotnosti a vysoké spolehlivosti,keramická metalizacetechnologie se nadále optimalizuje a pokročilá keramika bude dále rozšiřovat své aplikační scénáře, podporovat vylepšení výkonu souvisejících součástí a poskytovat důležitou materiální podporu pro vysoce-kvalitní vývoj odvětví nových energetických vozidel.