W branży pojazdów o nowych źródłach energii (EV, PHEV, HEV) wybór materiałów na kable wysokiego napięcia ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa, trwałości i wydajności pojazdu. Polietylen usieciowany (XLPE) i guma silikonowa to dwa najpopularniejsze materiały izolacyjne, jednak różnią się one znacząco pod względem odporności na wysokie temperatury, właściwości izolacyjnych, wytrzymałości mechanicznej i innych parametrów.
Ogólnie rzecz biorąc, obaXLPEGuma silikonowa i kauczuk syntetyczny są szeroko stosowane w przewodach do wnętrz samochodowych. Który materiał lepiej nadaje się na przewody wysokiego napięcia w pojazdach o nowej mocy?
Dlaczego kable wysokiego napięcia w pojazdach zasilanych nowymi źródłami energii wymagają wysokowydajnych materiałów izolacyjnych?
Kable wysokiego napięcia w nowych pojazdach elektrycznych stosuje się głównie do akumulatorów, silników, układów sterowania elektronicznego i układów ładowania, przy napięciu roboczym od 600 V do 1500 V, a nawet wyższym.
Wymaga to, aby kable spełniały następujące wymagania:
1) Doskonała izolacja zapobiegająca awariom elektrycznym i zapewniająca bezpieczeństwo.
2) Wyjątkowa odporność na wysokie temperatury, pozwalająca na pracę w trudnych warunkach i zapobiegająca degradacji izolacji.
3) Wysoka odporność na naprężenia mechaniczne, zginanie, wibracje i zużycie.
4) Dobra odporność na korozję chemiczną, umożliwiająca dostosowanie do trudnych warunków środowiskowych i wydłużenie okresu eksploatacji.
Obecnie warstwy izolacyjne kabli wysokiego napięcia w pojazdach elektrycznych wykorzystują głównie XLPE lub gumę silikonową. Poniżej przedstawiamy szczegółowe porównanie tych dwóch materiałów.
Z tabeli wynika, że XLPE ma lepsze parametry pod względem odporności na napięcie, wytrzymałości mechanicznej, odporności na starzenie i kontroli kosztów, podczas gdy kauczuk silikonowy ma przewagę pod względem odporności na wysokie temperatury i elastyczności.
Dlaczego XLPE jest materiałem preferowanym do produkcji kabli wysokiego napięcia w pojazdach nowej generacji?
1) Lepsze właściwości izolacyjne: Materiał izolacyjny XLPE charakteryzuje się wyższą wytrzymałością dielektryczną (≥30 kV/mm), co sprawia, że jest bardziej odporny na ryzyko przebicia w środowiskach wysokiego napięcia w porównaniu z gumą silikonową. Ponadto materiał izolacyjny XLPE charakteryzuje się niską stratą dielektryczną, zapewniając stabilną, długoterminową wydajność, dzięki czemu nadaje się do systemów zasilania pojazdów o nowym napędzie.
2) Lepsze właściwości mechaniczne: Podczas jazdy wibracje pochodzące z nadwozia pojazdu mogą powodować naprężenia mechaniczne kabli. XLPE charakteryzuje się wyższą wytrzymałością na rozciąganie, lepszą odpornością na zużycie i doskonałą odpornością na przecięcia, co czyni go bardziej odpowiednim do długotrwałego użytkowania i obniża koszty konserwacji w porównaniu z gumą silikonową.
3) Lepsza odporność na starzenie: Materiał izolacyjny XLPE charakteryzuje się doskonałą odpornością na starzenie pod wpływem wody, zapewniając stabilność kabla w środowiskach o wysokiej wilgotności i silnym polu elektrycznym. Jest to kluczowe w przypadku nowych pojazdów energetycznych, zwłaszcza w zastosowaniach wymagających dużego obciążenia, takich jak akumulatory wysokiego napięcia i systemy szybkiego ładowania.
4) Umiarkowana elastyczność, spełniająca wymagania dotyczące okablowania: W porównaniu z gumą silikonową, XLPE oferuje umiarkowaną elastyczność, równoważąc elastyczność okablowania i wytrzymałość mechaniczną. Doskonale sprawdza się w zastosowaniach takich jak wiązki wysokiego napięcia w pojazdach, przewody sterujące silnikami i połączenia akumulatorów.
5) Większa opłacalność: XLPE jest bardziej opłacalny niż guma silikonowa, co pozwala na produkcję masową. Stał się podstawowym materiałem do produkcji kabli wysokiego napięcia w pojazdach elektrycznych.
Analiza scenariuszy zastosowań: XLPE kontra guma silikonowa
XLPE, dzięki swojej doskonałej odporności na napięcie, wytrzymałości mechanicznej i niskim kosztom, jest bardziej konkurencyjny w zastosowaniu do produkcji kabli wysokiego napięcia w pojazdach napędzanych nowymi źródłami energii.
W miarę rozwoju technologii pojazdów elektrycznych materiały XLPE są również ulepszane, aby sprostać wyższym wymaganiom w różnych scenariuszach zastosowań:
1) XLPE odporny na wysokie temperatury (150℃-200℃): odpowiedni do najnowszej generacji wysokowydajnych układów napędowych elektrycznych.
2) Polietylen usieciowany, bezhalogenowy i wytwarzający mało dymu: spełnia normy środowiskowe dla pojazdów napędzanych nowymi źródłami energii.
3) Zoptymalizowana warstwa ekranująca: zwiększa odporność na zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) i poprawia ogólną kompatybilność elektromagnetyczną (EMC) pojazdu.
Ogólnie rzecz biorąc, XLPE zajmuje dominującą pozycję w sektorze kabli wysokiego napięcia do pojazdów elektrycznych ze względu na doskonałe właściwości izolacyjne, odporność na napięcie, wytrzymałość mechaniczną i niskie koszty. Chociaż guma silikonowa nadaje się do stosowania w ekstremalnie wysokich temperaturach, jej wyższy koszt sprawia, że nadaje się do zastosowań specjalnych. W przypadku standardowych kabli wysokiego napięcia w pojazdach elektrycznych XLPE jest najlepszym wyborem i może być szeroko stosowany w kluczowych obszarach, takich jak wiązki akumulatorów, kable silnikowe wysokiego napięcia i kable szybkiego ładowania.
W kontekście szybkiego rozwoju branży pojazdów napędzanych nowymi źródłami energii, przy wyborze materiałów na kable wysokiego napięcia firmy powinny brać pod uwagę takie czynniki, jak scenariusze zastosowań, wymagania dotyczące odporności na temperaturę i budżet, aby zagwarantować bezpieczeństwo i trwałość kabli.
Czas publikacji: 28-02-2025