Keraamiliste materjalide peamiste rakenduste analüüs uue energiaga sõidukite sektoris

Kuna uued energiasõidukid arenevad kiiresti kõrgema pinge, suurema võimsuse ja intelligentsema poole, seisavad traditsioonilised metallmaterjalid silmitsi üha suuremate väljakutsetega isolatsiooni, kõrge temperatuurikindluse, korrosioonikindluse ja kõrgsagedusliku{0}}stabiilsuse osas. Täiustatud keraamilised materjalid oma suurepäraste elektriisolatsiooniomaduste, mehaanilise tugevuse, termilise stabiilsuse ja kaarekindlusega mängivad uute energiasõidukite tööstusahelas üha olulisemat rolli ning neid kasutatakse laialdaselt sellistes põhikomponentides nagu kõrge-pingereleed, IGBT-moodulid, kõrge-pingekontaktorid, elektriajamisüsteemid ja täpsed isolatsioonikonstruktsioonikomponendid.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uute energiasõidukite kõrgepingeelektroonilises{0}}juhtimissüsteemis on keraamilised releed üks olulisemaid komponente, mis tagavad kogu sõiduki ohutuse. Traditsioonilised releed on kõrge -allispinge keskkonnas altid kaartekkele, kontaktide erosioonile ja adhesioonihäiretele. Kuid keraamiliste isolatsioonikonstruktsioonide kasutamine võib tõhusalt parandada kaare kustutusvõimet ja elektriisolatsiooni jõudlust. Praegu kasutatakse tööstuses laialdaselt relee korpuse materjalina 95% alumiiniumoksiidi keraamikat, millel on suurepärased isolatsiooniomadused, kuumakindlus ja struktuurne stabiilsus, mis vastab uute energiasõidukite pikaajalistele töönõuetele keerukates töötingimustes.

 

Kõrgepingereleede valdkonnas on HVDC kontaktorite keraamilised korpused muutunud uute energiakõrgpinge lülitisüsteemide oluliseks konstruktsioonikomponendiks. Sisemiselt kasutavad need seadmed tavaliselt vaakum-suletud struktuuri, kasutades keraamilisi ja metallist tihendusprotsesse, et luua väga usaldusväärne suletud õõnsus, mis vähendab tõhusalt elektrikaare mõju süsteemile. Samal ajal kasutatakse EV alumiiniumoksiidi keraamilisi korpuseid ja EV alumiiniumoksiidi keraamilisi releekorpusi laialdaselt ka uute energiasõidukite kõrge{5}}pingereleedes ja kõrgepinge{6}}alalisvoolukontaktorites, et täita isolatsiooni ohutusnõudeid kõrgepinge, suure voolu ja kõrge{7}}sagedusega ümberlülitustingimustes.

 

Uute energiasõidukite jõumoodulite pideva uuendamisega tõusevad pidevalt nõuded IGBT-moodulite soojuse hajumise efektiivsusele ja pakendamise töökindlusele. Keraamiliste vask{1}}kattega substraatide kui võimsuspooljuhtide pakendamise olulise materjali põhieelisteks on kõrge soojusjuhtivus, kõrge isolatsioon ja madal soojuspaisumine. Võrreldes traditsiooniliste materjalidega võivad räninitriid- ja alumiiniumoksiidkeraamilised substraadid tõhusalt parandada toiteseadmete stabiilsust kõrgel-temperatuuril töötavates keskkondades ja vähendada termilise väsimuse ohtu.

 

Praegu kasutatakse elektriliste pooljuhtide metalliseeritud keraamilisi korpuseid laialdaselt uutes energiasõidukite inverterites, laadimismoodulites ja mootori juhtimissüsteemides. Metalliseerimise abil saab keraamilise aluspinnaga saavutada usaldusväärse keevituse ja tugevad ühendused, mis parandab veelgi pakendi üldist töökindlust. Samal ajal on elektrikomponentide metalliseeritud keraamika järk-järgult muutumas uute energiasõidukite elektroonikakomponentide pakendamise oluliseks arengusuunaks, mis näitab olulisi eeliseid kõrge-pinge-,-kõrgsagedus- ja{5}}suure võimsusega rakendustes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uute energiasõidukite kõrgepingekontaktorite{0}}valdkonnas on keraamilistel materjalidel samuti oluline roll. Kõrgepingekontaktorid peavad saavutama kiire kaarekustutuse, kui katkestavad koheselt suured voolud, mistõttu on materjali kõrge -temperatuurikindluse, õhutiheduse ja konstruktsiooni stabiilsuse jaoks väga kõrged standardid. Vaakumjoodistehnoloogia abil valmistatud keraamilised suletud õõnsused võivad tõhusalt parandada kontaktori kaarekustutustõhusust ja tööiga.

 

Praegu on kõrgtemperatuurse{0}}metallistatud keraamilised releekorpused muutunud üheks oluliseks pakkevormiks kõrgepinge-alalisvoolureleede jaoks, mis säilitavad stabiilse isolatsioonivõime kõrgel -temperatuuril ja kõrgel{3}}rõhul. Samal ajal kasutatakse relee alumiiniumoksiidi keraamilisi komponente laialdaselt ka uute energiasõidukite releede sisemise isolatsiooni tugistruktuuris, et parandada süsteemi üldist ohutust ja töökindlust.

 

Uute energiasõidukite elektriajamite süsteemides kasvab kiiresti ka keraamiliste kuullaagrite kasutamine. Võrreldes traditsiooniliste teraslaagritega on keraamilistel kuulidel väiksem tihedus, suurem kõvadus, väiksem hõõrdetegur ja suurem korrosioonikindlus, mis vähendab tõhusalt kulumist ja kuumuse teket suurel pöörlemisel{1}}. Samal ajal on keraamilistel materjalidel looduslikud isoleerivad omadused, mis võivad vähendada mootori laagrite elektrokorrosiooni ja parandada elektriajamisüsteemide stabiilsust.

 

Eriti suure kiirusega{0}}mootorite puhul võivad räninitriidkeraamilisi kuule kasutavad hübriidlaagrid tõhusalt parandada mootori töötõhusust ning vähendada müra ja vibratsiooni. Praegu kasvab nõudlus väga töökindlate keraamiliste laagrite järele uute energiasõidukite ajamimootorites, mis soodustab täiustatud keraamiliste materjalide levikut elektriajamite süsteemides.

 

Lisaks struktuurkeraamikale areneb uue energiaga sõidukite tööstuses kiiresti ka metalliseeritud keraamika tehnoloogia. Alumina Metallized Ceramics saavutab usaldusväärsed keevisühendused keraamika ja metallide vahel, moodustades alumiiniumoksiidi keraamika pinnale metallikihi, täites seeläbi kõrge õhutiheduse, kõrge isolatsiooni ja suure{1}}tugevusega pakendi nõuded. Neid materjale kasutatakse laialdaselt releekorpustes, andurite pakendites, toiteelektroonikamoodulites ja uute energiasõidukite{3}}kõrgepingesüsteemides.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kuna uute energiasõidukite komponentidele esitatavad täpsusnõuded suurenevad, suureneb ka turunõudlus täppismetalliseeritud keraamika järele. Täppismetalliseerimisprotsesside ja ülitäpsete töötlemistehnoloogiate{1} abil saab keraamiliste konstruktsioonikomponentide konsistentsi ja töökindlust oluliselt parandada. Vahepeal on alumiiniumkeraamiliste detailide täppistöötlusest saanud täiustatud keraamikatootmise võtmeprotsess, mis vastab keeruliste konstruktsioonikomponentide miniatuursus- ja{3}}kõrgetele täpsusnõuetele.

 

Uute energiasõidukite kõrge-pingeühendussüsteemides kasutatakse elektrikomponentide metalliseeritud alumiiniumkeraamikat ja metalliseeritud keraamiliste osadega metalliseeritud keraamilisi isoleertorusid laialdaselt isolatsiooniühendustes, juhtivas isolatsioonis ja kõrge{1}pingekaitsekonstruktsioonides. Need tooted ühendavad suurepärased isolatsiooniomadused mehaanilise tugevusega, parandades tõhusalt kõrgepingesüsteemide ohutust ja stabiilsust uutes energiasõidukites.

 

Lisaks kasutatakse uutes energiasõidukite laadimissüsteemides, energiasalvestussüsteemides ja kõrge{1}pingega toitejaotusmoodulites üha enam-tugevaid metalliseeritud keraamilisi komponente, mis vastavad pikaajalisele-stabiilse töötamise nõuetele suure mehaanilise koormuse ja keeruliste töötingimuste korral.

 

Üldiselt mängivad täiustatud keraamilised materjalid uues energiasõidukite tööstusahelas üha olulisemat rolli. Alates kõrge-pingereleedest ja IGBT-toitemoodulitest kuni elektriajamisüsteemide ja kõrge{2}pingega ühendusstruktuurideni – keraamilised materjalid mitte ainult ei paranda uute energiasõidukite ohutust, töökindlust ja vastupidavust, vaid ajendavad ka sõidukite arendamist kõrgema pinge, kergema kaalu ja suurema võimsustiheduse suunas. Tulevikus, uue energiaga sõidukite tööstuse pideva ajakohastamise tõttu, suureneb turunõudlus suure jõudlusega-keraamiliste komponentide järele, nagu EV Relay alumiiniumoksiidi keraamiline korpus jaKõrgepinge alalisvoolu keraamiline kontaktorlaienemine jätkub ja suure töökindlusega metalliseeritud keraamilistest materjalidest{0} saab ka uute energiasõidukite põhikomponentide oluline arendussuund.