Rolul ceramicii avansate în aplicarea vehiculelor cu energie noi

Odată cu dezvoltarea rapidă a industriei autovehiculelor noi cu energie, transformarea electrică a producătorilor de automobile a devenit tendința principală. Componentele tradiționale ale vehiculelor cu combustibil sunt treptat înlocuite cu produse-de înaltă performanță, adaptate la noile condiții energetice. Ceramica avansată, datorită izolației lor excelente, rezistenței la temperatură-înaltă, rezistenței la uzură și proprietăților de-rezistență ridicată, joacă un rol important în domeniul vehiculelor energetice noi și devin suportul material de bază pentru componentele cheie. Aplicațiile lor conexe sunt strâns legate de modernizarea tehnologică a componentelor ceramice metalizate.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tehnologia de control electric este indicatorul de bază pentru măsurarea nivelului de dezvoltare a vehiculelor cu energie nouă. Releele ceramice DC de înaltă tensiune, ca componentă de bază a sistemului de control electric, joacă un rol crucial. Releele tradiționale sunt limitate de tehnologia de producție și pot întâmpina probleme cum ar fi defecțiunea aderenței contactului sau arderea arcului atunci când se conectează sarcini inductive cu -tensiune înaltă DC sau cu factor de putere redus-. Cu toate acestea, noile relee de vid CC de înaltă tensiune-rezolvă eficient această problemă.

 

Acest releu folosește o cavitate de vid sigilată cu metal și ceramică, bazându-se pe procesul Ceramic to Metal pentru a obține o combinație strânsă de componente ceramice și metalice. Izolatorul ceramic este conectat cu alunecare între componenta de contact mobilă și tija de împingere, asigurând că contactele mobile și statice pot menține o bună izolație electrică atât în ​​starea conducătoare, cât și în cea de deconectare, asigurând astfel capacitatea de stingere a arcului a releului la comutarea sarcinilor DC de -înaltă tensiune. Arcurile sunt cauza principală a arderii spontane a vehiculului, iar proprietățile excelente de izolare ale ceramicii reprezintă suportul de bază pentru realizarea conexiunii și deconectarii „fără arc-”. Structura de bază a carcasei ceramice este realizată din ceramică de alumină 95%, care este o aplicație importantă a carcasei ceramice metalizate pentru semiconductori de putere.

Sistemul de control electronic este o componentă cheie a vehiculelor cu energie nouă. Modulul IGBT (Insulated Gate Bipolar Tranzistor), ca „sistem nervos central”, este secțiunea centrală a vehiculelor cu energie noi și a sistemelor de antrenare a pilei de încărcare, reprezentând 40% până la 50% din costul total al controlerului.

 

Iar placa placată cu-cupru ceramică este materialul cheie de ambalare pentru modulul IGBT. Placa placată cu cupru ceramică adoptă o structură compozită „sandwich” cu cupru-ceramică-, combinând izolația ridicată, rezistența mecanică ridicată, disiparea excelentă a căldurii și caracteristicile de expansiune termică potrivite ale ceramicii, precum și capacitatea de purtare a curentului{{5}înaltă, conductivitatea ridicată și capacitatea de lipire la sudură ridicată, performanța ridicată de sudură cupru fără oxigen-. În prezent, plăcile placate cu cupru ceramic- sunt clasificate în trei tipuri pe baza materialelor ceramice: alumină, nitrură de aluminiu și nitrură de siliciu.

 

Dintre acestea, placa placată cu-cupru cu nitrură de siliciu are cea mai bună performanță, având rezistență ridicată și conductivitate termică ridicată. Combinată cu tehnologia de sudare activă a metalelor, fiabilitatea sa a fost îmbunătățită semnificativ, făcându-l materialul preferat pentru ambalarea modulelor IGBT de înaltă-tensiune și-putere mare, potrivite în special pentru cerințele ridicate ale vehiculelor cu energie noi pentru fiabilitate și miniaturizare. Placa placată cu cupru-alumină ceramică este realizată pe bază de ceramică metalizată cu alumină și are proprietăți de bază de izolare și disipare a căldurii.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Contactoarele ceramice de înaltă{0}}tensiune sunt utilizate pe scară largă în controlul comutatorului de alimentare, protecția circuitelor vehiculelor cu energie nouă, precum și în pilele de încărcare, alimentarea cu energie a bateriei, convertizorul de frecvență variabilă, pre-încărcarea condensatorului și alte sisteme de control electric asociate. Miezul tehnic constă în utilizarea lipirii în vid pentru a suda ceramica și aliajul de carbură pentru a forma o cavitate etanșă. Cavitatea internă este umplută cu un amestec de hidrogen gazos cu răcire rapidă pentru a obține stingerea arcului de timp scurt-.

 

Deoarece arderea arcului determină extinderea gazului interior încapsulat din cauza căldurii, acesta exercită tensiune asupra capului îmbinării de sudură. Prin urmare, rezistența capului îmbinării de sudură este de o importanță crucială. Structura de încapsulare a ceramicii și a aliajului Kovar este factorul cheie care afectează rezistența îmbinării. În prezent, două forme comune de încapsulare, și anume etanșarea plată și etanșarea verticală, sunt utilizate pe scară largă. Carcasa ceramică a contactorului HVDC de bază se bazează pe caracteristicile componentelor ceramice metalizate de înaltă-rezistență pentru a asigura rezistența structurală și performanța de etanșare a zonei încapsulate.

Vehiculele cu energie noi au cerințe de performanță mult mai ridicate pentru rulmenții cu motor decât vehiculele tradiționale. Rulmenții motorului trebuie adaptați la viteze mari-, la câmpuri magnetice puternice și la condiții de uzură redusă. Cerințele specifice includ densitate mai mică, rezistență mai mare la uzură, izolație bună pentru a reduce coroziunea electrică cauzată de descărcarea rulmentului și suprafețe mai netede cu bile a rulmentului pentru a reduce uzura.

 

Bilele ceramice, cu densitatea lor scăzută, duritatea mare, rezistența la frecare și proprietățile excelente de izolare, au devenit materialul ideal pentru această condiție de lucru. Acestea au un rol de neînlocuit în câmpurile cu temperatură înaltă, magnetice puternice și vid înalt-și au devenit tendința de aplicare pentru rulmenții cu motor în vehiculele cu energie nouă. Componentele de bază ale rulmenților ceramici cu bile sunt prelucrate folosind ceramică metalizată de precizie, îndeplinind cerințele de-performanță ridicată ale motoarelor de vehicule cu energie noi. Rezistența lor excelentă la uzură și proprietățile de izolare sporesc în mod eficient stabilitatea și durata de viață a motorului.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

În general, aplicarea ceramicii avansate în domeniul vehiculelor cu energie nouă se concentrează în principal pe secțiuni de bază, cum ar fi sistemul de control electronic și sistemul de acționare. Bazându-se pe caracteristicile sale unice ale materialelor, a rezolvat deficiențele de performanță ale materialelor metalice tradiționale în condiții de-presiune înaltă, temperatură-înaltă și câmp magnetic puternic. Pe măsură ce vehiculele cu energie noi se modernizează la tensiune înaltă, ușoare și fiabilitate ridicată,metalizare ceramicătehnologia continuă să fie optimizată, iar ceramica avansată își va extinde în continuare scenariile de aplicare, promovând îmbunătățirea performanței componentelor aferente și oferind suport material important pentru dezvoltarea-de înaltă calitate a industriei de vehicule cu energie nouă.