Na področju vozil z novo energijo (EV, PHEV, HEV) je izbira materialov za visokonapetostne kable ključnega pomena za varnost, vzdržljivost in zmogljivost vozila. Zamreženi polietilen (XLPE) in silikonska guma sta dva najpogostejša izolacijska materiala, vendar se bistveno razlikujeta v visokotemperaturni učinkovitosti, izolacijskih lastnostih, mehanski trdnosti in drugih lastnostih.
Na splošno obojeXLPEin silikonska guma se pogosto uporabljata v kablih za notranjost avtomobilov. Kateri material je torej bolj primeren za visokonapetostne kable v vozilih z novo energijo?
Zakaj visokonapetostni kabli za vozila z novo energijo zahtevajo visokozmogljive izolacijske materiale?
Visokonapetostni kabli v vozilih z novimi energijskimi viri se uporabljajo predvsem za akumulator, motor, elektronski krmilni sistem in polnilni sistem, z delovnimi napetostmi od 600 V do 1500 V ali celo več.
To zahteva, da imajo kabli:
1) Odlična izolacijska zmogljivost za preprečevanje električnih okvar in zagotavljanje varnosti.
2) Izjemna odpornost na visoke temperature za odpornost na zahtevna delovna okolja in preprečevanje degradacije izolacije.
3) Močna odpornost na mehanske obremenitve, upogibanje, vibracije in obrabo.
4) Dobra kemična odpornost proti koroziji za prilagajanje kompleksnim okoljem in podaljšanje življenjske dobe.
Trenutno se za izolacijske plasti visokonapetostnih kablov v vozilih z novimi viri energije uporablja predvsem XLPE ali silikonska guma. Spodaj bomo podrobno primerjali ta dva materiala.
Iz tabele je razvidno, da se XLPE bolje obnese glede napetostne odpornosti, mehanske trdnosti, odpornosti proti staranju in nadzora stroškov, medtem ko ima silikonska guma prednosti pri odpornosti na visoke temperature in fleksibilnosti.
Zakaj je XLPE prednostni material za visokonapetostne kable v vozilih z novo energijo?
1) Močnejša izolacijska zmogljivost:XLPEima višjo dielektrično trdnost (≥30 kV/mm), zaradi česar je v primerjavi s silikonsko gumo bolj odporen na tveganja električnih prebojev v visokonapetostnih okoljih. Poleg tega ima XLPE nizke dielektrične izgube, kar zagotavlja stabilno dolgoročno delovanje in je primeren za nove energetske sisteme vozil.
2) Boljše mehanske lastnosti: Med vožnjo lahko vibracije karoserije vozila povzročijo mehanske obremenitve na kablih. XLPE ima večjo natezno trdnost, boljšo odpornost proti obrabi in vrhunsko odpornost proti rezanju, zaradi česar je primernejši za dolgotrajno uporabo in zmanjšuje stroške vzdrževanja v primerjavi s silikonsko gumo.
3) Boljša odpornost proti staranju: XLPE ima odlično odpornost proti staranju zaradi vodnega drevesa, kar zagotavlja, da kabel ostane stabilen v okoljih z visoko vlažnostjo in močnim električnim poljem. To je ključnega pomena za vozila z novo energijo, zlasti pri aplikacijah z visokimi obremenitvami, kot so visokonapetostni baterijski sklopi in sistemi za hitro polnjenje.
4) Zmerna fleksibilnost za izpolnjevanje zahtev glede ožičenja: V primerjavi s silikonsko gumo ponuja XLPE zmerno fleksibilnost, ki uravnoteži fleksibilnost ožičenja in mehansko trdnost. Odlično se obnese v aplikacijah, kot so visokonapetostni kabelski snopi v vozilih, krmilni vodi motorja in priključki baterijskih sklopov.
5) Stroškovno učinkovitejši: XLPE je stroškovno učinkovitejši od silikonske gume, kar omogoča množično proizvodnjo. Postal je glavni material za visokonapetostne kable v vozilih z novimi energijskimi viri.
Analiza scenarija uporabe: XLPE v primerjavi s silikonsko gumo
XLPE je z odlično napetostno odpornostjo, mehansko trdnostjo in stroškovnimi prednostmi bolj konkurenčen pri uporabi visokonapetostnih kablov za vozila z novimi viri energije.
Z napredovanjem tehnologije vozil na nova energetska goriva se materiali XLPE nadgrajujejo tudi za izpolnjevanje višjih zahtev v scenarijih uporabe:
1) Visokotemperaturno odporen XLPE (150 ℃–200 ℃): Primeren za visoko učinkovite električne pogonske sisteme naslednje generacije.
2) Zamreženi polietilen z nizko stopnjo dima in brez halogenov (LSZH): Ustreza okoljskim standardom za vozila z novimi energijskimi viri.
3) Optimizirana zaščitna plast: Izboljša odpornost proti elektromagnetnim motnjam (EMI) in izboljša splošno elektromagnetno združljivost (EMC) vozila.
Na splošno ima XLPE prevladujoč položaj v sektorju visokonapetostnih kablov za vozila z novimi viri energije zaradi svoje odlične izolacijske lastnosti, napetostne odpornosti, mehanske trdnosti in stroškovnih prednosti. Čeprav je silikonska guma primerna za ekstremno visokotemperaturna okolja, je zaradi višjih stroškov primerna za posebne potrebe. Za običajne visokonapetostne kable v vozilih z novimi viri energije je XLPE najboljša izbira in se lahko široko uporablja na ključnih področjih, kot so kabelski snopi baterij, visokonapetostni motorni kabli in kabli za hitro polnjenje.
Glede na hiter razvoj industrije vozil na nova energetska goriva bi morala podjetja pri izbiri materialov za visokonapetostne kable upoštevati dejavnike, kot so scenariji uporabe, zahteve glede temperaturne odpornosti in stroškovni proračuni, da bi zagotovila varnost in trajnost kablov.
Čas objave: 28. februar 2025