Vloga napredne keramike pri uporabi novih energetskih vozil

S hitrim razvojem industrije novih energetskih vozil je električna preobrazba proizvajalcev avtomobilov postala glavni trend. Sestavne dele vozil na tradicionalno gorivo postopoma nadomeščajo visoko{1}}zmogljivi izdelki, prilagojeni novim energetskim razmeram. Napredna keramika ima zaradi svoje odlične izolacije, odpornosti na visoke-temperature, odpornosti proti obrabi in lastnosti visoke-trdnosti pomembno vlogo na področju novih energetskih vozil in postane osrednja materialna podpora za ključne komponente. Njihove povezane aplikacije so tesno povezane s tehnološko nadgradnjo metaliziranih keramičnih komponent.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tehnologija električnega krmiljenja je ključni kazalnik za merjenje stopnje razvoja novih energetskih vozil. Visoko{1}}napetostni enosmerni keramični releji imajo kot osrednja komponenta električnega nadzornega sistema ključno vlogo. Tradicionalni releji so omejeni s proizvodno tehnologijo in lahko naletijo na težave, kot je okvara kontaktne adhezije ali izgorelost obloka pri povezovanju visoko-napetostnih enosmernih ali nizkih-induktivnih bremen z faktorjem moči. Vendar novi visoko{6}}napetostni vakuumski releji za enosmerni tok učinkovito rešujejo ta problem.

 

Ta rele uporablja vakuumsko votlino, zatesnjeno s kovino in keramiko, pri čemer se opira na postopek keramike v kovino, da doseže tesno kombinacijo keramičnih in kovinskih komponent. Keramični izolator je drsno povezan med gibljivo kontaktno komponento in potisno palico, kar zagotavlja, da lahko gibljivi in ​​statični kontakti vzdržujejo dobro električno izolacijo v prevodnem in odklopnem stanju, s čimer je zagotovljena zmožnost gašenja obloka releja pri preklapljanju visoko-napetostnih enosmernih bremen. Obloki so glavni vzrok za spontani vžig v vozilu, odlične izolacijske lastnosti keramike pa so ključna podpora za doseganje povezave in odklopa "brez -obloka". Struktura jedra keramičnega ohišja je izdelana iz 95 % keramike iz aluminijevega oksida, kar je pomembna uporaba ohišja iz metalizirane keramike za močnostne polprevodnike.

Elektronski krmilni sistem je ključna osrednja komponenta novih energetskih vozil. Modul IGBT (bipolarni tranzistor z izoliranimi vrati) kot "centralni živčni sistem" je osrednji del novih energetskih vozil in sistemov za pogon polnilnih pilotov, ki predstavlja 40 % do 50 % skupnih stroškov krmilnika.

 

Keramična bakrena-plošča je ključni embalažni material za IGBT modul. Keramična{2}}obložena plošča ima bakreno-keramično-bakreno "sendvič" kompozitno strukturo, ki združuje visoko izolacijo, visoko mehansko trdnost, odlično odvajanje toplote in ujemajoče značilnosti toplotnega raztezanja keramike, pa tudi visoko tokovno-prenosnost, odlično zmogljivost varjenja in visoko toplotno prevodnost baker-brez kisika. Trenutno so plošče, prevlečene s keramičnim-bakrom, razvrščene v tri vrste na podlagi keramičnih materialov: aluminijev oksid, aluminijev nitrid in silicijev nitrid.

 

Med njimi ima najboljšo učinkovitost plošča, obložena s silicijevim nitridom-bakrom, ki se ponaša z visoko trdnostjo in visoko toplotno prevodnostjo. V kombinaciji s tehnologijo aktivnega varjenja kovin se je njegova zanesljivost znatno izboljšala, zaradi česar je prednostni material za pakiranje visoko-napetostnih in visoko{3}}močnih IGBT modulov, še posebej primeren za visoke zahteve novih energetskih vozil glede zanesljivosti in miniaturizacije. Aluminijeva keramična bakrena-plošča je izdelana na osnovi metalizirane keramike z aluminijevim oksidom in ima osnovne izolacijske lastnosti in lastnosti odvajanja toplote.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Keramični visoko{0}}napetostni kontaktorji se široko uporabljajo pri krmiljenju vklopnega stikala, zaščiti tokokrogov vozil z novo energijo, kot tudi pri polnilnih pilotih, napajanju akumulatorjev, spremenljivem frekvenčnem pretvorniku, predhodnem polnjenju kondenzatorjev in drugih sorodnih električnih krmilnih sistemih. Tehnično jedro je v uporabi vakuumskega trdega spajkanja za varjenje keramike in karbidne zlitine, da se tvori zatesnjena votlina. Notranja votlina je napolnjena s hitro hlajeno mešanico vodikovega plina, da se doseže kratko{4}}ugasnitev obloka.

 

Ker gorenje obloka povzroči razširitev notranjega inkapsuliranega plina zaradi toplote, povzroča napetost na glavi varilnega spoja. Zato je trdnost glave varilnega spoja ključnega pomena. Inkapsulirana struktura keramike in zlitine Kovar je ključni dejavnik, ki vpliva na trdnost spoja. Trenutno se pogosto uporabljata dve običajni obliki kapsuliranja, in sicer ravno tesnjenje in navpično tesnjenje. Keramično ohišje osrednjega kontaktorja HVDC temelji na značilnostih -metalizirane keramične komponente z visoko trdnostjo, da se zagotovi strukturna trdnost in tesnjenje inkapsuliranega območja.

Nova energetska vozila imajo veliko višje zahteve glede zmogljivosti ležajev motorja kot tradicionalna vozila. Ležaje motorja je treba prilagoditi visokim-hitrostim, močnim magnetnim poljem in nizki obrabi. Posebne zahteve vključujejo nižjo gostoto, večjo odpornost proti obrabi, dobro izolacijo za zmanjšanje električne korozije, ki jo povzroči razelektritev ležajev, in bolj gladke površine ležajnih kroglic za zmanjšanje obrabe.

 

Keramične kroglice so s svojo nizko gostoto, visoko trdoto, odpornostjo proti trenju in odličnimi izolacijskimi lastnostmi postale idealen material za te delovne pogoje. Imajo nenadomestljivo vlogo pri visokih-temperaturah, močnih magnetnih in visoko-vakuumskih poljih in so postali trend uporabe za ležaje motorjev v vozilih z novo energijo. Osrednji sestavni deli keramičnih krogličnih ležajev so obdelani z uporabo natančne metalizirane keramike, ki izpolnjuje visoko-zahteve glede zmogljivosti motorjev novih energetskih vozil. Njihova odlična odpornost proti obrabi in izolacijske lastnosti učinkovito povečujejo stabilnost in življenjsko dobo motorja.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Na splošno se uporaba napredne keramike na področju novih energetskih vozil osredotoča predvsem na ključne dele, kot sta elektronski krmilni sistem in pogonski sistem. Z zanašanjem na svoje edinstvene značilnosti materiala je rešil pomanjkljivosti delovanja tradicionalnih kovinskih materialov pri visokem-tlaku, visoki-temperaturi in pogojih močnega magnetnega polja. Ko se nova energetska vozila nadgrajujejo v smeri visoke napetosti, lahke teže in visoke zanesljivosti,keramična metalizacijatehnologija se še naprej optimizira, napredna keramika pa bo še razširila svoje scenarije uporabe, spodbujala nadgradnjo zmogljivosti povezanih komponent in zagotavljala pomembno materialno podporo za visoko-kakovosten razvoj industrije novih energetskih vozil.