Novice - Inovacije v avtomobilskih električnih kablih: Kaj je novega na trgu?

Ker se avtomobilska industrija hitro razvija, so električni kabli postali kritični sestavni deli v sodobnih vozilih. Tu je nekaj najnovejših inovacij v avtomobilskih električnih kablih:

1. HIGH-DOVOLNI KABEL ZA EVS

Visokonapetostni kabli za električna vozila so ključne komponente, ki se uporabljajo v električnih vozilih za priključitev visokonapetostnih baterij, pretvornikov, klimatskih naprav, trifaznih generatorjev in električnih motorjev za uresničitev prenosa električne energije. V primerjavi s kabli, ki se uporabljajo v tradicionalnih vozilih za gorivo, imajo električna vozila z visokonapetostnimi kabli naslednje značilnosti in zahteve:

Visoka napetost in visok tok: EV visokonapetostni kabli so zasnovani tako, da prenašajo napetosti do 600VAC/900VDC (potniški avtomobili) ali 1000VAC/1500VDC (komercialna vozila) in tokovi od 250a do 450a ali celo višje. To je veliko višje od 12V sistemov, ki se običajno uporabljajo pri običajnih vozilih za gorivo.

Vodni material: Vodniki so običajno izdelani iz žarjene mehke bakrene žice ali konzervirane bakrene žice za izboljšano prevodnost in korozijsko odpornost. Bakrene žice brez kisika (ki vsebujejo manj kot 0,001% kisika in več kot 99,99% čistosti) se pogosto uporabljajo v EV visokonapetostnih kablih zaradi svoje visoke čistosti in nepadno značilnosti.

Izolacija in materiali za plast: Da bi izpolnili zahteve visoke napetosti in visoke tokove, so visoke napetostne kable izolirani z izolacijskimi materiali z visoko debelino stene, kot so silikonska guma, navzkrižno vezani polietilen ali navzkrižno vezani poliolefin, ki imajo dobro toplotno odpornost in zadrževalno toplotno odpornost in zadrževanje plamenov.

Zaščita in zaščita: visokonapetostni kabli potrebujejo elektromagnetno zaščito, da zmanjšajo hrup elektromagnetnega polja in elektromagnetne motnje, medtem ko zaščitni materiali (kot so toplotne izolacijske cevi in sestavljene cevi) in tesnjenje na zunanji plasti kablov v ohišju.

Oblikovanje in ožičenje: Oblikovanje visokonapetostnih kablov za električna vozila mora upoštevati omejitve prostora za ožičenje, varnostne zahteve (npr. Minimalni razmik 100 milimetrov ali več med visokonapetostnimi in nizkonapetostnimi prevodniki), teža in stroške. Polmer upogiba kabla, razdalja do pritrdilne točke in okolje, v katerem se uporablja (npr. Znotraj ali zunaj vozila), bodo vplivali tudi na njegovo zasnovo in izbiro.

Standardi in specifikacije: Zasnova in izdelava visokonapetostnih kablov za električna vozila sledijo številnim industrijskim standardom, kot je QC-T1037 avtomobilski industrijski standard za visokonapetostne kable za cestna vozila in TCAS 356-2019 visokonapetostnih kablov za nova energetska vozila. Ti standardi predstavljajo posebne zahteve za električno zmogljivost, mehansko delovanje in okoljsko prilagodljivost kablov.

Aplikacije: Visokonapetostni kabli za električna vozila se ne uporabljajo samo za povezave v vozilih, ampak tudi za priključke med polnilnim vhodom in baterijo, znotraj baterije, med baterijo in motorjem ter drugimi komponentami, pa tudi naprave za shranjevanje energije akumulatorja in druga polja. Kabli morajo imeti možnost, da prenesejo težke razmere, kot so visoko in nizkotemperaturno okolje, razpršilo soli, elektromagnetna polja, olje in kemikalije.

Razvoj in uporaba visokonapetostnih kablov za električna vozila je eden ključnih dejavnikov pri spodbujanju trajnostne in podnebnim prijaznim prihodnosti električne mobilnosti. Ker tehnologija električnih vozil še naprej napreduje, se zmogljivost in standardi visokonapetostnih kablov še naprej optimizirajo, da bi zadostili naraščajočemu povpraševanju po prenosu električne energije in varnostnih zahtevah.

2. lahki aluminijasti kabli

Sprejetje lahkih aluminijastih avtomobilskih kablov je eden od pomembnih trendov v avtomobilski industriji, zlasti v novi energetski avtomobilski industriji, v zasledovanju lahke, energetske učinkovitosti in dosega. Sledi podrobna analiza lahkih aluminijastih avtomobilskih kablov:

Ozadje in trend

Avtomobilsko lahko povpraševanje: s hitrim razvojem novih energetskih vozil je povpraševanje po avtomobilskem lahkem dizajnu še izboljšano. Žica in kabel kot glavne komponente avtomobilskega prenosa moči sta tradicionalno zasnovani tako, da uporabljajo baker kot prevodnik, vendar so bakreni jedrni kabli dragi in težki po kakovosti. Zato je razvoj svetlobne kakovostne žice in kabla z nizko cenovno ceno za avtomobile postal nujna izbira za avtomobilsko lahek dizajn.

Prednost aluminijastega kabla: Tradicionalna energetska industrija ima dolgo zgodovino uporabe aluminijastih kablov, aluminijastih kablov, nizkih stroškov, lahke teže, dolge storitvene življenjske dobe, še posebej primerne za visokonapetostno prenos moči na dolge razdalje. Kitajska je bogata z aluminijastimi viri, materialnimi nihanji cen, stabilnostjo stroškov in enostavno nadzorovati. V novi industriji energetskih vozil je uporaba aluminijastih kablov namesto bakrenih kablov idealna rešitev za zmanjšanje teže in stroškov.

Primeri aplikacij za aluminijaste žice

Model avtobusa: Notranja in zunanja ultrazvočna varilna aluminijasta žica, večji premer povezovalni poraba žice z velikim premerom, prednost uporabe aluminijaste žice je očitna.

Potniški avtomobil: DC BusBar sprejme 50 mm2 aluminijastega kabla, ki je bil uspešno množično proizveden. Uporaba ultrazvočnega varjenja učinkovito izboljša zmogljivost električnih stikov v sklepih in učinkovito zmanjša kakovost pasu ožičenja v primerjavi z bakrenimi žicami.

AC polnilna pištola: Z uporabo žice aluminijeve zlitine, odporne na visoko trdnost, je lahka teža, stabilna zmogljivost pri testu staranja, postopoma začela masovno proizvodnjo; DC polnilna žica za potniške avtomobile uporablja aluminijasto žico za izboljšanje odvajanja toplote, ultrazvočno varjenje pa se uporablja v okrogli polnilnem pristaniškem terminalu, ki znatno izboljša zmogljivost električnega stika, zmanjša količino ustvarjene toplote in izboljša življenjsko dobo servisa.

Razlike v uspešnosti med bakrom in aluminijem

Upornost in prevodnost: Zaradi različnih uporov aluminija in bakra je prevodnost aluminijastega prevodnika 62% IAC. Kadar je območje prereza aluminijastega prevodnika 1,6-krat več kot baker, je njegova električna zmogljivost enaka kot pri bakra.

Masno razmerje: Specifična teža aluminija je 2,7kg/m3, specifična težo bakra je 8,89kg/m3, tako da je masno razmerje obeh (2,7 × 160%)/(8,89 × 1) ≈50%. To pomeni, da je pod isto električno zmogljivostjo masa aluminijastega prevodnika le 1/2 male iz bakrenega telesa.

Tržni prostor in potencialni

Letna stopnja rasti: Na podlagi tržne analize bo letna stopnja rasti aluminijastega valjanega lista in ekstrudiranega materiala do leta 2025 približno 30%, kar kaže na velik potencial aluminija na področju avtomobilskega lahkega tehtanja.

Analiza negotovosti

Dejavniki stroškov: Čeprav imajo aluminijasti kabli stroške prednosti, obstaja negativni dejavnik povečanja stroškov aluminija namesto jekla v avtomobilski industriji, kar lahko vpliva na hitrost popularizacije aluminijastih kablov.

Tehnični izzivi: Uporaba aluminijevih kablov v avtomobilih se še vedno sooča s tehničnimi izzivi, kot sta izboljšanje zmogljivosti električnih stikov in optimizacijo odvajanja toplote, ki jo je treba rešiti s tehnološkimi inovacijami.

Sprejetje lahkih aluminijastih avtomobilskih kablov je neizogiben trend, da avtomobilska industrija zasleduje varčevanje z energijo in zmanjšanje emisij ter izboljšuje doseg. Z nenehnim napredkom tehnologije in nadaljnjo optimizacijo stroškov bo uporaba aluminijastih kablov v avtomobilski industriji obsežnejša, kar bo pomembno prispevalo k avtomobilskemu lahkih in prihranku energije ter zmanjšanju emisij.

3. Zaščiteni kabli za zmanjšanje EMI

Elektromagnetne motnje (EMI) v avtomobilih so zapleten problem, zlasti pri električnih in hibridnih vozilih zaradi intenzivne uporabe elektronskih naprav z visoko močjo. Kot eden glavnih prispevkov k EMI je za zmanjšanje EMI ključnega pomena oblikovanje in izbor materiala avtomobilskih ožičenja. Tu je nekaj ključnih točk, kako zmanjšati EMI v avtomobilih z uporabo zaščitenih kablov:

Kako delujejo zaščiteni kabli: zaščiteni kabli delujejo tako, da okoli prevodnikov dodajajo plast kovinske pletenice ali folijo. To zaščito odraža in absorbira elektromagnetne valove, s čimer se zmanjša EMI. Zaščita je povezana s tlemi, kar usmerja zajeto elektromagnetno energijo v tla in preprečuje, da bi ga vmešaval z drugimi elektronskimi devijami in preprečil, da bi jo vmešaval z drugimi elektronskimi devijami in preprečil, da bi ga vmešaval z drugim elektronskim devijam.

Vrste zaščite: Obstajata dve glavni vrsti zaščite: pletena kovinska zaščita in zaščita folije. Pleteni kovinski zaščito zagotavlja boljšo mehansko trdnost in prilagodljivost, medtem ko zaščito pred folijo zagotavlja boljše zaščito pri nižjih frekvencah. V avtomobilskih aplikacijah je običajno uporabiti kombinacijo teh dveh vrst zaščite za optimalno zaščito.

Ozemljitev ščita: Da bi bil zaščiten kabel učinkovit, mora biti ščit pravilno ozemljen. Če ščit ni pravilno ozemljen, lahko postane antena in namesto tega poveča EMI. V avtomobilih je običajno, da ščit pritrdite na kovinski okvir vozila, da zagotovi dobro pot do tal.

Kjer se uporabljajo zaščiteni kabli: V avtomobilih se zaščiteni kabli uporabljajo predvsem za kritične signalne in kontrolne linije, ki so dovzetne za EMI ali ki lahko postanejo sami viri EMI. Na primer, linije, ki se uporabljajo za krmilne enote motorja (ECU), senzorski signali, omrežja v vozilih (npr. Can avtobusi) in zabavni sistemi običajno uporabljajo zaščitene kable.

Uporaba zaščitenih kablov v povezavi z nezanesljivimi kabli: v avtomobilskih okoljih, kjer je prostor omejen, so visokonapetostni in nizkonapetostni kabli pogosto nameščeni v neposredni bližini drug drugega. Da bi zmanjšali EMI, lahko visokonapetostni kabel oblikujete kot zaščiten kabel, medtem ko je nizkonapetostni kabel lahko neomajen. Na ta način ščit visokonapetostnega kabla ščiti nizkonapetostni kabel pred EMI.

Postavitev in oblikovanje kabla: Poleg uporabe zaščitenih kablov je zelo pomembna tudi pravilna postavitev kabla. Če se zanke povečujejo EMI, se je treba izogibati tvorbi zank v kablih. Poleg tega bi morali biti kabli nameščeni čim dlje od virov EMI, kot so motorji in pretvorniki moči.

Uporaba filtrov: Poleg zaščitenih kablov lahko na obeh koncih kabla dodate filtre EMI, da se še bolj zmanjšajo EMI. Filtri so lahko kondenzatorji ali induktorji, ki filtrirajo hrup v določenem frekvenčnem območju.

Če povzamemo, se lahko z uporabo zaščitenih kablov in združevanjem s pravim postavitvam kabla in tehnikami filtriranja EMI v avtomobilih znatno zmanjša, s čimer se izboljša zanesljivost in zmogljivost elektronske opreme.

4. visokotemperaturni odporni kabli

Avtomobilski kabli, odporni na visoko temperaturo, so kabli, zasnovani za avtomobilsko industrijo, za ohranjanje stabilnih zmogljivosti v visokotemperaturnih okoljih. Izdelani so predvsem iz več posebnih materialov, ki zagotavljajo zanesljivost in varnost na visokotemperaturnih območjih, kot so motorni predelki. Tu je nekaj skupnih materialov, ki se uporabljajo za visoko temperaturno odporno avtomobilske kable:

Materiali TPE: termoplastični elastomeri (termoplastični elastomeri), vključno s stireni, olefini, dieni, vinil kloridom, poliestrom, estrom, amidi, organofluori, silikoni in vinil. Trenutno so elastomeri, ki temeljijo na Blok kopolimerov SEBS (stiren-etilen-butilen-stiren), najpogosteje uporabljeni TPE materiali.

Materiali TPU: Termoplastični poliuretan (termoplastični poliuretan), molekularna struktura je razdeljena na poliestrski tip in poliezijsko vrsto, s togim blokom in prilagodljivim verižnim segmentom. Trumirani materiali, ki so v procesu masanja vbrizgavanja, ki je več kot 40% ekstrudiranja.

PVC Material: polivinil klorid (polivinil klorid) z dodajanjem različnih količin mehčalcev za uravnavanje njegove mehkobe, znižanje temperature "steklenega prehoda", da bi imeli dobro prožnost in plastičnost, enostavno predelava oblikovanja.

Silikonski material: zelo aktiven adsorbentni material, amorfna snov, termosetska guma. Silikon ima odlično toplotno in hladno odpornost ter široko paleto delovnih temperatur, od -60 ° C do +180 ° C in več.

XLPE navzkrižno vezani polietilen: s kemičnim navzkrižnim vezanjem v termosetske elastomere, izboljšane izolacijske lastnosti se razširi območje odpornosti na kabelsko temperaturo, izboljšanje se je izboljšalo. Kabel XLPE Ko pride do zgorevanja, proizvodnja ogljikovega dioksida in vode, razmeroma okolju prijazna.

Izbira in uporaba teh materialov omogočata visoko temperaturno odporne avtomobilske kable, da v visoko temperaturnih okoljih, kot so motorni predelki in blizu izpušnih sistemov, stalno delajo, kar zagotavlja normalno delovanje avtomobilskih električnih sistemov. Poleg tega imajo visokotemperaturni odporni kabli tudi prednosti odpornosti na olje, odpornost na vodo, kislino in alkalijsko odpornost, korozivno odpornost na plin, odpornost staranja itd. Primerni so za metalurgijo, električno energijo, petrokemikalije, valjanje, energijo, železo in jeklo, električne stroje in druga polja. Pri izbiri visokotemperaturnih odpornih kablov morate izbrati pravi model glede na dejanski scenarij uporabe, temperaturno okolje, stopnjo napetosti in druge dejavnike, da zagotovite, da ima kabel dobro delovanje in varnost v visokih temperaturnih pogojih.

5. pametni kabli z integriranimi senzorji

Pametni avtomobilski kabli z integriranimi senzorji so sestavni del sodobnih pametnih avtomobilov in igrajo ključno vlogo pri električni in elektronski arhitekturi vozila. Pametni avtomobilski kabli niso samo odgovorni za prenos moči, ampak še pomembneje je, da nosijo podatke in krmilne signale, ki povezujejo enote mikrokontrolerjev (MCU), senzorje, aktuatorji in druge elektronske krmilne enote (ECU) v avtomobilu, ki tvorijo "nevronsko omrežje" avtomobila.

Funkcija in pomen pametnih avtomobilskih kablov

Prenos podatkov: Smart Car Cables so odgovorni za prenos podatkov s senzorjev na MCU in ukaze iz MCU na aktuatorje. Ti podatki vključujejo, vendar niso omejeni na hitrost, temperaturo, tlak, položaj itd. In so ključnega pomena za doseganje natančnega nadzora nad vozilom.
Porazdelitev električne energije: Kabel ne prenaša samo podatkov, ampak je odgovoren tudi za distribucijo moči na različne elektronske naprave v avtomobilu, da se zagotovi pravilno delo.
Varnost in varnost: Kabel je zasnovan z varnostjo, na primer uporaba ognjevalnih materialov in nastavitev zaščite nad tokom, da se zagotovi, da se vezje pravočasno zmanjša v primeru okvare, pri čemer se izognemo morebitnim varnostnim nevarnostim.

Oblikovne zahteve

Zasnova pametnih avtomobilskih kablov mora izpolnjevati naslednje zahteve:

Zanesljivost: Kabli morajo biti sposobni zanesljivo delo v različnih težkih okoljih v avtomobilu, vključno z visoko temperaturo, nizko temperaturo, vibracijo in vlažnostjo.
Trajnost: Kabli morajo biti dovolj trpežni, da prenesejo dolga obdobja uporabe brez okvare.
VARNOST: Kable bi morali biti dobro izolirani, da se zmanjšajo tveganje za kratke stike in imajo potrebne zaščitne mehanizme.
Lahka: s trendom proti lahkim vozilom morajo biti tudi kabli čim bolj lahki in tanki, da se zmanjša skupna teža vozila.
Elektromagnetna združljivost: Kable bi morali imeti dobro zmogljivost zaščite, da bi zmanjšali motnje signala.

Scenarij prijave

Pametni avtomobilski kabli se pogosto uporabljajo v različnih sistemih avtomobilov, vključno z, vendar ne omejeno na:

Sistem za nadzor motorja: povezovanje motorja ECU s senzorji in aktuatorji, da uresničite natančen nadzor motorja.
Sistem za nadzor telesa: priključitev modula za krmiljenje telesa (BCM) z okni, ključavnicami vrat, razsvetljavo in drugimi sistemi.
Sistem za pomoč gonilnikom: povezuje krmilnik ADAS (Advanced Driver Assity Systems) s senzorji, kot sta kamera in radar.
Infotainment System: povezuje multimedijski center z zvočnimi zvočniki, navigacijskim sistemom itd.

Prihodnji trendi

Ko se razvijajo avtomobilske elektronske in električne arhitekture, tako tudi pametni avtomobilski kabli. Prihodnji trendi vključujejo:

Centralna arhitektura: Ko se avtomobilska elektronska arhitektura preusmeri od porazdeljene na centralizirano, se verjetno zmanjšata zapletenost kabla in dolžina, kar bo pomagalo zmanjšati težo vozila in izboljšati učinkovitost pretoka informacij.
Inteligentno upravljanje: Kabli bodo integrirali bolj inteligentne komponente, kot so vgrajeni senzorji in pametni konektorji, kar bo omogočilo samodiagnostiko in poročanje o stanju.
Uporaba novih materialov: Za nadaljnje zmanjšanje teže in izboljšanje zmogljivosti lahko kabli izdelajo iz novih lahkih materialov.

Kabli pametnih avtomobilov so ključne komponente, ki povezujejo avtomobilske elektronske sisteme, njihova zasnova in zmogljivost pa sta ključnega pomena za zagotavljanje varnosti in zanesljivosti avtomobilov. Ko tehnologija napreduje in avtomobilska elektronika pospešuje, se bodo kabli pametnih avtomobilov še naprej razvijali, da bi zadovoljili potrebo po višji zmogljivosti.

6. Biorazgradljivi in okolju prijazni kabli

V ozadju prizadevanja za varstvo okolja in trajnostnega razvoja biološko razgradljivi in okolju prijazni avtomobilski kabli postajajo vroča tema v avtomobilski proizvodni industriji. Ti kabli ne ustrezajo samo potrebam avtomobilske industrije v smislu uspešnosti, ampak kažejo tudi na pomembne prednosti v smislu varstva okolja.

Biorazgradljivi izolirani kabli

Biorazgradljivi izolirani kabli so izdelani iz biološko razgradljivih izolacijskih materialov, ki jih v določenih okoljskih pogojih lahko postopoma razgradimo s presnovo mikroorganizmov in na koncu pretvorimo v okolju prijazne majhne molekule, kot sta ogljikov dioksid in voda. Ta postopek običajno zahteva določen čas in primerne okoljske razmere. Uporaba biorazgradljivih kablov je v skladu z načeli zelenega in trajnostnega razvoja. Zagotavlja delovanje kablov, hkrati pa zmanjšuje vpliv na okolje in spodbuja razvoj zelene kabelske industrije.

Kabli z izolacijskim lakom, ki ne poškoduje

Netolični izolacijski lak za kable uporablja nenevarljiv izolacijski lak za nadomestitev izolacijskih materialov, ki vsebujejo nevarne sestavine v tradicionalnih kablih. Ta inovacija ne samo zmanjšuje onesnaževanje okolja, ampak tudi izboljša varnost in zanesljivost kablov.

BIO-osnovi materiali v avtomobilskih kablih

Bionala, zlasti polilaktična kislina (PLA) vlakna, kompoziti in najlon, imajo velik potencial za uporabo v avtomobilski industriji zaradi svoje biološke razgradljivosti, okolju prijazne proizvodnje in predelave, široke palete virov surovin, nizkega vonja in vsebnosti nizkih hlapnih organskih spojin (VOC). Z znatnim povečanjem proizvodne zmogljivosti je PLA polilaktična kislina (PLA) kot biolimer, ki temelji na bioloških, izdelan iz naravnih virov, doživela tudi njegov ogromen razvoj. PLA se kemično sintetizira iz naravne koruze. To gradivo lahko mikroorganizmi po zavrženju razdelimo v CO2 in H2O, ne da bi povzročili onesnaževanje okolja in je prepoznan kot nov eko-material, ki je v 21. stoletju zeleno in trajnostno.

Uporaba materialov TPU v avtomobilskih kablih

Termoplastični materiali poliuretana (TPU) ne ponujajo samo odličnih zmogljivosti, ampak so tudi biorazgradljivi (3-5 let) in reciklirani. Trajnostne in okolju prijazne lastnosti materialov TPU ponujajo novo možnost za avtomobilske kable, kar pomaga zmanjšati vpliv na okolje.

Izzivi in obeti

Čeprav biološko razgradljivi in okolju prijazni avtomobilski kabli kažejo številne prednosti, se njihova aplikacija sooča z nekaterimi izzivi in omejitvami. Na primer, na hitrost in učinkovitost razgradnje vplivajo okoljski pogoji, ki zahtevajo natančno oceno in izbiro scenarijev uporabe. Hkrati je treba delovanje in stabilnost razgradljivih izolacijskih materialov nenehno izboljševati in preizkusiti, da se zagotovi njihova zanesljivost in varnost. V prihodnosti, ko tehnologija še naprej napreduje in okoljska ozaveščenost povečuje, naj bi biološko razgradljivi in okolju prijazni avtomobilski kabli igrali večjo vlogo v avtomobilski industriji, ki vodi celotno industrijo v bolj okolju prijaznejšo in trajnostno smer.