UUDISED - uuendused auto elektri kaablites: mis on turul uut?

Kui autotööstus areneb kiiresti, on elektrilised kaablid muutunud tänapäevastes sõidukites kriitiliseks komponendiks. Siin on mõned uusimaid uuendusi autode elektri kaablites:

1. EV-de jaoks pingekaablid

Elektrisõidukite suurepingekaablid on võtmekomponendid, mida kasutatakse elektrisõidukites suurepinge akude, muundurite, kliimaseadmete kompressorid, kolmefaasilised generaatorid ja elektrimootorid, et realiseerida elektrienergia energiat. Võrreldes traditsioonilistes kütusesõidukites kasutatavate kaablitega on elektrisõidukite suurepingekaablitel järgmised omadused ja nõuded:

Kõrgepinge ja kõrge vooluhulk: EV kõrgepinge kaablid on mõeldud pingete käitlemiseks kuni 600VAC/900VDC (sõiduautod) või 1000VAC/1500VDC (tarbesõidukid) ja voolude vahemikus 250A kuni 450A või veelgi kõrgem. See on palju suurem kui tavalistes kütusesõidukites tavaliselt kasutatavatel 12 V süsteemis.

Juhtmaterjal: juhtkonnad on tavaliselt valmistatud lõõmutatud pehmest vasktraadist või konserveeritud vasktraadist, et parandada juhtivust ja korrosioonikindlust. Hapnikuvabad vaskjuhtmed (mis sisaldavad vähem kui 0,001% hapnikku ja rohkem kui 99,99% puhtust) kasutatakse EV kõrgepingekaablites laialdaselt tänu nende kõrgele puhtusele ja raskustele mitteraskuste tõttu.

Isolatsiooni- ja kestamaterjalid: Kõrgepinge ja kõrge vooluga kõrgepingekaablite nõuete täitmiseks isoleeritakse kõrge seina paksusega isolatsioonimaterjalidega, näiteks silikoonkumm, ristseotud polüetüleenist või ristseotud polüolefiin, millel on hea soojuskindlus ja leegiaegne toime ning suudab kõrgeid temperatuurisid kanda rohkem kui 150 ℃.

Varjestus ja kaitse: suurepinge kaablid vajavad elektromagnetilist varjestust elektromagnetilise välja müra ja elektromagnetiliste häirete vähendamiseks, samal ajal kui kaitsematerjalid (näiteks soojus isolatsioonitorud ja kompileeritud torud) ja tihendusrõngad ja kaablid tagavad, et kaablid on veekindlad, tolmukindlad ja abikinnitused.

Kujundus ja juhtmestik: elektrisõidukite suurepingekaablite disain peab arvesse võtma juhtmestiku piiranguid, ohutusnõudeid (nt minimaalne vahekaugus 100 millimeetrit või rohkem kõrgepinge ja madala pingega juhtmete vahel), kaalu ja kulude vahel). Kaabli painderaadius, kaugus kinnituspunktist ja keskkonnast, milles seda kasutatakse (nt sõiduki sees või väljaspool), mõjutavad ka selle disaini ja valikut.

Standardid ja spetsifikatsioonid: elektrisõidukite suurepinge kaablite kavandamine ja tootmine järgib rea tööstusstandardeid, näiteks QC-T1037 autotööstuse standard maanteesõidukite kõrgepinge kaablite ja TCAS 356-2019 kõrgepinge kaablite jaoks uute energiasõidukite jaoks. Need standardid esitavad kaablite elektrilisuse, mehaanilise jõudluse ja keskkonnaalase kohanemisvõime konkreetsed nõuded.

Rakendused: elektrisõidukite suurepingekaableid ei kasutata mitte ainult sõidukisiseste ühenduste jaoks, vaid ka ühenduste jaoks laadimispordi ja aku, aku, aku ja mootori ning muude komponentide vahel, aga ka aku energia salvestusseadmete ja muude põldude vahel. Kaablid peavad olema võimelised taluma karmi tingimusi, nagu kõrge ja madala temperatuuriga keskkond, soolapihustus, elektromagnetilised väljad, õli ja kemikaalid.

Elektrisõidukite kõrgepingekaablite väljatöötamine ja rakendamine on üks peamisi tegureid elektrilise liikuvuse jätkusuutliku ja kliimasõbraliku tuleviku edendamisel. Kuna elektrisõidukite tehnoloogia edasi areneb, optimeeritakse kõrgepinge kaablite jõudlust ja standardeid jätkuvalt, et rahuldada kasvavat nõudlust elektriülekande ja ohutusnõuete järele.

2. kerged alumiiniumkaablid

Kergete alumiiniumist autokaablite kasutuselevõtt on üks olulisi suundumusi autotööstuses, eriti uue energia autotööstuses, kergekaalu, energiatõhususe ja ulatuse otsimisel. Järgnev on kergete alumiiniumist autokaablite üksikasjalik analüüs:

Taust ja trend

Autotööstus kerge kaalunõudlus: uute energiasõidukite kiire arendamise korral suureneb veelgi autotööstuse kerge disaini nõudlus. Traat ja kaabel, kuna autotööstuse ülekande põhikomponendid on traditsiooniliselt mõeldud vase kasutamiseks juhtina, kuid vask südamiku kaablid on kallid ja kvaliteetsed. Seetõttu on autode kerge disaini jaoks muutunud vajalikuks valikuks kergekvaliteedi, madala hinnaga alumiiniumist juhtme ja kaabli väljatöötamine autode jaoks.

Alumiiniumkaabli eelis: traditsioonilisel energiatööstusel on pikk ajalugu alumiiniumkaablite, alumiiniumkaablite, odavate kulude, kerge kaal, pikk kasutusaja kasutamine, mis sobib eriti kõrge pingega pikamaavedude edastamiseks. Hiina on rikas alumiiniumist ressursside, materiaalsete hindade kõikumiste, kulude stabiilsuse ja hõlpsasti kontrollitava poolest. Uues energiasõidukite tööstuses on alumiiniumkaablite kasutamine vaskkaablite asemel ideaalne lahendus kaalu ja kulude vähendamiseks.

Alumiiniumtraadi tooterakenduse korpused

Bussimudel: aku pakk sisemine ja väline ultraheli keevitusega alumiiniumtraadid, suure läbimõõduga toide ühendusjuhtme kasutamine, alumiiniumtraadi kasutamise eelis on ilmne.

Sõiduauto: DC Busbar võtab kasutusele 50mm2 alumiiniumkaabli, mis on edukalt masstoodangut. Ultraheli keevitamise kasutamine parandab tõhusalt liigeste elektrilisi kontaktitulemusi ja vähendab tõhusalt juhtmestiku kvaliteeti võrreldes vaskjuhtmetega.

Vahelduvvoolu laadimispüstol: ülitugeva painderesistentse alumiiniumsulami traadi kasutamine, kerge kaal, stabiilne jõudlus vananemiskatses, on järk-järgult alanud masstootmist; Sõiduautode DC laadimispordi traat kasutab soojuse hajumise parandamiseks alumiiniumtraati ning ümara laadimispordi terminalis kasutatakse ultraheli keevitamist, mis parandab märkimisväärselt elektrilisi kontaktitulemusi, vähendab tekkiva soojuse hulka ja parandab tööiga.

Jõudluse erinevused vase ja alumiiniumi vahel

Vastupidavus ja juhtivus: alumiiniumi ja vase erineva vastupidavuse tõttu on alumiiniumist juhi juhtivus 62% IACS. Kui alumiiniumist juhi ristlõikepindala on 1,6-kordne vask, on selle elektriline jõudlus sama kui vase oma.

Massisuhe: alumiiniumi spetsiifiline gravitatsioon on 2,7 kg/m3, vase spetsiifiline gravitatsioon on 8,89 kg/m3, seega on nende kahe massisuhe (2,7 × 160%)/(8,89 × 1) ≈50%. See tähendab, et sama elektrilise jõudluse korral on alumiiniumist juhi mass vaid 1/2 vaskkehast.

Tururuum ja väljavaade

Aastane kasvutempo: turuanalüüsi põhjal on alumiiniumitud rullitud lehe ja väljapressimisega materjali aastane kasvutempo 2025. aastaks umbes 30%, näidates autotööstuse valdkonna valdkonnas tohutut alumiiniumi potentsiaali.

Ebakindluse analüüs

Kulufaktorid: Ehkki alumiiniumkaablitel on kulude eelised, on autotööstuses terase asemel alumiiniumi kulude suurenemise negatiivne tegur, mis võib mõjutada alumiiniumkaablite populariseerimise kiirust.

Tehnilised väljakutsed: alumiiniumkaablite rakendamine autodes seisab endiselt tehniliste väljakutsetega, näiteks liigeste elektrilise kontakti jõudluse parandamine ja soojuse hajumise optimeerimine, mis tuleb lahendada tehnoloogiliste innovatsioonide kaudu.

Kergete alumiiniumist autokaablite kasutuselevõtt on autotööstusele vältimatu suundumus energiasäästu ja heitkoguste vähendamise ning ulatuse parandamiseks. Tehnoloogia pideva edenemise ja kulude edasise optimeerimise abil on alumiiniumkaablite kasutamine autotööstuses ulatuslikum, andes olulise panuse autotööstuse kerge ja energiasäästu ning heitkoguste vähendamisse.

3. Varjestatud kaablid EMI vähendamiseks

Elektromagnetiline häire (EMI) autodes on keeruline probleem, eriti elektriliste ja hübriidsõidukite puhul, mis on tingitud suure energiatarbega elektrooniliste seadmete intensiivsest kasutamisest. EMI ühe peamise panustajana on EMI minimeerimiseks kriitilise tähtsusega autojuhtmehambluskehade disain ja materiaalne valik. Siin on mõned peamised punktid, kuidas vähendada autodes EMI -d varjestatud kaablite abil:

Kuidas varjestatud kaablid toimivad: varjestatud kaablid töötavad, lisades juhtseemade ümber metallist punuti või fooliumi. See varjestus peegeldab ja neelab elektromagnetilisi laineid, vähendades sellega EMI -d. Varjestus on ühendatud maapinnaga, mis suunab jäädvustatud elektromagnetilise energia maapinnale ja takistab seda teiste elektroonikaseadmete sekkumisest.

Varjestustüübid: Seal on kahte peamist varjestustüüpi: punutud metallist varjestus ja fooliumi varjestus. Punutud metallist varjestus tagab paremat mehaanilist tugevust ja paindlikkust, samas kui fooliumi varjestus tagab parema varjestuse madalamatel sagedustel. Autotööstuses on tavaline kasutada nende kahe varjestustüübi kombinatsiooni optimaalseks varjestuseks.

Kilbi maandamine: selleks, et varjestatud kaabel oleks efektiivne, peab kilp olema korralikult maandatud. Kui kilp ei ole korralikult maandatud, võib sellest saada antenn ja suurendada selle asemel EMI -d. Autodes on tavaline kinnitada kilp sõiduki metallraami külge, et saada hea tee maapinnale.

Kui kasutatakse varjestatud kaableid: autodes kasutatakse varjestatud kaableid peamiselt kriitiliste signaalide ja juhtimisliinide jaoks, mis on vastuvõtlikud EMI -le või mis võivad ise saada EMI allikateks. Näiteks kasutavad mootori juhtimisüksuste (ECU-de), andurisignaalide, sõidukisiseste võrkude (nt CAN-bussid) ja meelelahutussüsteemide read ja meelelahutussüsteemid tavaliselt varjestatud kaableid.

Varjestatud kaablite kasutamine koos varjestamata kaablitega: autotööstuskeskkonnas, kus ruum on piiratud, asetatakse sageli kõrgepinge- ja madala pingekaablitega üksteise lähedusse. EMI minimeerimiseks saab kõrgepinge kaabli kujundada varjestatud kaabliks, madala pingekaabli abil saab varjestada. Sel viisil kaitseb kõrgepinge kaabli kilp EMI eest madala pingekaabli.

Kaabli paigutus ja kujundus: lisaks varjestatud kaablite kasutamisele on väga oluline ka kaabli korralik paigutus. Silmade moodustumist kaablites tuleks vältida, kuna silmused suurendavad EMI -d. Lisaks peaksid kaablid asuma EMI allikatest, näiteks mootorid ja energiamuundurid, võimalikult kaugel.

Filtrite kasutamine: lisaks varjestatud kaablitele saab EMI edasiseks minimeerimiseks lisada kaabli mõlemas otsas EMI -filtreid. Filtrid võivad olla kondensaatorid või induktiivid, mis filtreerivad müra konkreetses sagedusvahemikus.

Kokkuvõtlikult võib varjestatud kaablite kasutamisel ja nende parema kaabli paigutuse ja filtreerimistehnikatega ühendades autode EMI -d märkimisväärselt vähendada, parandades sellega elektrooniliste seadmete töökindlust ja jõudlust.

4. kõrgtemperatuuriga vastupidavad kaablid

Kõrgtemperatuuriga vastupidavad autokaablid on kaablid, mis on mõeldud autotööstusele, et säilitada stabiilne jõudlus kõrgtemperatuurides. Need on peamiselt valmistatud mitmest spetsiaalsest materjalist, et tagada usaldusväärsus ja ohutus kõrge temperatuuriga piirkondades, näiteks mootori sektsioonides. Siin on mõned tavalised materjalid, mida kasutatakse kõrge temperatuuriga vastupidavate autokaablite jaoks:

TPE materjalid: termoplastilised elastomeerid (termoplastilised elastomeerid), sealhulgas styrenes, olefiinid, dienes, vinüülkloriid, polüestrid, estrid, amiidid, organofluoriinid, silikoonid ja vinüülid. Praegu on kõige laialdasemalt kasutatavad TPE-materjalid SEBS (stüreen-etüleen-stüreenist-stüreeniploki kopolümeer) elastomeerid.

TPU materjalid: termoplastiline polüuretaan (termoplastiline polüuretaan), molekulaarstruktuur jaguneb jäika ploki ja painduvate ahelate segmentide abil polüester-tüüpi ja polüeter-tüüpi.

PVC -materjal: polüvinüülkloriid (polüvinüülkloriid), lisades selle pehmuse reguleerimiseks erinevaid plastifikaatoreid, vähendades selle “klaasist üleminekut” temperatuuri, et olla hea painduvuse ja plastilisusega, mida on lihtne vormida.

Silikoonmaterjal: väga aktiivne adsorbinet materjal, amorfne aine, termoreerumi kumm. Silikoonil on suurepärane kuumus ja külm vastupidavus ning lai töötemperatuur, vahemikus -60 ° C kuni +180 ° C ja kaugemale.

XLPE ristseotud polüetüleen: keemilise ristsidumise kaudu termoatseerivateks elastomeerideks, täiustatud isolatsiooni omadused, kaabli temperatuuride vahemik laieneb, jõudlust on paranenud. XLPE kaabel Kui põlemine toimub, siis süsinikdioksiidi ja vee tootmine, suhteliselt keskkonnasõbralik.

Nende materjalide valimine ja kasutamine võimaldab kõrge temperatuuriga vastupidavaid autokaableid töötada pikka aega stabiilselt kõrge temperatuuriga keskkondades, näiteks mootori sektsioonides ja lähedastes heitgaasisüsteemides, tagades autotööstuse elektrisüsteemide normaalse toimimise. Lisaks on kõrge temperatuuriga vastupidavatel kaablitel ka eelised õliresistentsuse, veekindluse, happe- ja leelisekindluse, söövitava gaasiresistentsuse, vananemiskindluse jms. Kõrgtemperatuuriga vastupidavate kaablite valimisel peate valima õige mudeli vastavalt tegelikule rakenduse stsenaariumile, temperatuurikeskkonnale, pingetasemele ja muudele teguritele, et tagada kaabli hea jõudlus ja ohutus kõrge temperatuuri tingimustes.

5. Integreeritud anduritega nutikad kaablid

Integreeritud anduritega nutikad kaablid on tänapäevaste nutikate autode lahutamatu osa ja need mängivad võtmerolli sõiduki elektri- ja elektroonilises arhitektuuris. Nutikad kaablid ei vastuta mitte ainult energia edastamise eest, vaid veelgi olulisem on see, et nad kannavad andmeid ja juhtimissignaale, ühendades autos mikrokontrolleriühikuid (MCUS), andureid, ajameid ja muid autos olevaid elektroonilisi juhtimisüksusi (ECU -sid), moodustades auto „närvivõrgu”.

Nutikaauto kaablite funktsioon ja tähtsus

Andmeedastus: nutikate autode kaablid vastutavad andmete anduritelt MCU -le edastamise ja MCU käskude ajamitele. Need andmed hõlmavad, kuid mitte ainult, kiirust, temperatuuri, rõhku, asendit jne ning on kriitilise tähtsusega sõiduki täpse kontrolli saavutamiseks.
Elektrijaotus: kaabel mitte ainult ei edasta andmeid, vaid vastutab ka auto erinevatele elektroonikaseadmetele jaotuse eest, et tagada nende korralik töö.
Ohutus ja turvalisus: kaabel on kavandatud ohutust silmas pidades, näiteks tulekindlate materjalide kasutamine ja ülevoolukaitse seadistamine, tagamaks, et vooluahela saab rikke korral õigeks ajaks ära lõigata, vältides võimalikke ohutusohte.

Projekteerimisnõuded

Nutikaautode kaablite kujundamine peab vastama järgmistele nõuetele:

Usaldusväärsus: kaablid peavad saama usaldusväärselt töötada erinevates karmides keskkondades autos, sealhulgas kõrge temperatuur, madal temperatuur, vibratsioon ja niiskus.
Vastupidavus: kaablid peavad olema piisavalt vastupidavad, et taluda pikaajalist kasutamist ilma rikketa.
Ohutus: kaablid peaksid olema hästi isoleeritud, et vähendada lühiste riski ja neil on vajalikud kaitsemehhanismid.
Kerge: kergete sõidukite suundumusega peavad kaablid ka sõiduki kogukaalu vähendamiseks olema võimalikult kerged ja õhukesed.
Elektromagnetiline ühilduvus: signaali häirete vähendamiseks peaks kaablitel olema hea varjestuse jõudlus.

Rakenduse stsenaarium

Nutikaautode kaableid kasutatakse laialdaselt erinevates autode süsteemides, sealhulgas, kuid mitte ainult:

Mootori juhtimissüsteem: mootori ECU ühendamine andurite ja ajamitega, et realiseerida mootori täpset juhtimist.
Kere juhtimissüsteem: keha juhtimismooduli (BCM) ühendamine akende, ukselukkude, valgustuse ja muude süsteemidega.
Juhi abistamissüsteem: ühendab ADAS -i (Advanced Driver Abisüsteemid) kontrolleri selliste anduritega nagu kaamera ja radar.
Infotainment System: ühendab multimeediumikeskuse helisikõlarite, navigatsioonisüsteemi jne.

Tulevased suundumused

Autotööstuse elektrooniliste ja elektriliste arhitektuuride arenedes ka nutikate autode kaablid. Tuleviku suundumused hõlmavad järgmist:

Tsentraliseeritud arhitektuur: kuna autotööstuse elektroonilised arhitektuurid nihkuvad jaotunud tsentraliseeritud, kaabli keerukuse ja pikkus tõenäoliselt vähenevad, aidates vähendada sõiduki kaalu ja parandada teabevoo tõhusust.
Arukas juhtimine: kaablid integreerivad intelligentsemad komponendid, näiteks sisseehitatud andurid ja nutikad pistikud, võimaldades enesediagnostikat ja oleku aruandlust.
Uute materjalide rakendamine: kaalu ja jõudluse parandamiseks võib kaablid valmistada uutest kergetest materjalidest.

Nutikad kaablid on võtmekomponendid, mis ühendavad autotööstuse elektroonilisi süsteeme, ning nende disain ja jõudlus on kriitilised autode ohutuse ja usaldusväärsuse tagamiseks. Tehnoloogia arengu ja autoelektroonika kiirendades arenevad nutiautokaablid edasi, et rahuldada vajadust suurema jõudluse järele.

6. biolagunevad ja keskkonnasõbralikud kaablid

Keskkonnakaitse ja säästva arengu taotlemise taustal on biolagunevad ja keskkonnasõbralikud autokaablid muutumas autotööstuses kuumaks teemaks. Need kaablid ei vasta mitte ainult autotööstuse vajadustele tulemuslikkuse osas, vaid näitavad ka olulisi eeliseid keskkonnakaitse osas.

Biolagunevad isoleeritud kaablid

Biolagunevad isoleeritud kaablid on valmistatud biolagunevatest isoleermaterjalidest, mida teatud keskkonnatingimustes saab järk -järgult lagundada mikroorganismide metabolismi kaudu ja muuta lõpuks keskkonnasõbralikud väikesed molekulid, näiteks süsinikdioksiid ja vesi. See protsess nõuab tavaliselt teatud palju aega ja sobivaid keskkonnatingimusi. Biolagunevate kaablite kasutamine on kooskõlas rohelise ja säästva arengu põhimõtetega. See tagab kaablite toimimise, minimeerides samal ajal keskkonnale mõju ja edendab rohelise kaablitööstuse arengut.

Kaablid, millel pole salunud isoleeriv lak

Kaablite mitteohtlik isoleeriv lakk kasutab mitteohust isoleerivat lakki, et asendada isoleermaterjale, mis sisaldavad traditsioonilistes kaablites ohtlikke koostisosi. See uuendus ei vähenda mitte ainult keskkonnareostust, vaid parandab ka kaablite ohutust ja töökindlust.

Biopõhised materjalid autokaablites

Biopõhistel materjalidel, eriti polülaktiinhappe (PLA) kiududel, komposiitidel ja nailonil, on autotööstuses suur potentsiaal oma biolagunevuse, keskkonnasõbraliku tootmise ja töötlemise tõttu, laias valikus tooraineallikaid, madala lõhnaga ja madala lenduvate orgaaniliste ühendite sisalduse tõttu. Tootmisvõimsuse olulise suurenemisega on PLA polülaktiinhape (PLA) kui loodusvaradest saadud biopõhine polümeer, ka selle tohutu areng. PLA sünteesitakse keemiliselt looduslikust maisist. Selle materjali saab mikroorganismide abil pärast äraviskamist lagundada CO2 ja H2O-ks, ilma et see põhjustaks keskkonnale reostust, ning seda peetakse uueks ökomaterjaliks, mis on 21. sajandil roheline ja jätkusuutlik.

TPU materjalide rakendamine autokaablites

Termoplastiliste polüuretaani (TPU) materjalid ei paku mitte ainult suurepärast jõudlust, vaid on ka biolagunevad (3–5 aastat) ja ringlussevõetavad. TPU materjalide jätkusuutlikud ja keskkonnasõbralikud omadused pakuvad uut võimalust autotööstusele, mis aitab vähendada keskkonnale mõju.

Väljakutsed ja väljavaated

Kuigi biolagunevatel ja keskkonnasõbralikel autokaablitel on palju eeliseid, seisavad nende rakendusel silmitsi mõned väljakutsed ja piirangud. Näiteks mõjutavad halvenemise kiirust ja tõhusust keskkonnatingimused, nõudes rakenduse stsenaariumide hoolikat hindamist ja valimist. Samal ajal tuleb nende töökindluse ja ohutuse tagamiseks pidevalt parandada ja testida lagunevate isolatsioonimaterjalide jõudlust ja stabiilsust. Kuna tehnoloogia edendab jätkuvalt tehnoloogiat ja keskkonnateadlikkuse suurenemist, eeldatakse, et biolagunevad ja keskkonnasõbralikud autokaablid mängivad autotööstuses suuremat rolli, juhtides kogu tööstust keskkonnasõbralikumas ja jätkusuutlikumas suunas.