Uloga napredne keramike u primjeni novih energetskih vozila

S brzim razvojem industrije novih energetskih vozila, električna transformacija proizvođača automobila postala je glavni trend. Tradicionalne komponente vozila na gorivo postepeno se zamjenjuju proizvodima visokih{1}}performansi prilagođenim novim energetskim uvjetima. Napredna keramika, zbog svoje odlične izolacije, visoke-otpornosti na temperaturu, otpornosti na habanje i visokih- svojstava čvrstoće, igra važnu ulogu u polju novih energetskih vozila i postaje osnovna materijalna podrška za ključne komponente. Njihove srodne primjene usko su povezane s tehnološkom nadogradnjom metaliziranih keramičkih komponenti.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tehnologija električnog upravljanja je ključni indikator za mjerenje nivoa razvoja novih energetskih vozila. Visoko{1}}naponski DC keramički releji, kao osnovna komponenta električnog upravljačkog sistema, igraju ključnu ulogu. Tradicionalni releji su ograničeni proizvodnom tehnologijom i mogu naići na probleme kao što su neuspjeh prianjanja kontakta ili izgaranje luka pri povezivanju visoko-DC ili niskog-faktora snage induktivnih opterećenja. Međutim, novi visokonaponski DC vakuum releji efikasno rješavaju ovaj problem.

 

Ovaj relej koristi vakuumsku šupljinu zapečaćenu metalom i keramikom, oslanjajući se na proces od keramike do metala kako bi se postigla bliska kombinacija keramičkih i metalnih komponenti. Keramički izolator je klizno povezan između komponente pokretnog kontakta i potisne šipke, osiguravajući da pokretni i statični kontakti mogu održavati dobru električnu izolaciju iu provodnom iu stanju isključenja, čime se osigurava sposobnost gašenja luka releja pri prebacivanju visoko-naponskih istosmjernih opterećenja. Lukovi su glavni uzrok spontanog sagorijevanja vozila, a odlična izolacijska svojstva keramike su osnovna potpora za postizanje "bez luka-" spajanja i isključenja. Struktura jezgra keramičke školjke je napravljena od 95% glinice keramike, što je važna primjena metaliziranog keramičkog kućišta za energetske poluprovodnike.

Elektronski kontrolni sistem je ključna osnovna komponenta novih energetskih vozila. IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) modul, kao "centralni nervni sistem", predstavlja jezgro novih energetskih vozila i sistema za pogon gomila za punjenje, koji čini 40% do 50% ukupnih troškova kontrolera.

 

A keramička ploča{0}}obložena bakrom je ključni materijal za pakovanje IGBT modula. Keramička bakrena-ploča obložena ima bakar-keramičku-bakarnu "sendvič" strukturu, kombinujući visoku izolaciju, visoku mehaničku čvrstoću, odlično rasipanje topline i odgovarajuće karakteristike termičke ekspanzije keramike, kao i visoku struju-zavarivanje i visok kapacitet provodljivosti bez kiseonika, odlične performanse bez kiseonika, bakar. Trenutno su keramičke bakrene- ploče klasifikovane u tri tipa na osnovu keramičkih materijala: aluminij, aluminijum nitrid i silicijum nitrid.

 

Među njima, ploča obložena silicijum nitridom bakra-ima najbolje performanse, odlikuje se visokom čvrstoćom i visokom toplotnom provodljivošću. U kombinaciji sa aktivnom tehnologijom zavarivanja metala, njegova pouzdanost je značajno poboljšana, što ga čini poželjnim materijalom za pakovanje visoko-i visokonaponskih-modula IGBT, posebno pogodnim za visoke zahtjeve novih energetskih vozila za pouzdanost i minijaturizaciju. Ploča obložena aluminijsko-keramičkom bakrom- je napravljena na bazi metalizirane keramike od glinice i ima osnovnu izolaciju i svojstva odvođenja topline.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Keramički visokonaponski-kontaktori se široko koriste u kontroli prekidača za napajanje, zaštiti strujnih kola novih energetskih vozila, kao i za punjenje, napajanje baterija, pretvarač varijabilne frekvencije, pred-punjenje kondenzatora i druge povezane električne sisteme upravljanja. Tehničko jezgro leži u korišćenju vakuumskog lemljenja za zavarivanje keramike i legura karbida kako bi se formirala zapečaćena šupljina. Unutrašnja šupljina je ispunjena mješavinom vodonika koji se brzo hladi kako bi se postiglo kratkotrajno-gašenje luka.

 

Budući da izgaranje luka uzrokuje širenje unutarnjeg inkapsuliranog plina zbog topline, on vrši napetost na glavi spoja za zavarivanje. Stoga je čvrstoća glave spoja za zavarivanje od presudne važnosti. Inkapsulaciona struktura keramike i legure Kovar je ključni faktor koji utječe na čvrstoću spoja. Trenutno se široko koriste dva uobičajena oblika inkapsulacije, odnosno ravno zaptivanje i vertikalno zaptivanje. Keramičko kućište HVDC kontaktora jezgro se oslanja na karakteristike metaliziranih keramičkih komponenti visoke{4}}vrste kako bi se osigurala strukturna čvrstoća i performanse zaptivanja inkapsuliranog područja.

Vozila nove energije imaju mnogo veće zahtjeve za performansama ležajeva motora od tradicionalnih vozila. Ležajevi motora moraju biti prilagođeni velikim-brzinama, jakim magnetnim poljima i uslovima malog habanja. Specifični zahtjevi uključuju manju gustoću, veću otpornost na habanje, dobru izolaciju za smanjenje električne korozije uzrokovane pražnjenjem ležaja i glatkije površine kuglica ležaja za smanjenje habanja.

 

Keramičke kuglice, sa svojom malom gustinom, velikom tvrdoćom, otpornošću na trenje i odličnim izolacijskim svojstvima, postale su idealan materijal za ovo radno stanje. Imaju nezamjenjivu ulogu u poljima visokih{1}}temperatura, jakih magneta i visokog{2}}vakuma i postali su trend primjene ležajeva motora u vozilima nove energije. Osnovne komponente keramičkih kugličnih ležajeva se obrađuju pomoću precizne metalizirane keramike, ispunjavajući zahtjeve visokih{4}}performansi za motore novih energetskih vozila. Njihova odlična otpornost na habanje i izolacijska svojstva učinkovito povećavaju stabilnost i vijek trajanja motora.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sve u svemu, primjena napredne keramike u polju vozila nove energije uglavnom se fokusira na osnovne dijelove kao što su elektronski upravljački sistem i pogonski sistem. Oslanjajući se na svoje jedinstvene karakteristike materijala, riješio je nedostatke performansi tradicionalnih metalnih materijala u uslovima visokog-pritiska, visoke-temperature i jakog magnetnog polja. Kako se nova energetska vozila unapređuju ka visokonaponskim, laganim i visoko pouzdanim,metalizacija keramiketehnologija se nastavlja optimizirati, a napredna keramika će dalje proširiti svoje scenarije primjene, promovirajući nadogradnju performansi povezanih komponenti i pružajući važnu materijalnu podršku za-kvalitetan razvoj industrije novih energetskih vozila.