Hírek – Újdonságok az autók elektromos kábeleiben: mi újság a piacon?

Az autóipar rohamos fejlődésével az elektromos kábelek a modern járművek kritikus alkatrészeivé váltak. Íme néhány újítás az autók elektromos kábeleivel kapcsolatban:

1. Nagyfeszültségű kábelek elektromos járművekhez

Az elektromos járművek nagyfeszültségű kábelei kulcsfontosságú alkatrészek, amelyeket az elektromos járművekben használnak a nagyfeszültségű akkumulátorok, inverterek, légkondicionáló kompresszorok, háromfázisú generátorok és elektromos motorok csatlakoztatására az elektromos energia átvitelének megvalósítása érdekében. A hagyományos tüzelésű járművekben használt kábelekhez képest az elektromos járművek nagyfeszültségű kábelei a következő jellemzőkkel és követelményekkel rendelkeznek:

Nagy feszültség és nagy áramerősség: Az EV nagyfeszültségű kábeleit 600 VAC/900 VDC (személygépkocsik) vagy 1000 VAC/1500 VDC (haszongépjárművek) és 250 A–450 A vagy még nagyobb áramok kezelésére tervezték. Ez sokkal magasabb, mint a hagyományos üzemanyaggal működő járművekben jellemzően használt 12 V-os rendszerek.

Vezetőanyag: A vezetők jellemzően lágyított, puha rézhuzalból vagy ónozott rézhuzalból készülnek a jobb vezetőképesség és korrózióállóság érdekében. Az oxigénmentes rézhuzalokat (kevesebb, mint 0,001% oxigént és több mint 99,99% tisztaságú) széles körben alkalmazzák az elektromos járművek nagyfeszültségű kábeleiben, nagy tisztaságuk és nem rideg jellemzőik miatt.

Szigetelő- és köpenyanyagok: A nagyfeszültségű és nagyáram követelményeinek való megfelelés érdekében a nagyfeszültségű kábeleket nagy falvastagságú szigetelőanyagokkal szigetelik, mint például szilikongumi, térhálós polietilén vagy térhálós poliolefin, amelyek jó tulajdonságokkal rendelkeznek. hőálló és égésgátló hatás, és ellenáll a 150 ℃ feletti magas hőmérsékletnek.

Árnyékolás és védelem: A nagyfeszültségű kábelek elektromágneses árnyékolást igényelnek az elektromágneses térzaj és az elektromágneses interferencia csökkentése érdekében, míg a védőanyagok (például hőszigetelő csövek és összeállított csövek) és a kábelek külső rétegén lévő tömítőgyűrűk biztosítják a kábelek vízállóságát, por- és kopásálló zord környezetben.

Tervezés és huzalozás: Az elektromos járművek nagyfeszültségű kábeleinek tervezésénél figyelembe kell venni a vezetékek helyének korlátait, a biztonsági követelményeket (pl. legalább 100 milliméteres távolság a nagy- és kisfeszültségű vezetékek között), súlyt és költséget. A kábel hajlítási sugara, a rögzítési pont távolsága és a felhasználási környezet (pl. járművön belül vagy kívül) szintén befolyásolja a kialakítását és kiválasztását.

Szabványok és előírások: Az elektromos járművekhez használt nagyfeszültségű kábelek tervezése és gyártása számos ipari szabványt követ, mint például a QC-T1037 autóipari szabvány a közúti járművek nagyfeszültségű kábeleire és a TCAS 356-2019 nagyfeszültségű kábelek új termékekhez Energetikai járművek. Ezek a szabványok speciális követelményeket fogalmaznak meg a kábelek elektromos teljesítményére, mechanikai teljesítményére és környezeti alkalmazkodóképességére vonatkozóan.

Alkalmazások: az elektromos járművek nagyfeszültségű kábeleit nem csak a járművön belüli csatlakozásokra használják, hanem a töltőcsatlakozó és az akkumulátor közötti, az akkumulátor belsejében, az akkumulátor és a motor és egyéb alkatrészek közötti összeköttetésekre, valamint az akkumulátor energiájára is. tárolóeszközök és egyéb területek. A kábeleknek ellenállniuk kell a zord körülményeknek, például magas és alacsony hőmérsékletű környezetnek, sópermetnek, elektromágneses mezőknek, olajnak és vegyszereknek.

A nagyfeszültségű kábelek elektromos járművekhez való fejlesztése és alkalmazása az egyik kulcsfontosságú tényező az elektromos mobilitás fenntartható és klímabarát jövőjének előmozdításában. Ahogy az elektromos járművek technológiája folyamatosan fejlődik, a nagyfeszültségű kábelek teljesítményét és szabványait továbbra is optimalizálják, hogy megfeleljenek az erőátviteli és biztonsági követelmények növekvő igényeinek.

2. Könnyű alumínium kábelek

A könnyű alumínium autókábelek alkalmazása az egyik fontos irányzat az autóiparban, különösen az új energetikai autóiparban, a könnyű súly, az energiahatékonyság és a hatótávolság elérésében. Az alábbiakban a könnyű alumínium autókábelek részletes elemzése olvasható:

Háttér és trend

Könnyű autók iránti kereslet: az új energetikai járművek gyors fejlődésével az autók könnyűszerkezetes kialakítása iránti kereslet tovább nő. A huzalt és a kábelt, mint az autóipari erőátvitel fő alkotóelemeit, hagyományosan úgy tervezték, hogy vezetőként rézből álljanak, de a rézmagos kábelek drágák és nehéz minőségűek. Ezért a könnyű minőségű, alacsony árú alumínium vezetőhuzalok és -kábelek fejlesztése az autókhoz szükséges választássá vált az autók könnyűszerkezetes tervezésében.

Alumíniumkábel előnye: a hagyományos energiaipar nagy múltra tekint vissza az alumíniumkábelek, alumíniumkábelek használatában, alacsony költségű, könnyű súlyú, hosszú élettartamú, különösen alkalmas nagyfeszültségű, távolsági erőátvitelre. Kína gazdag alumíniumforrásokban, anyagár-ingadozásokban, költségstabilitásban és könnyen ellenőrizhető. Az új energetikai járműiparban az alumínium kábelek használata a rézkábelek helyett ideális megoldás a tömeg és a költségek csökkentésére.

Alumíniumhuzal termék alkalmazási tokok

Buszmodell: akkumulátorcsomag belső és külső ultrahangos hegesztő alumíniumhuzal, nagy átmérőjű tápcsatlakozó huzalhasználat, az alumíniumhuzal használatának előnye nyilvánvaló.

Személygépkocsi: Az egyenáramú gyűjtősín 50 mm2-es alumínium kábellel rendelkezik, amelyet sikeresen sorozatgyártásban készítettek. Az ultrahangos hegesztés alkalmazása hatékonyan javítja a kötések elektromos érintkezési teljesítményét, és hatékonyan csökkenti a kábelköteg minőségét a rézhuzalokhoz képest.

AC töltőpisztoly: nagy szilárdságú, hajlításálló alumíniumötvözet huzal, könnyű súly, stabil teljesítmény az öregedési tesztben, fokozatosan megkezdődött a tömeggyártás; A személygépkocsik egyenáramú töltőcsatlakozójának vezetéke alumíniumhuzalt használ a hőelvezetés javítására, és ultrahangos hegesztést alkalmaznak a kerek töltőport termináljában, ami jelentősen javítja az elektromos érintkezési teljesítményt, csökkenti a keletkező hő mennyiségét és javítja az élettartamot.

A réz és az alumínium teljesítménybeli különbségei

Ellenállás és vezetőképesség: Az alumínium és a réz eltérő ellenállása miatt az alumínium vezető vezetőképessége 62% IACS. Ha az alumínium vezető keresztmetszete 1,6-szorosa a rété, akkor elektromos teljesítménye megegyezik a rézével.

Tömegarány: az alumínium fajsúlya 2,7kg/m3, a réz fajsúlya 8,89kg/m3, így a kettő tömegaránya (2,7×160%)/(8,89×1)≈50%. Ez azt jelenti, hogy azonos elektromos teljesítmény mellett az alumínium vezető tömege csak 1/2-a a réz testének.

Piaci tér és kilátás

Éves növekedési ütem: A piacelemzés alapján az alumínium hengerelt lemezek és extrudált anyagok éves növekedési üteme 2025-re körülbelül 30% lesz, ami mutatja az alumíniumban rejlő hatalmas potenciált az autóipari könnyűsúlyozás területén.

Bizonytalanság elemzése

Költségtényezők: Bár az alumíniumkábelek költségelőnyökkel járnak, az autóiparban negatív tényező az acél helyett az alumínium költségének növekedése, ami befolyásolhatja az alumíniumkábelek népszerűsítésének sebességét.

Technikai kihívások: Az alumíniumkábelek gépjárművekben való alkalmazása továbbra is technikai kihívásokkal néz szembe, mint például a kötések elektromos érintkezési teljesítményének javítása és a hőleadás optimalizálása, amelyeket technológiai innovációval kell megoldani.

A könnyű alumínium autókábelek elfogadása elkerülhetetlen tendencia az autóipar számára az energiatakarékosság és a károsanyag-kibocsátás csökkentésére, valamint a hatótávolság növelésére. A technológia folyamatos fejlődésével és a költségek további optimalizálásával az alumíniumkábelek alkalmazása az autóiparban egyre kiterjedtebb lesz, ami jelentősen hozzájárul az autók könnyűsúlyához, valamint az energiamegtakarításhoz és a károsanyag-kibocsátás csökkentéséhez.

3. Árnyékolt kábelek az EMI csökkentésére

Az elektromágneses interferencia (EMI) az autókban összetett probléma, különösen az elektromos és hibrid járművekben a nagy teljesítményű elektronikus eszközök intenzív használata miatt. Az EMI egyik fő közreműködőjeként az autóipari kábelkötegek tervezése és anyagválasztása kritikus fontosságú az EMI minimalizálása érdekében. Íme néhány kulcsfontosságú pont az EMI csökkentésére az autókban árnyékolt kábelek használatával:

Az árnyékolt kábelek működése: Az árnyékolt kábelek úgy működnek, hogy fémfonatot vagy fóliát helyeznek a vezetők köré. Ez az árnyékolás visszaveri és elnyeli az elektromágneses hullámokat, ezáltal csökkenti az EMI-t. Az árnyékolás a földhöz van kötve, amely a felfogott elektromágneses energiát a földre irányítja, és megakadályozza, hogy más elektronikus eszközökkel zavarjon.

Árnyékolás típusai: Az árnyékolásnak két fő típusa van: fonott fémárnyékolás és fóliaárnyékolás. A fonott fémárnyékolás jobb mechanikai szilárdságot és rugalmasságot, míg a fóliaárnyékolás jobb árnyékolást biztosít alacsonyabb frekvenciákon. Az autóipari alkalmazásokban általánosan elterjedt e két árnyékolási típus kombinációjának alkalmazása az optimális árnyékolás érdekében.

Az árnyékolás földelése: Ahhoz, hogy az árnyékolt kábel hatékony legyen, az árnyékolást megfelelően földelni kell. Ha az árnyékolás nincs megfelelően földelve, antennává válhat, és ehelyett növelheti az EMI-t. Gépkocsikban gyakori, hogy az árnyékolást a jármű fémvázához rögzítik, hogy jó utat biztosítsanak a földhöz.

Ahol árnyékolt kábeleket használnak: Az autókban az árnyékolt kábeleket főként kritikus jel- és vezérlővonalakhoz használják, amelyek érzékenyek az EMI-re, vagy amelyek maguk is EMI-forrássá válhatnak. Például a motorvezérlő egységekhez (ECU), az érzékelőjelekhez, a járművön belüli hálózatokhoz (pl. CAN-buszok) és a szórakoztató rendszerekhez használt vonalak általában árnyékolt kábeleket használnak.

Árnyékolt kábelek használata árnyékolatlan kábelekkel: Olyan autóipari környezetben, ahol korlátozott a hely, a nagyfeszültségű és alacsony feszültségű kábeleket gyakran egymás közvetlen közelében helyezik el. Az EMI minimalizálása érdekében a nagyfeszültségű kábel árnyékolt, míg a kisfeszültségű kábel árnyékolatlan lehet. Ily módon a nagyfeszültségű kábel árnyékolása megvédi a kisfeszültségű kábelt az EMI-től.

Kábelelrendezés és kialakítás: Az árnyékolt kábelek használata mellett a megfelelő kábelelrendezés is nagyon fontos. Kerülni kell a hurkok kialakulását a kábelekben, mivel a hurkok növelik az EMI-t. ezen túlmenően a kábeleket a lehető legtávolabb kell elhelyezni az elektromágneses zavaró forrásoktól, például a motoroktól és az áramátalakítóktól.

Szűrők használata: Az árnyékolt kábeleken kívül a kábel mindkét végére EMI-szűrőket is fel lehet helyezni az EMI további minimalizálása érdekében. A szűrők lehetnek kondenzátorok vagy induktorok, amelyek egy adott frekvenciatartományban szűrik ki a zajt.

Összefoglalva, árnyékolt kábelek használatával és megfelelő kábelelrendezéssel és szűrési technikákkal kombinálva az EMI jelentősen csökkenthető az autókban, javítva ezzel az elektronikus berendezések megbízhatóságát és teljesítményét.

4. Magas hőmérsékletnek ellenálló kábelek

A magas hőmérsékletnek ellenálló autókábelek olyan kábelek, amelyeket az autóipar számára terveztek, hogy stabil teljesítményt tartsanak fenn magas hőmérsékletű környezetben. Főleg több speciális anyagból készülnek, hogy biztosítsák a megbízhatóságot és a biztonságot a magas hőmérsékletű helyeken, például a motorterekben. Íme néhány általánosan használt anyag, amelyet magas hőmérsékletnek ellenálló autókábelekhez használnak:

TPE anyagok: hőre lágyuló elasztomerek (Thermoplastic Elastomerek), beleértve a sztirolokat, olefineket, diéneket, vinil-kloridot, poliésztereket, észtereket, amidokokat, szerves fluorokat, szilikonokat és vinileket. Jelenleg a SEBS (sztirol-etilén-butilén-sztirol blokk-kopolimer) alapú elasztomerek a legszélesebb körben használt TPE anyagok.

TPU anyagok: hőre lágyuló poliuretán (Thermoplastic Polyuretán), a molekulaszerkezet poliészter típusú és poliéter típusú, merev blokk és rugalmas láncszegmensekre oszlik. Az extrudálás körülbelül 35% -a, jó rugalmassággal és kopásállósággal.

PVC anyag: polivinil-klorid (polivinil-klorid), különböző mennyiségű lágyítószer hozzáadásával, hogy szabályozza a lágyságát, csökkentse az „üvegesedési” hőmérsékletét, hogy jó legyen a rugalmassága és plaszticitása, könnyen feldolgozható formázás.

Szilikon anyag: nagy aktivitású adszorbens anyag, amorf anyag, hőre keményedő gumi. A szilikon kiváló hő- és hidegállósággal rendelkezik, és széles üzemi hőmérséklet-tartományban rendelkezik, -60°C-tól +180°C-ig és tovább.

XLPE térhálósított polietilén: kémiai térhálósítással hőre keményedő elasztomerekké, jobb szigetelési tulajdonságok, kibővült a kábel hőmérséklet-ellenállási tartománya, javult a teljesítmény. Az XLPE kábel az égés megtörténtekor szén-dioxidot és vizet termel, viszonylag környezetbarát.

Ezeknek az anyagoknak a kiválasztása és használata lehetővé teszi, hogy a magas hőmérsékletnek ellenálló autókábelek hosszú ideig stabilan működjenek magas hőmérsékletű környezetben, például motorterekben és kipufogórendszerek közelében, biztosítva az autóelektromos rendszerek normál működését. Ezen túlmenően a magas hőmérsékletnek ellenálló kábelek előnyei az olajállóság, a vízállóság, a sav- és lúgállóság, a korrozív gázállóság, az öregedésállóság stb. valamint acél, elektromos gépek és egyéb területeken. A magas hőmérsékletnek ellenálló kábelek kiválasztásakor ki kell választania a megfelelő modellt az aktuális alkalmazási forgatókönyvnek, a hőmérsékleti környezetnek, a feszültségszintnek és más tényezőknek megfelelően, hogy a kábel jó teljesítményt és biztonságot nyújtson magas hőmérsékleti körülmények között.

5. Intelligens kábelek integrált érzékelőkkel

Az integrált érzékelőkkel ellátott intelligens autókábelek a modern intelligens autók szerves részét képezik, és kulcsszerepet játszanak a jármű elektromos és elektronikus architektúrájában. Az intelligens autókábelek nem csak az erőátvitelért felelősek, hanem, ami még fontosabb, adatokat és vezérlőjeleket hordoznak, összekötve a mikrovezérlő egységeket (MCU-k), érzékelőket, működtetőket és egyéb elektronikus vezérlőegységeket (ECU-k) az autóban, és így az autót alkotják. „neurális hálózat”.

Az intelligens autókábelek funkciója és jelentősége

Adatátvitel: Az intelligens autókábelek felelősek az adatok továbbításáért az érzékelőktől az MCU-hoz és a parancsok továbbításáért az MCU-tól a működtetőkhöz. Ezek az adatok magukban foglalják többek között a sebességet, a hőmérsékletet, a nyomást, a pozíciót stb., és elengedhetetlenek a jármű pontos irányításához.
Áramelosztás: A kábel nem csak adatokat továbbít, hanem az autóban lévő különböző elektronikus eszközök áramellátásáért is felelős, hogy azok megfelelően működjenek.
Biztonság és biztonság: A kábelt a biztonság szem előtt tartásával tervezték, mint például tűzálló anyagok használata és túláramvédelem beállítása, hogy meghibásodás esetén az áramkört időben le lehessen szakítani, elkerülve az esetleges biztonsági veszélyeket.

Tervezési követelmények

Az intelligens autókábelek kialakításának meg kell felelnie a következő követelményeknek:

Megbízhatóság: A kábeleknek képesnek kell lenniük megbízhatóan működni az autó különféle zord környezeteiben, beleértve a magas hőmérsékletet, alacsony hőmérsékletet, vibrációt és páratartalmat.
Tartósság: A kábeleknek elég tartósnak kell lenniük ahhoz, hogy meghibásodás nélkül kibírják a hosszú használatot.
Biztonság: A kábeleket jól szigetelni kell a rövidzárlat kockázatának csökkentése érdekében, és rendelkezniük kell a szükséges védelmi mechanizmusokkal.
Könnyűsúly: A könnyű járművek irányába mutató tendencia miatt a kábeleknek a lehető legkönnyebbnek és vékonyabbnak kell lenniük, hogy csökkentsék a jármű össztömegét.
Elektromágneses kompatibilitás: A kábeleknek jó árnyékolási teljesítménnyel kell rendelkezniük a jelinterferenciák csökkentése érdekében.

Alkalmazási forgatókönyv

Az intelligens autókábeleket széles körben használják az autók különféle rendszereiben, beleértve, de nem kizárólagosan:

Motorvezérlő rendszer: a motor ECU összekapcsolása érzékelőkkel és működtetőelemekkel a motor precíz vezérlése érdekében.
Karosszériavezérlő rendszer: a karosszériavezérlő modul (BCM) összekapcsolása ablakokkal, ajtózárakkal, világítással és egyéb rendszerekkel.
Driver Assistance System: összekapcsolja az ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) vezérlőt olyan érzékelőkkel, mint a kamera és a radar.
Infotainment rendszer: összeköti a multimédiás központot audio hangszórókkal, navigációs rendszerrel stb.

Jövőbeli trendek

Ahogy az autóipari elektronikai és elektromos architektúrák fejlődnek, úgy fejlődnek az intelligens autókábelek is. A jövőbeli trendek a következők:

Központosított architektúra: Ahogy az autóipari elektronikai architektúrák elosztottról központosítottra váltanak, a kábelek bonyolultsága és hossza valószínűleg csökken, ami hozzájárul a jármű tömegének csökkentéséhez és az információáramlás hatékonyságának javításához.
Intelligens menedzsment: A kábelek intelligensebb komponenseket, például beépített érzékelőket és intelligens csatlakozókat integrálnak, lehetővé téve az öndiagnosztikát és az állapotjelentést.
Új anyagok alkalmazása: A súly további csökkentése és a teljesítmény javítása érdekében a kábelek új, könnyű anyagokból készülhetnek.

Az intelligens autókábelek az autóelektronikai rendszereket összekötő kulcsfontosságú alkatrészek, kialakításuk és teljesítményük pedig kritikus fontosságú az autók biztonsága és megbízhatósága szempontjából. A technológia fejlődésével és az autóelektronika felgyorsulásával az intelligens autókábelek tovább fognak fejlődni, hogy megfeleljenek a nagyobb teljesítmény iránti igénynek.

6. Biológiailag lebomló és környezetbarát kábelek

A környezetvédelemre és a fenntartható fejlődésre való törekvés hátterében a biológiailag lebomló és környezetbarát autókábelek egyre felkapottabb téma az autógyártó iparban. Ezek a kábelek nem csak a teljesítmény tekintetében elégítik ki az autóipar igényeit, de környezetvédelmi szempontból is jelentős előnyöket mutatnak.

Biológiailag lebomló szigetelt kábelek

A biológiailag lebomló szigetelt kábelek biológiailag lebomló szigetelőanyagokból készülnek, amelyek bizonyos környezeti feltételek mellett a mikroorganizmusok anyagcseréje révén fokozatosan lebonthatók, és végső soron környezetbarát kis molekulákká, például szén-dioxiddá és vízzé alakulhatnak. Ez a folyamat általában bizonyos időt és megfelelő környezeti feltételeket igényel. A biológiailag lebomló kábelek használata összhangban van a zöld és fenntartható fejlődés elveivel. Biztosítja a kábelek teljesítményét, miközben minimalizálja a környezetre gyakorolt hatást, és elősegíti a zöld kábelipar fejlődését.

Kábelek nem környezetszennyező szigetelő lakkal

A nem szennyező kábel szigetelő lakk nem veszélyes szigetelő lakkot használ a hagyományos kábelek veszélyes összetevőket tartalmazó szigetelőanyagainak helyettesítésére. Ez az innováció nemcsak a környezetszennyezést csökkenti, hanem a kábelek biztonságát és megbízhatóságát is javítja.

Bioalapú anyagok autókábelekben

A bio-alapú anyagok, különösen a politejsav (PLA) szálak, kompozitok és nejlon, biológiai lebonthatóságuk, környezetbarát gyártásuk és feldolgozásuk, sokféle nyersanyagforrás, alacsony szagú és alacsony illékonyságuk miatt nagy potenciállal rendelkeznek az autóiparban. szerves vegyületek (VOC) tartalma. A termelési kapacitás jelentős növekedésével a PLA politejsav (PLA), mint természeti erőforrásokból származó bioalapú polimer, szintén óriási fejlődésen ment keresztül. A PLA-t kémiailag szintetizálják természetes kukoricából. Ezt az anyagot kidobás után a mikroorganizmusok CO2-ra és H2O-ra bonthatják anélkül, hogy környezetszennyezést okoznának, és új öko-anyagként ismerik el, amely zöld és fenntartható a 21. században.

TPU anyagok alkalmazása autókábelekben

A hőre lágyuló poliuretán (TPU) anyagok nemcsak kiváló teljesítményt nyújtanak, hanem biológiailag lebomlanak (3-5 év) és újrahasznosíthatók is. A TPU anyagok fenntartható és környezetbarát tulajdonságai új lehetőséget kínálnak az autókábelek számára, ami segít csökkenteni a kábelekre gyakorolt hatást. környezet.

Kihívások és kilátások

Bár a biológiailag lebomló és környezetbarát autókábelek számos előnnyel rendelkeznek, alkalmazásuk kihívásokkal és korlátokkal szembesül. Például a lebomlás sebességét és hatékonyságát befolyásolják a környezeti feltételek, ami gondos értékelést és az alkalmazási forgatókönyvek kiválasztását igényli. Ugyanakkor a lebomló szigetelőanyagok teljesítményét és stabilitását folyamatosan javítani és tesztelni kell a megbízhatóság és a biztonság érdekében. A jövőben, ahogy a technológia folyamatosan fejlődik és a környezettudatosság növekszik, a biológiailag lebomló és környezetbarát autóipari kábelek várhatóan nagyobb szerepet fognak játszani az autóiparban, ami az egész iparágat egy környezetbarátabb és fenntarthatóbb irányba tereli.