Применение современных керамических материалов в транспортных средствах на новых источниках энергии.
В индустрии электромобилей применение различных передовых материалов является основой, поддерживающей всю отрасль. В данной статье мы рассмотрим все более важную роль керамики в процессе интеллектуализации электромобилей.
В основных силовых установках электромобилей использование SiC МОП-транзистор-транзисторов обеспечивает увеличение запаса хода на 5–10% по сравнению с традиционными Си ИГБТ, и ожидается, что в будущем они постепенно заменят Си ИГБТ. Однако SiC МОП-транзистор-чипы имеют малую площадь и высокие требования к теплоотводу. Керамический медно-плакированный ламинат представляет собой композитный материал со структурой медь-керамика-медь. Он обладает хорошими характеристиками теплоотвода, высокой изоляцией, высокой механической прочностью, согласованием теплового расширения с чипами, а также высокой токопроводящей способностью, хорошими характеристиками сварки и соединения и высокой теплопроводностью бескислородной меди. Он практически стал необходимым выбором для SiC МОП-транзистор в области электромобилей. Керамические подложки из нитрида кремния обладают превосходной теплоотдачей и высокой надежностью, что делает их одним из ключевых упаковочных материалов для SiC МОП-транзистор-модулей.
Керамические реле
Технология электронного управления является важным показателем уровня развития новых энергосберегающих электромобилей, а высоковольтные керамические реле постоянного тока — это основные компоненты электронных систем управления. В высоковольтном вакуумном реле постоянного тока керамический изолятор скользит между подвижным контактным узлом и приводным стержнем в вакуумной камере, герметизированной металлом и керамикой, обеспечивая хорошую электрическую изоляцию между подвижным и неподвижным контактами в любом состоянии проводимости или разомкнутости, поддерживая магнитную цепь с магнитными пластинами ярма реле и железными сердечниками и т. д., и обеспечивая способность реле гасить дугу при коммутации высоковольтных нагрузок постоянного тока. Дуга является основной причиной возгорания транспортных средств. Только реле, обеспечивающие бесперебойное соединение и разомкнутость, могут коренным образом решить проблему возгорания.
Керамический корпус реле
Керамические предохранители
Предохранители — это устройства, используемые для защиты цепей от перегрузки по току. В процессе работы предохранитель подключается последовательно к цепи, и через него протекает ток нагрузки. При коротком замыкании или перегрузке в цепи тепловое воздействие перегрузки по току расплавляет и испаряет элемент предохранителя, создавая зазор, в котором возникает дуга. Предохранитель отключает неисправную цепь, гася дугу, тем самым защищая цепь.
Автомобильные предохранители делятся на низковольтные и высоковольтные, при этом высоковольтная защита в основном применяется в электромобилях. Применяемое напряжение обычно составляет 60–1500 В постоянного тока, и они в основном используются для защиты основных и вспомогательных цепей силовых предохранителей (высоковольтные предохранители для электромобилей). Поскольку рынок электромобилей вступает в эпоху без субсидий, а потребительский спрос стимулирует развитие высоковольтных платформ, требования к безопасности в высоковольтных зонах, таких как быстрая зарядка, двигатели, силовые устройства и т. д., нельзя игнорировать. Стабильность и быстрое срабатывание предохранителей будут и впредь демонстрировать высокие темпы роста в условиях стремительного развития электромобилей.
Керамические предохранители
Многослойные керамические конденсаторы (MLCC)
Многослойные керамические конденсаторы (MLCC) известны как «многослойные» в электронной промышленности и являются одними из наиболее широко используемых пассивных электронных компонентов в мире. Практически вся бытовая электроника требует использования компонентов MLCC. По сравнению с традиционными автомобилями, уровень электрификации электромобилей значительно возрос. От новых электронных систем управления и управления батареями до аудио- и развлекательных систем, систем ADAS и полностью автономных систем вождения, повышение уровня электрификации транспортных средств значительно способствовало росту использования автомобильных MLCC.
Многослойные керамические конденсаторы
Применение керамических подшипников в электромобилях стало трендом. Электромобили предъявляют всё более высокие требования к автомобильным подшипникам. Во-первых, по сравнению с традиционными подшипниками, подшипники электродвигателей имеют более высокие скорости вращения и требуют материалов с меньшей плотностью и лучшей износостойкостью. Во-вторых, из-за изменяющегося электромагнитного поля, вызванного переменным током в двигателе, необходима лучшая изоляция для снижения коррозии подшипников, вызванной электрическим разрядом. В-третьих, поверхность шариков подшипника должна быть более гладкой и менее изнашиваться. Керамические шарики обладают такими характеристиками, как низкая плотность, высокая твердость и превосходная износостойкость, что делает их пригодными для высокоскоростного вращения в условиях высоких температур, сильного магнитного поля и высокого вакуума. В этих областях они незаменимы.
В двигателях Тесла для выходных валов используются керамические подшипники, а именно гибридные керамические подшипники, разработанные компанией НСК, с 50 шариками из нитрида кремния. В двигателе Ауди ATA250 также используются керамические подшипники для двух внутренних подшипников ротора.
Керамические подшипники
Карбон-керамические тормозные диски
Углеродно-керамический (C/C-SiC) композитный материал — это новый тип материала для тормозных колодок, разработанный на основе углеродно-углеродных композитных материалов. В качестве армирующего каркаса используется трехмерный иглопробивной войлок из углеродного волокна, а композит создается путем осаждения углерода, SiC и остаточного кремния. Этот материал сочетает в себе физические свойства углеродного волокна и поликристаллического карбида кремния и обладает такими характеристиками, как высокая термостойкость, высокая теплопроводность и высокая удельная теплоемкость. Кроме того, углеродно-керамические тормоза обладают преимуществами легкости и износостойкости. Они не только продлевают срок службы тормозных дисков, но и позволяют избежать проблем, вызванных нагрузкой. Согласно исследованиям, пара углеродно-керамических тормозных дисков может снизить вес системы подвески автомобиля на 20 кг по сравнению с чугунными тормозными дисками того же размера, что может увеличить запас хода электромобилей примерно на 50 км. В контексте электрификации, интеллектуализации и высокотехнологичных тенденций развития в индустрии электромобилей, углеродно-керамические тормозные системы могут значительно улучшить скорость реакции автомобиля, сократить тормозной путь и, как ожидается, станут лучшими исполнительными механизмами для управления торможением. Их можно рассматривать как ключевые облегченные компоненты для будущих электромобилей.
Керамические тормозные диски
Керамические герметизирующие разъемы для батарей
Керамические герметизирующие соединители для батарей являются важным компонентом электромобилей на новых источниках энергии. Они используются для создания герметичных и проводящих соединений между крышкой батареи и электродным столбиком в электромобилях на новых источниках энергии.
Керамика обладает превосходной электроизоляцией и механической прочностью, что делает её всё более распространённой в электронной промышленности в качестве герметизирующих компонентов. В последние годы ведущие производители аккумуляторов постепенно заменяют распространённые пластиковые уплотнения керамическими, что значительно повышает безопасность.
Соединители для герметизации батарей
Керамические разделители батарей
В настоящее время основными мембранами являются полиолефиновые, однако их термическая стабильность относительно низка. Температуры плавления полипропилена (ПП) и полиэтилена (ПЭ) составляют 165 °C и 135 °C соответственно, что может создавать потенциальные проблемы безопасности, поскольку мембрана сжимается или плавится при высоких температурах, что приводит к внутренним коротким замыканиям, пожарам или даже взрывам. В ответ на это были приняты различные методы повышения термической стабильности мембран, и нанесение слоя неорганических керамических частиц на мембраны из ПП или ПЭ считается наиболее эффективным и экономичным методом. Керамические материалы обеспечивают высокую термостойкость, а клеи обеспечивают адгезию для поддержания структурной целостности покрытия и всей композитной мембраны. С одной стороны, такая мембрана с керамическим покрытием эффективно повышает безопасность литий-ионных батарей, предотвращая короткие замыкания при высоких температурах благодаря улучшенной термической стабильности. С другой стороны, мембрана с керамическим покрытием обладает хорошими смачивающими и удерживающими жидкость свойствами по отношению к электролитам и материалам положительного/отрицательного электрода, что значительно повышает производительность и срок службы батареи. К числу широко используемых керамических материалов относятся альфа-оксид алюминия, бёмит, SiO2, CeO2, MgAl2O4, ZrO и TiO2.
Керамика покрытие слой
Компания СЯМЕНЬ МАСКА ТЕХНОЛОГИЯ CO., ООО. — это авторитетный и надежный поставщик, специализирующийся на производстве и продаже технических керамических деталей. Мы предлагаем изготовление на заказ и высокоточную механическую обработку широкого спектра высокоэффективных керамических материалов, включая керамика из оксида алюминия, циркониевая керамика, нитрид кремния, карбид кремния, нитрид бора, нитрид алюминия и обрабатываемая стеклокерамикаВ настоящее время наши керамические детали используются во многих отраслях промышленности, таких как машиностроение, химическая промышленность, медицина, полупроводниковая промышленность, автомобилестроение, электроника, металлургия и др. Наша миссия — предоставлять высококачественные керамические детали пользователям по всему миру, и нам доставляет огромное удовольствие видеть, как наши детали эффективно работают в конкретных областях применения наших клиентов. Мы можем сотрудничать как в разработке прототипов, так и в серийном производстве. Обращайтесь к нам, если у вас есть какие-либо вопросы.
