Elektromobilių aukštos įtampos kabelių medžiagų plėtros tendencijos: kur kita didelė galimybė?

Įvadas į aukštos įtampos kabelius elektromobiliuose

Aukštos įtampos kabelių vaidmuo elektrinėse transporto priemonėse

Elektrinės transporto priemonės (EV) – tai ne tik baterijos ir varikliai – tai sudėtingos sistemos, kuriose kiekvienas komponentas atlieka svarbų vaidmenį užtikrinant našumą, saugumą ir efektyvumą. Tarp jų:aukštos įtampos (HV) kabeliaiyra būtini, tačiau dažnai nepastebimi komponentai. Šie kabeliai veikia kaip transporto priemonės arterijos, perduodančios energiją iš akumuliatoriaus į keitiklį, iš keitiklio į variklį ir tarp įvairių sistemų, kurioms veikti reikalinga aukšta įtampa, pavyzdžiui, oro kondicionierių, šildytuvų ir net pagalbinių įkroviklių.

Skirtingai nuo žemos įtampos kabelių, aukštos įtampos kabeliai turi atlaikyti žymiai didesnes sroves ir įtampas – dažnai diapazone nuo400 V iki 800 V, kai kurioms sistemoms stumiant link1000 V ir daugiauŠie kabeliai taip pat turi veikti uždaroje ir termiškai aktyvioje automobilio važiuoklės aplinkoje, todėlmedžiagos našumas ir ilgaamžiškumaskritiškas.

Paprastai tariant: be patikimų, didelio našumo kabelių medžiagų elektromobiliai negali veikti saugiai ar efektyviai. Tobulėjant elektromobilių technologijoms, ypač siekiant aukštesnės įtampos ir greitesnio įkrovimo, pažangių kabelių medžiagų vaidmuo tampa dar svarbesnis. Ir būtent čia ir įvyks kitas didelis šuolis.

Įtampos lygiai ir galios reikalavimai

Didėjantys šiuolaikinių elektromobilių našumo reikalavimai yra tiesiogiai susiję suįtampos eskalavimasAnkstyvosiose elektromobilėse buvo naudojamos 300–400 V sistemos, tačiau naujesniuose modeliuose (ypač didelio našumo automobiliuose, tokiuose kaip „Porsche Taycan“ ar „Lucid Air“) naudojamos...800 V architektūrosPrivalumai:

• Greitesnis įkrovimo laikas

• Sumažintas kabelio storis

• Pagerintas energijos tiekimo efektyvumas

• Geresnis šilumos valdymas

Tačiau esant aukštesnei įtampai, kyla ir didesnė rizika:

• Stipresnės izoliacinės medžiagosReikalingi dielektriko gedimo prevencijai.

• Tvirtesnis ekranavimasreikalingas apsaugai nuo elektromagnetinių trukdžių (EMI).

• Pažangus šiluminis atsparumastampa labai svarbu atlaikyti didelės srovės tekėjimo metu susidarančią šilumą.

Šis elektros energijos paklausos šuolis skatina skubų poreikįnaujos kartos kabelių medžiagoskuris gali atlaikyti aukštesnę įtampą nedidinant dydžio, svorio ar kainos.

Kabelių išdėstymo ir maršrutizavimo iššūkiai elektromobiliuose

Elektromobilių kabelių sistemų projektavimas yra erdvinis galvosūkis. Inžinieriai turi įveikti griežtus pakavimo apribojimus, kartu užtikrindami saugumą ir našumą. Aukštos įtampos kabeliai dažnai tiesiami:

• Palei apatinę kėbulo dalį

• Per baterijų skyrius

• Variklio ir keitiklio zonose

• Šalia aušinimo linijų arba šilumą generuojančių komponentų

Tai sukuria daug iššūkių:

• Lenkimas ir lankstymasbe žalos ar našumo praradimo

• Atsparumas alyvai, aušinimo skysčiui ir kitiems automobilių skysčiams

• Atsparumas vibracijaiper ilgą transporto priemonės eksploatavimo laiką

• Terminio poveikio valdymas, ypač šalia akumuliatorių ir variklių

Kabelių medžiagos turi būtilabai lankstus, termiškai stabilusirchemiškai inertiškasatlaikyti šiuos iššūkius nepakenkiant energijos tiekimui ir nekeliant pavojaus saugumui.

Tradicinės medžiagos, naudojamos vidaus degimo variklių automobiliuose, čia tiesiog netinka. Elektromobiliams keliami konkretūs reikalavimai reikalauja...radikaliai kitoks požiūrisiki kabelių inžinerijos – ir medžiagos yra šios transformacijos pagrindas.

Dabartinės medžiagos, naudojamos elektromobilių aukštos įtampos kabeliuose

Įprastos laidininkų medžiagos: varis ir aliuminis

Renkantis aukštos įtampos kabelių laidininkus, pagrindiniai veiksniai yra laidumas ir svoris. Dvi dominuojančios medžiagos yra:

1. Varis:

   • Didelis laidumas

   • Puikus lankstumas

   • Sunkus ir brangus

   • Įprasta trumpų arba lanksčių kabelių taikymuose

2. Aliuminis:

   • Mažesnis laidumas (~60 % vario)

   • Daug lengvesnis ir ekonomiškesnis

   • Reikalingi didesni skerspjūviai, kad būtų galima perduoti tą pačią srovę

   • Jei netinkamai izoliuotas, jautrus korozijai

Nors varis vis dar plačiai naudojamas,aliuminis populiarėja– ypač ilguose kabelių ruožuose didesnėse elektromobilių platformose arba elektriniuose sunkvežimiuose. Dabar daugelis automobilių gamintojų taikohibridiniai dizainai, siekiant subalansuoti našumą ir kainą, lankstumui itin svarbiose srityse naudojamas varis, o mažiau reikliems segmentams – aliuminis.

Izoliacinės medžiagos: XLPE, PVC, silikonas ir TPE

Didžioji dalis inovacijų diegiama izoliacinėse medžiagose. Poreikiai aiškūs:šiluminė varža, mechaninis lankstumas, cheminis atsparumasiratsparumas liepsnaiĮprastos medžiagos apima:

• XLPE (susietas polietilenas):

  • Didelis dielektrinis stiprumas

  • Puikus terminis stabilumas

  • Vidutinis lankstumas

  • Neperdirbama (termoreaktyvi medžiaga)

• PVC (polivinilchloridas):

  • Maža kaina

  • Ugnį slopinantis

  • Prastas atsparumas karščiui ir cheminėms medžiagoms

  • Palaipsniui atsisakoma ekologiškesnių alternatyvų

• Silikoninė guma:

  • Ypač lankstus

  • Didelis atsparumas karščiui (iki 200 °C)

  • Brangus ir linkęs plyšti

• TPE (termoplastiniai elastomerai):

  • Perdirbama

  • Geras lankstumo ir ilgaamžiškumo balansas

  • Vidutinė šiluminė varža

  • Tapimas pasirinkta medžiaga naujesniuose dizainuose

Kiekviena iš šių medžiagų turi privalumų ir trūkumų, ir gamintojai dažnai juos derina.daugiasluoksnės struktūroskad būtų įvykdyti konkretūs techniniai ir norminiai reikalavimai.

Ekranuojančios ir apvalkalo konstrukcijos

Elektromobilių aukštos įtampos kabeliai turi būti ekranuoti, kad būtų sumažintas elektromagnetinis trikdis, galintis trikdyti transporto priemonės elektroniką, jutiklius ir net informacines bei pramogines sistemas. Standartinės ekranavimo konfigūracijos apima:

• Aliuminio-Mylar folija su drenažo laidais

• Pinti vario tinklelio skydai

• Spirale apvyniota metalinė juosta

Išorinis apvalkalas turi būti tvirtas ir atsparus dilimui, chemikalams ir aplinkos poveikiui. Įprastos apvalkalo medžiagos yra šios:

• TPU (termoplastinis poliuretanas)Puikus atsparumas dilimui ir lankstumas

• Ugniai atsparūs poliolefinai

• HFFR (be halogenų antipireniniai) junginiai

Sistemoms vystantis linkintegruota architektūra(mažiau kabelių su daugiafunkcinėmis galimybėmis), spaudimas sukurti šiuos sluoksnius yra didelisplonesnis, lengvesnis, išmanesnis ir ekologiškesnis.

Pagrindiniai EV HV kabelių medžiagų eksploataciniai reikalavimai

Atsparumas karščiui ir terminis stabilumas

Vienas iš svarbiausių reikalavimų elektromobilių aukštos įtampos (HV) kabelių medžiagoms yraatsparumas ekstremalioms temperatūromsElektromobiliai eksploatacijos metu išskiria daug šilumos, ypač vietose šaliaakumuliatorių blokas, keitiklis ir elektros variklisAukštos įtampos kabeliai dažnai eina per šias zonas ir turi atlaikyti:

• Nuolatinės temperatūrostarp125 °C ir 150 °C

• Aukščiausia temperatūraviršijantis200 °Cesant dideliam apkrovimui

• Terminis ciklas, kuris laikui bėgant sukelia medžiagų plėtimąsi ir susitraukimą

Jei kabelio medžiaga dėl karščio suyra, tai gali sukelti:

• Elektros gedimai

• Trumpieji jungimai

• Gaisro rizika

• Sumažintas kabelio tarnavimo laikas

Štai kodėl tokios medžiagos kaipXLPE, silikonasirfluoropolimeraitapo populiarios dėl izoliacijos, tuo tarpuTPEyra kuriami taip, kad pasižymėtų panašiu atsparumu lankstesniais ir perdirbamesniais formatais.

Termiškai stabilios kabelių medžiagos taip pat atlieka svarbų vaidmenį mažinantmažinant galią—poreikis padidinti kabelių dydį, kad būtų atsižvelgta į našumo praradimą karštoje aplinkoje. Naudodami termiškai atsparesnes medžiagas, gamintojai gali išlaikyti kabeliuskompaktiškas ir efektyvus, taupant ir vietą, ir svorį.

Lankstumas ir lenkimo spindulys

Elektrinės transporto priemonės yra prikimštos ankštų kampų, daugiasluoksnių skyrių ir išlenktų važiuoklės linijų. Aukštos įtampos kabeliai turi būti vingiuoti per juos nepatirdami problemų.mechaninis įtempis, deformacijos įtrūkimaiarbalenkimasŠtai kurmedžiagos lankstumastampa nekeičiama savybe.

Pagrindiniai lankstumo iššūkiai:

• Staigūs lenkimo spinduliaivariklio skyriuose arba šalia ratų arkų

• Judėjimas ir vibracijatransporto priemonės eksploatavimo metu

• Robotų surinkimas, kuriam gamybos metu reikalingas pasikartojantis, tikslus lenkimas

Lanksčios kabelių medžiagos, tokios kaipsilikonasirpažangūs TPE mišiniaiyra pageidaujami, nes jie:

• Atlaikyti dažnus judesius ir vibraciją

• Nepraraskite izoliacijos vientisumo esant apkrovai

• Įgalinti greitesnius, automatizuotus gamybos procesus

Kai kurie modernūs dizainai netgi apimaatlenkiami arba spiraliniai kabeliai, ypač įkraunant įkraunamų hibridinių transporto priemonių komponentus ar dalis. Šioms reikmėms reikalingos medžiagos, kurios yra ne tik lankstios, bet ir puikiai atspariosformos atmintis ir elastingumo atsistatymas.

EMI ekranavimas ir signalo vientisumas

Elektromagnetiniai trukdžiai (EMI) kelia rimtą susirūpinimą elektromobiliuose. Kadangi juose yra daugybė skaitmeninių komponentų – ADAS sistemų, borto diagnostikos sistemų, jutiklinių ekranų ir radarų jutiklių – bet koks elektrinis triukšmas iš jėgos agregato gali sukelti gedimus arba pabloginti našumą.

Aukštos įtampos kabeliai elgiasi kaipantenos, galintys skleisti arba sugerti klaidingus signalus. Siekiant tai sušvelninti:

• Apsauginiai sluoksniai(pvz., aliuminio folija ir pintas varis) naudojami laidininkams apvynioti.

• Įžeminimo laidininkaiyra įtraukti siekiant saugiai išsklaidyti EMI.

• Izoliacinės medžiagosyra suprojektuoti taip, kad blokuotų gretimų sistemų tarpusavio trikdžius.

Abiejuose panaudota medžiagaekranavimas ir izoliacijaprivalo pasiūlyti:

• Didelis dielektrinis stiprumas

• Mažas laidumas

• Pastovus laidumas ir talpa

Tai ypač svarbu800 V+ sistemos, kur aukštesni dažniai ir greitesnis perjungimas apsunkina elektromagnetinių trukdžių slopinimą. Kabelių medžiagos turi prisitaikyti priesignalo aiškumo reikalavimai, ypač kai autonominio vairavimo ir ryšio funkcijos tampa vis labiau priklausomos nuo nepertraukiamų duomenų srautų.

Atsparumas ugniai ir saugos atitiktis

Saugumas yra automobilių dizaino kertinis akmuo. Naudojant aukštos įtampos sistemas,atsparumas ugniaiyra privaloma – ne tik pageidautina. Jei kabeliai perkaista arba įvyksta trumpasis jungimas, jie turi:

• Užkirsti kelią užsidegimui

• Uždelsti liepsnos plitimą

• Išskiria mažai dūmų ir nėra toksiškų halogenų

Tradiciniai antipireniniai sprendimai, kuriais remiamasihalogeninti junginiai, tačiau degdami jie išskiria kenksmingas dujas. Šiandien pirmaujančiose kabelių konstrukcijose naudojami:

• Halogenų neturinčios antipireninės (HFFR) medžiagos

• Silikono kompozitai su savaime gesinančiomis savybėmis

• Specialiai sukonstruoti poliolefinai ir termoplastikai

Šios medžiagos atitinka griežtus automobilių priešgaisrinės saugos standartus, įskaitant:

• UL 94 (vertikalus degimo bandymas)

• FMVSS 302 (Vidaus medžiagų degumas)

• ISO 6722-1 ir 14572 automobilių laidų saugumui

Elektromobiliuose kabelių gaisrai kelia pavojų ne tik techninei įrangai – jie yragyvybės saugumo problemaDabar kuriamos aukštos kokybės izoliacinės ir apvalkalo medžiagos, kurios sumažina gaisro pavojų net ir esant dideliam terminiam ir elektros poveikiui, ypač avarijų ar sistemos gedimų atveju.

Naujos tendencijos elektromobilių aukštos įtampos kabelių projektavimo srityje

Lengvos laidinės medžiagos energijos vartojimo efektyvumui

Svoris yra vienas iš svarbiausių elektrinių transporto priemonių našumo ir efektyvumo veiksnių. Sumažinus transporto priemonės svorį, pagerėja nuvažiuojamas atstumas, pagreitis ir bendros energijos sąnaudos. Nors šiuo atžvilgiu daugiausia dėmesio skiriama akumuliatoriams ir varikliams,Trosai taip pat labai prisideda prie transporto priemonės svorio– ypač aukštos įtampos sistemose.

Tradiciškai,varisbuvo laidininkų standartas dėl didelio elektros laidumo. Tačiau jis yratankus ir sunkusŠtai kuraliuminis ir aliuminio lydiniaiužeikite. Tai yra:

• 50 % lengvesnis nei varis

• Ekonomiškesnis

• Dabar galima įsigyti pažangių formulių, pasižyminčių geresniu laidumu ir apsauga nuo korozijos

Automobilių gamintojai vis dažniau taikoaliuminio pagrindu pagaminti aukštos įtampos kabeliaiilgiems, didelės galios maršrutams, ypač tarp akumuliatorių blokų ir keitiklių. Kompromisas? Reikia šiek tiek storesnių kabelių, kad atitiktų vario laidumą, betbendras sistemos svoris yra žymiai sumažintas.

Kita riba apima:

• Hibridiniai vario-aliuminio laidininkai

• Pažangūs lydiniaikurie pagerina laidumą nepadidinant išlaidų ar sudėtingumo

• Paviršiaus apdorojimaskurie apsaugo nuo galvaninės korozijos tarp skirtingų metalų

Šis laidininkų medžiagų pokytis yra tyli revoliucija, leidžianti pagerinti elektromobilių nuvažiuojamą atstumą ir optimizuoti energijos sąnaudas neaukojant saugumo ar našumo.

Behalogenės ir perdirbamos izoliacijos technologijos

Griežtėjant aplinkosaugos taisyklėms ir augant vartotojų paklausai ekologiškesniems produktams, daromas spaudimas vystytisekologiškos kabelių izoliacinės medžiagosTradiciškai izoliacijai buvo naudojami halogeninti antipirenai ir susietos medžiagos, kurios yra:

• Sunku perdirbti

• Pavojinga deginant

• Gamybai keliami aplinkos mokesčiai

Įeitibehalogenis liepsną slopinantis (HFFR)junginiai irperdirbami termoplastiniai elastomerai (TPE)Šios medžiagos siūlo:

• Puikus atsparumas liepsnai

• Mažas dūmingumas, nulinė halogenų emisija

• Perdirbamumas pasibaigus produkto gyvavimo ciklui

• Panašus lankstumas ir šiluminės savybės kaip ir tradicinių junginių

Daugelis kabelių gamintojų dabar kuriavisiškai perdirbamos kabelių konstrukcijos, kur visus sluoksnius, įskaitant izoliaciją, ekranavimą ir apvalkalą, galima atskirti ir pakartotinai naudoti. Tai sumažina:

• Sąvartyno atliekos

• Su kabelių šalinimu susijęs CO₂ išmetimas

• Pavojingas poveikis transporto priemonės išardymo ar avarijų metu

Ši tendencija taip pat padeda automobilių gamintojamsatitikti ES eksploatuoti netinkamų transporto priemonių (ELV) direktyvas, kurie įpareigoja 95 % transporto priemonės medžiagų būti perdirbamos arba pakartotinai naudojamos.

Miniatiūrizacijos ir didelio tankio kabelių sprendimai

Tobulėjant elektromobilių platformoms, daroma didelė pastanga sumažinti laidų užimamą vietą. Tikslai yra šie:

• Atlaisvinkite vietoskitoms transporto priemonių sistemoms

• Sumažinkite šilumos kaupimąsikabelių pluoštuose

• Mažesnis svoris ir medžiagų sunaudojimas

Kabelių inžinieriai dabar daugiausia dėmesio skiriaaukštos įtampos kabelių miniatiūrizavimasneaukojant įtampos vardinės vertės ar saugumo. Tai apima:

• Naudojant didelio dielektriškumo medžiagasleisti plonesnius izoliacijos sluoksnius

• Maitinimo ir signalinių linijų sujungimaskompaktiškuose moduliniuose mazguose

• Plokščių arba ovalo formos kabelių kūrimaskurie užima mažiau vertikalios erdvės

Miniatiūrinius kabelius taip pat lengviau valdyti robotų gamybos metu, todėl galima efektyviauautomatizuotas maršrutizavimas ir pritvirtinimas, o tai sumažina darbo sąnaudas ir pagerina surinkimo tikslumą.

Didelio tankio kabelių konstrukcijos yra labai svarbios:

• Didelės baterijų sąnaudos transporto priemonės

• eVTOL (elektriniai vertikalaus kilimo ir tūpimo orlaiviai)

• Galingi elektromobiliai ir kompaktiški miesto elektromobiliai, kur trūksta vietos

Tai karšta inovacijų sritis, kurioje reguliariai atsiranda naujų patentų ir prototipinių medžiagų.

Integracija su transporto priemonių šilumos valdymo sistemomis

Elektromobiliai išskiria daug šilumos, o tos šilumos valdymas yra labai svarbus ne tik našumui, bet irsaugumas ir ilgaamžiškumasPatys aukštos įtampos kabeliai dabar integruojami į transporto priemonėsšilumos valdymo sistemapalaikyti optimalią darbinę temperatūrą.

Nauji sprendimai apima:

• Termiškai laidūs izoliacijos sluoksniaikurie efektyviau išsklaido šilumą

• Skysčiu aušinami kabelių pluoštainukreiptas kartu su akumuliatorių blokais

• Fazinį kaitą keičiančios medžiagosįmontuotas į kabelio apvalkalą, kad sugertų šiluminius šuolius

• Šilumą išsklaidantys striukių dizainaisu ventiliuojamais arba briaunuotais paviršiais

Šio tipo integracija yra būtina, nesitin greito įkrovimo scenarijai, kur srovės lygis smarkiai padidėja ir kabeliai greitai įkaista.

Padėdami valdyti šią šilumą tiesiogiai per kabelines medžiagas, elektromobilių gamintojai gali:

• Venkite sistemos perkaitimo

• Prailginkite kabelio ir jungties tarnavimo laiką

• Pagerinkite įkrovimo našumą ir saugą

Ši elektrotechnikos ir šiluminės inžinerijos konvergencija yra vienas įdomiausių ir būtiniausių kabelių technologijos pokyčių, skirtų naujos kartos elektromobiliams.

Technologinės inovacijos, formuojančios ateitį

Nanomedžiagomis sustiprinti laidininkai ir izoliatoriai

Nanotechnologijos keičia medžiagų mokslą įvairiose pramonės šakose, ir elektromobilių aukštos įtampos kabeliai nėra išimtis. ĮtraukdaminanomedžiagosĮ laidininkus ir izoliacijos sluoksnius gamintojai atveria naujus našumo lygius.

Laidininkuose, nanomedžiagos, tokios kaipgrafenasiranglies nanovamzdeliaiyra ieškoma dėl:

• Pagerintas laidumassu lengvesniu svoriu

• Didesnis lankstumasnepažeidžiant konstrukcijos vientisumo

• Patobulintos šiluminės ir elektromagnetinės savybės

Šie patobulinimai galiausiai gali lemtilaidininkai, kurių charakteristikos yra lygios arba geresnės už varį, bet su daug mažesniu svoriu – idealus sprendimas energiją taupantiems, didelio našumo elektromobiliams.

Izoliacijoje, nanofilleriai, tokie kaip:

• Nano-silicio dioksidas

• Aliuminio oksido nanodalelės

• Molio pagrindu pagaminti nanokompozitai

pridedami prie polimerų, kad būtų galima:

• Padidinkite dielektrinį stiprumą

• Padidinkite atsparumą daliniam iškrovimui ir sekimui

• Pagerinti šilumos laidumąšilumos išsklaidymui

Šios nanotechnologijomis sustiprintos medžiagos taip pat galisumažinti izoliacijos storį, įgalinantmažesni, lengvesni kabeliaisu didesniu įtampos tolerancija – tai esminis poreikis 800 V ir didesnės įtampos elektromobilių architektūrose.

Nors nanomedžiagomis sustiprintos kabelių technologijos vis dar yra pažengusios kūrimo stadijoje, tikimasi, kad joskomerciškai plėsti per ateinančius 5–10 metų, skatindamas naujos kartos kabelinės televizijos našumo bangą.

Išmanieji kabeliai su integruotais jutikliais

Elektromobilių sistemos artėja prie visiško jungiamumo ir stebėjimo realiuoju laiku – ne tik vartotojo sąsajose, bet ir giliai savo infrastruktūroje.Išmanieji aukštos įtampos kabeliaidabar yra kuriami suįmontuoti jutikliaikuris gali stebėti:

• Temperatūra

• Įtampos ir srovės apkrova

• Mechaninis įtempimas ir nusidėvėjimas

• Drėgmės ar izoliacijos pažeidimai

Šie kabeliai veikia kaipdiagnostikos įrankiai, padedant:

• Numatykite nesėkmes prieš joms įvykstant

• Optimizuokite energijos paskirstymą visoje transporto priemonėje

• Apsaugokite nuo perkaitimo ir elektros žalos

• Prailginkite visų elektros energijos sistemų tarnavimo laiką

Ši inovacija remia platesnį judėjimą linknuspėjamoji priežiūrairtransporto priemonių būklės stebėjimo sistemos– itin svarbus transporto priemonių parko valdymui, autonominio vairavimo saugumui ir garantijų optimizavimui.

Jutiklių integravimas taip pat susijęs suborto diagnostikos sistemos (OBD)irdebesijos pagrindu veikiančios elektromobilių valdymo platformos, užtikrinant, kad kiekviena transporto priemonės dalis, net ir laidai, galėtų būti transporto priemonės smegenų dalimi.

Bendro ekstruzijos metodai sluoksnių efektyvumui

Tradiciškai aukštos įtampos kabeliai gaminami atskirai išspaudžiant kiekvieną sluoksnį – laidininką, izoliaciją, ekraną, apvalkalą – dažnai tam reikia kelių etapų ir rankinio surinkimo. Tai yra daug darbo reikalaujantis, daug laiko reikalaujantis ir linkęs į nenuoseklumus.

Bendras ekstruzijoskeičia tai. Šio proceso metu išspaudžiami keli kabelio sluoksniaivienu metu, sujungiant įvientisa, vientisa struktūra.

Koekstruzijos privalumai:

• Pagerintas sluoksnių sukibimas, sumažinant delaminacijos ar vandens patekimo riziką

• Didesnis gamybos greitis

• Mažesni metalo laužo tarifai

• Kompaktiškesni ir vienodesni kabelių dizainai

Pažangios bendrojo ekstruzijos sistemos gali apimtitrys, keturi ar net penki sluoksniaivieno gamybos etapo metu, sujungiant:

• Laidininko izoliacija

• EMI ekranavimas

• Termiškai laidūs sluoksniai

• Išoriniai apsauginiai apvalkalai

Šis gamybos proveržis padeda patenkinti augančią paklausąmasinė elektromobilių kabelių gamybanepakenkiant kokybei ar dizaino lankstumui.

Dielektrinio stiprumo ir įtampos atsparumo naujovės

Elektromobiliams stumiantis linkitin aukštos įtampos sistemos– 800 V, 1000 V ir daugiau – tradicinės izoliacinės medžiagos pradeda pasiekti savo eksploatacinių savybių ribas. Esant šioms įtampoms, izoliacija turi atlaikyti:

• Dideli elektriniai laukai

• Koronos iškrova

• Sekimas ir lankinis judėjimas ankštose erdvėse

Štai kodėl kuria mokslinių tyrimų ir plėtros komandasnaujos kartos dielektrinės medžiagoskurie sujungia:

• Didesnės gedimo įtampos vertės

• Puikus atsparumas senėjimui ir drėgmei

• Plonesni sluoksniai geresniam erdvės efektyvumui

Kai kurios perspektyvios technologijos apima:

• Silikonu sumaišyti polimeraisu išskirtinėmis įtampos palaikymo galimybėmis

• Fluoropolimerais laminuotos izoliacijosskirtas atšiaurioms cheminėms ir temperatūros aplinkoms

• Termoplastiniai nanokompozitaidielektriniam sutvirtinimui

Šios naujovės ne tik padidina saugos ribas, bet ir leidžiaplonesni ir lengvesni kabelių profiliai, kuris gali būti labai svarbus projektuojant transporto priemones, ypač kompaktiškus elektromobilius ar elektrinius orlaivius.

Ateinančiais metaisstandartinės izoliacinės medžiagos, tokios kaip XLPE, gali būti palaipsniui pakeistosšių pažangių formulių našumo elektromobiliuose.

Reguliavimo standartai ir pramonės gairės

ISO, IEC, SAE ir GB standartų apžvalga

Elektromobilių aukštos įtampos kabelių medžiagoms taikomi įvairūs pasauliniai standartai, kurie užtikrinasaugumas, našumasirsąveikumasskirtingų gamintojų ir rinkų. Pagrindinės reguliavimo institucijos yra šios:

• ISO (Tarptautinė standartizacijos organizacija):

  • ISO 6722-1Nurodo viengyslius kabelius, skirtus 60–600 V įtampai kelių transporto priemonėse.

  • ISO 19642 serijaKonkrečiai apima kelių transporto priemonių kabelius, naudojamus 60 V ir 600 V įtampos taikymuose (įskaitant aukštos įtampos elektromobilius), įskaitant aplinkosauginius, elektrinius ir mechaninius reikalavimus.

• IEC (Tarptautinė elektrotechnikos komisija):

  • IEC 60245irIEC 60332Susiję su gumos izoliacija padengtais kabeliais ir jų atsparumu liepsnai.

  • IEC 61984Jungtys ir sąsajos, susijusios su kabelių sistemomis elektromobilių taikymuose.

• SAE (Automobilių inžinierių draugija):

  • SAE J1654Aukštosios įtampos kabelių, naudojamų automobiliuose, eksploataciniai reikalavimai.

  • SAE J2844irJ2990Elektromobilių saugos gairių ir aukštos įtampos komponentų naudojimo standartai.

• GB/T (Kinijos nacionaliniai standartai):

  • GB/T 25085, 25087, 25088Apibrėžti elektros laidų ir kabelių eksploatacinių savybių standartus automobilių pramonėje Kinijos rinkose.

  • GB/T standartai dažnai atitinka tarptautines normas, tačiau atspindi vietines bandymų sąlygas ir saugos protokolus.

Bet kuriam gamintojui, žengiančiam į naują rinką arba bendradarbiaujančiam su OEM,sertifikavimo atitiktisnėra pasirenkamas. Jis užtikrina teisėtą veikimą ir palaiko pasaulinį transporto priemonių platformų mastelio keitimą.

Šiluminio senėjimo, įtampos atsparumo ir saugos bandymai

Norint patvirtinti aukštos įtampos kabelių medžiagų vientisumą elektromobiliuose, reikia atlikti išsamius bandymus. Šie bandymai imituoja ilgalaikį naudojimą, ekstremalias sąlygas ir galimus pavojus. Pagrindinės bandymų kategorijos apima:

• Terminio senėjimo bandymai:

  • Įvertinkite medžiagų savybes po ilgalaikio karščio poveikio (pvz., 125 °C temperatūroje 3000 ir daugiau valandų).

  • Užtikrinkite, kad izoliacija ir apvalkalai nesutrūkinėtų, nedeformuotųsi ir neprarastų mechaninio stiprumo.

• Dielektrinio pramušimo ir izoliacijos varžos bandymai:

  • Išmatuokite kabelio atsparumą elektros srovės nutrūkimui esant aukštai įtampai.

  • Įprasta bandymo įtampa svyruoja nuo 1 000 V iki 5 000 V, priklausomai nuo vardinės vertės.

• Liepsnos sklidimo bandymai:

  • Vertikalus liepsnos bandymas(IEC 60332-1) irUL 94yra dažni.

  • Medžiagos neturi prisidėti prie gaisro plitimo ar skleisti tankių toksiškų dūmų.

• Šalčio lankstumo ir dilimo bandymai:

  • Įvertinkite kabelio ilgaamžiškumą žiemos sąlygomis ir esant didelei vibracijai.

• Cheminio atsparumo bandymai:

  • Imituoja sąlytį su stabdžių skysčiu, variklio alyva, akumuliatoriaus rūgštimi ir valymo priemonėmis.

• Vandens purškimo ir kondensacijos bandymai:

  • Svarbu kabeliams, nutiestiems po grindimis arba šalia ŠVOK sistemų.

Rezultatai lemia, ar medžiagos yra patvirtintos naudotistandartiniai keleiviniai elektromobiliai, komerciniai sunkvežimiai arba ekstremalioms aplinkomskaip visureigių ir pramoniniai elektromobiliai.

Aplinkosaugos atitiktis: RoHS, REACH, ELV

Renkantis ir sertifikuojant kabelių medžiagas, aplinkosaugos taisyklės yra vienodai svarbios. Jos užtikrina, kadVisa transporto priemonė – net ir jos laidai – yra netoksiška, perdirbama ir ekologiška.

• RoHS (Pavojingų medžiagų naudojimo apribojimas):

  • Uždraudžia arba riboja tokias medžiagas kaip švinas, kadmis, gyvsidabris ir tam tikri antipirenai automobilių laiduose.

  • Visos elektromobilių kabelių medžiagos, skirtos platinimui visame pasaulyje, turi atitikti RoHS reikalavimus.

• REACH (cheminių medžiagų registracija, vertinimas, autorizacija ir apribojimai):

  • Reglamentuoja cheminę saugą Europoje.

  • Reikalauja visiško skaidrumo bet kokioje srityjeLabai didelį susirūpinimą keliančios medžiagos (SVHC)naudojami kabelių junginiuose.

• ELV (Eksploatuoti netinkamų transporto priemonių direktyva):

  • Įgaliojimai, kadbent 95 % transporto priemonėsturi būti perdirbamas arba daugkartinio naudojimo.

  • Skatina perdirbamų ir nehalogenintų kabelių medžiagų kūrimą.

Šių taisyklių laikymasis yra ne tikteisinė atitiktisJis statoprekės ženklo patikimumas, sumažinatiekimo grandinės rizikair užtikrinaaplinkos tvarumasper visą elektromobilio gyvavimo ciklą.

Rinkos varikliai, lemiantys HV kabelių medžiagų inovacijas

Elektromobilių akumuliatorių technologijos pažanga

Elektromobilių akumuliatoriams tobulėjant – tampant tankesniems, greičiau įkraunamiems ir aukštesnės įtampos – kartu turi keistis ir juos laikančios kabelių medžiagos.

Svarbiausi kabelių medžiagų aspektai:

• Didesnis srovės srautas, reikalaujantys storesnių laidininkų arba atsparesnės karščiui izoliacijos

• Įtampos šuoliairegeneracinio stabdymo ir greito greitėjimo metu, todėl reikalingas geresnis dielektrinis stiprumas

• Kompaktiškesni akumuliatorių dizainai, sukuriant erdvės apribojimus kabelių tiesimui

Kabelių sistemos dabar turineatsilikti nuo akumuliatorinių sistemųsiūlydami:

• Didesnisterminis valdymas

• Aukštesnislankstumas

• Geriauelektrinis veikimas esant įtempiui

Gamintojai kuria naujus izoliacinius sluoksnius, kurieatspindi naujausių akumuliatorių modulių terminį ir cheminį stabilumą, užtikrinant sklandžią integraciją ir našumo suderinimą.

Siekite greitesnio įkrovimo ir aukštesnės įtampos

Elektromobilių klientai tikisi greito įkrovimo – idealiu atveju 80 % per 15 minučių ar greičiau. Kad patenkintų šį lūkestį, elektromobilių sistemos pereina prieitin greito įkrovimo infrastruktūranaudojant800 V+ architektūra.

Tačiau greitesnis įkrovimas reiškia:

• Daugiau šilumossusidaro kabeliuose perduodant energiją

• Didesnė srovės piko vertė, įtempiant ir laidininkus, ir izoliaciją

• Didesnė saugumo rizika, ypač esant aplinkos poveikiui

Siekiant tai išspręsti, kabelių medžiagos yra projektuojamos su:

• Geresnis šilumos laidumas

• Sluoksniuotos šilumos išsklaidymo strategijos

• Ugniai atspari, didelio patvarumo izoliacija, atspari terminiams ciklams

Ši inovacija užtikrina, kad laidai netaptųgreitojo įkrovimo ekosistemų kliūtys– tiek transporto priemonėse, tiek nuolatinės srovės greitojo įkrovimo stotelėse.

Svorio mažinimas ilgesniam veikimo nuotoliui

Kiekvienas elektromobilyje sutaupytas kilogramas reiškiadidesnis atstumas arba geresnis efektyvumasTrosai labai prisideda prie automobilio svorio, ypač ilguose, didelės apkrovos maršrutuose, tokiuose kaip:

• Akumuliatoriaus ir keitiklio jungtys

• Įkrovimo įvesties sistemos

• Traukos variklio kabeliai

Šis poreikis paskatino perėjimą prie:

• Aliuminio laidininkai

• Putplasčio arba kompozicinė izoliacija

• Miniatiūriniai kabelių profiliai, pasižymintys dideliu dielektriniu stiprumu

Tikslas? Įgyvendintimaksimali galia su minimaliu medžiagų kiekiu, padedant automobilių gamintojams siekti ilgesnės distancijos, prilygstančios vidaus degimo variklių varikliams.

OEM reikalavimai patvarumui ir ekonomiškumui

Originalios įrangos gamintojai (OEM) taiko griežtesnes specifikacijas abiem atvejais.našumas ir kainaJie nori kabelių, kurie:

• Paskutinisbent 15–20 metųesant atšiaurioms automobilių sąlygoms

• Reikalautiminimali priežiūra ar pakeitimas

• Pagalbaautomatizuotos gamybos ir surinkimo linijos

• Sumažinkite bendras medžiagų sąnaudasneprarandant kokybės

Tai pastūmėjo kabelių tiekėjusmoduliniai dizainai, išmanioji diagnostikairmasinės gamybos pajėgumai– visa tai paremta pažangia medžiagų inžinerija.

Šių reikalavimų laikymasis nėra privalomas – tai yrakaip tiekėjai laimi sutartisir išlikti konkurencingiems elektromobilių rinkoje.

Medžiagų kūrimo ir masinės gamybos iššūkiai

Sąnaudų, našumo ir tvarumo balansavimas

Kurti aukštos kokybės kabelių medžiagas elektrinėms transporto priemonėms yra subtilus balansavimo veiksmas. Inžinieriams ir gamintojams pavesta suderintiterminis, mechaninis ir elektrinis veikimassumažas poveikis aplinkaiirekonomiškumasProblema? Kiekvienas iš šių prioritetų gali prieštarauti vienas kitam.

Pavyzdžiui:

• Aukštos temperatūros medžiagoskaip ir fluoropolimerai, jie gerai veikia, bet yra brangūs ir sunkiai perdirbami.

• Perdirbami termoplastikaisiūlo tvarumo naudą, tačiau gali trūkti pakankamo atsparumo karščiui ar dielektrinio stiprumo.

• Lengvos medžiagossumažinti energijos suvartojimą, tačiau dažnai reikalingos sudėtingos gamybos technologijos.

Siekdami rasti tinkamą pusiausvyrą, gamintojai privalo:

• Optimizuokite medžiagų mišiniusnaudojant hibridinius polimerus arba sluoksniuotą izoliaciją

• Sumažinkite atliekas ir atliekasekstruzijos ir kabelio formavimo metu

• Kurti standartizuotus, keičiamo dydžio kabelių dizainustinka kelioms elektromobilių platformoms

Investicijos į mokslinius tyrimus ir plėtrą yra būtinos, tačiau taip pat svarbiostarpfunkcinis bendradarbiavimastarp medžiagų mokslininkų, gamybos inžinierių ir reguliavimo ekspertų. Sėkmę pasieks tos įmonės, kuriosdiegti naujoves nepakenkiant praktiškumui ar sąnaudų kontrolei.

Pažangių polimerų tiekimo grandinės sudėtingumas

Elektromobilių aukštos įtampos kabeliuose naudojami didelio našumo polimerai, tokie kaip TPE, HFFR ir fluoropolimerai, dažnai remiasi:

• Specializuotų cheminių medžiagų tiekėjai

• Patentuotos formulės

• Sudėtingos sertifikavimo ir tvarkymo procedūros

Tai pristatotiekimo grandinės pažeidžiamumai, ypač pasaulyje, kurį vis labiau veikia:

• Žaliavų trūkumas

• Geopolitinė prekybos įtampa

• Anglies pėdsako apribojimai

Siekdami to išvengti, kabelių gamintojai ieško būdų, kaip:

• Vietinis žaliavų tiekimas

• Vidiniai maišymo ir ekstruzijos įrenginiai

• Medžiagos, kurių prieinamumas visame pasaulyje yra lankstesnis

Savo ruožtu originalios įrangos gamintojai (OEM) reikalauja tiekimo grandinės skaidrumo ir verčia tiekėjus tai daryti.įvairinti medžiagų pasirinkimo galimybesneaukojant našumo ar atitikties reikalavimams. Šis pokytis sukuria galimybiųmažesni, regioniniai medžiagų tiekėjaikuris gali pasižymėti lankstumu ir ištverme.

Integracija į automatizuotas gamybos linijas

Elektromobilių gamybai plečiantis iki milijonų vienetų per metus, automatizavimas nebėra pasirinkimas – tai būtinybė. TačiauKabelių montavimas išlieka viena iš daugiausiai darbo reikalaujančių daliųtransporto priemonių surinkimo.

Kodėl? Nes:

• Aukštos įtampos kabeliai turi būti tiesiami per ankštas, kintamas važiuoklės erdves

• Jų lankstumas priklauso nuo medžiagos ir laidininko dydžio

• Dažnai reikia rankiniu būdu tvarkyti, kad būtų išvengta žalos

Todėl medžiagų inovacijos turi remti:

• Robotų valdymas ir lenkimas

• Nuolatinis susisukimas ir išsivyniojimas

• Standartizuota jungčių integracija

• Iš anksto suformuoti arba iš anksto išvedžioti kabelių rinkiniai

Gamintojai kuriaformą išlaikančios kabelių apvalkalų medžiagoskurie išlaiko formą po lenkimo, taip patmažos trinties striukėskurie lengvai įslysta į trosų kreipiklius ir apatinius spaustukus.

Tie, kuriems pavyksta integruoti medžiagas suautomatizuoti surinkimo procesaiįgis lemiamą pranašumą kainos, greičio ir mastelio keitimo srityse.

Regioninės tendencijos ir inovacijų centrai

Kinijos lyderystė elektromobilių medžiagų inovacijų srityje

Kinija yradidžiausia elektromobilių rinka pasaulyjeir pirmauja aukštos įtampos kabelių medžiagų kūrimo srityje. Kinijos kabelių gamintojai ir medžiagų tiekėjai gauna naudos iš:

• Arti pagrindinių elektromobilių originalios įrangos gamintojųkaip BYD, NIO, XPeng ir Geely

• Vyriausybės paskatos už vietinį medžiagų tiekimą

• Didelės investicijos į atsinaujinančias ir perdirbamas medžiagas

Kinijos mokslinių tyrimų ir plėtros laboratorijos plečia ribas šiose srityse:

• Aliuminio laidininko ekstruzija

• Nanotechnologijomis sustiprintos ugniai atsparios medžiagos

• Integruotos termoelektrinių kabelių sistemos

Kinija taip pat yra pagrindinė eksportuotojaGB reikalavimus atitinkančios aukštos įtampos kabelių sistemos, vis dažniau tiekdama Azijai, Afrikai ir Rytų Europai ekonomiškai efektyvius, vidutinės klasės sprendimus.

Europos dėmesys tvarumui ir perdirbimui

Europos inovacijų centrai, tokie kaip Vokietija, Prancūzija ir Nyderlandai, pabrėžiažiedinės ekonomikos dizainasES reglamentai, pvz.REACHirEksploatuoti netinkamayra griežtesni nei daugumoje kitų regionų, todėl tiekėjai yra skatinami:

• Mažai toksiškos, visiškai perdirbamos kabelių medžiagos

• Termoplastinės izoliacijos sistemos su uždaro ciklo perdirbimu

• Žalioji gamyba, paremta atsinaujinančia energija

Be to, ES projektai, pvz.„Horizon Europe“finansuoti bendrus kabelių gamintojų, automobilių gamintojų ir polimerų tyrėjų mokslinius tyrimus ir plėtrą. Daugelis šių pastangų yra skirtos plėtotistandartizuotos, modulinės kabelių architektūroskurie sumažina medžiagų sunaudojimą ir tuo pačiu padidina našumą.

JAV investicijos į naujos kartos kabelinės televizijos startuolius

Nors JAV elektromobilių rinka vis dar bręsta, joje juntamas stiprus pagreitis.naujos kartos medžiagų inovacijos, ypač iš startuolių ir universitetų atsiskyrusių įmonių. Pagrindinės sritys:

• Grafeno pagrindu pagaminti laidininkai

• Savaime atsistatanti izoliacija

• Išmaniosios kabelinės ekosistemos, susietos su debesijos platformomis

Tokios valstijos kaip Kalifornija ir Mičiganas tapo židiniaisElektromobilių infrastruktūros finansavimas, padėdamas vietos tiekėjams kurti naujus aukštos įtampos kabelių sprendimus „Tesla“, „Rivian“, „Lucid Motors“ ir kitiems vietiniams prekių ženklams.

JAV taip pat pabrėžiakarinės ir kosmoso paskirties kryžminio perdavimo technologija, ypač kalbant apie aukštos kokybės izoliaciją ir lengvą konstrukciją, todėl ji yra lyderėitin našios kabelių sistemosaukštos klasės arba sunkiosioms elektromobiliams.

Bendradarbiavimas Azijos ir Ramiojo vandenyno tiekimo grandinėse

Už Kinijos ribų, tokios šalys kaipPietų Korėja, Japonija ir Taivanastampa inovacijų centrais, skirtaisspecialūs polimerai ir elektronikos kabelių medžiagosDidelės chemijos pramonės įmonės, tokios kaip „LG Chem“, „Sumitomo“ ir „Mitsui“, yra šios:

• VystomaTPE ir XLPE variantaisu geresnėmis savybėmis

• Teikimasmažo dielektriškumo ir elektromagnetinius trukdžius blokuojančios medžiagospasauliniams kabelių gamintojams

• Bendradarbiavimas su pasauliniais originalios įrangos gamintojais (OEM)bendro prekės ženklo kabelių sistemos

Japonijos automobilių sektorius ir toliau teikia pirmenybękompaktiški, aukštos kvalifikacijos kabelių sprendimai, o Korėjos dėmesys sutelktas įmasinės gamybos mastelio keitimassiekiant plačiosios elektromobilių paklausos.

Ši regioninė sinergija Azijos ir Ramiojo vandenyno regione skatinapasaulinės tiekimo grandinėsir užtikrinant, kad aukštos potencijos kabelių inovacijos išliktų abipusiai naudingosaukštųjų technologijų ir didelio tūrio.

Strateginės galimybės ir investavimo centrai

Moksliniai tyrimai ir plėtra kuriant naujos kartos polimerinius junginius

Aukštos įtampos kabelių medžiagų ateitis slypinuolatinis pažangių polimerų kūrimaspritaikyta ekstremalioms automobilių aplinkoms. Investicijos į mokslinius tyrimus ir plėtrą dabar sutelktos į:

• Daugiafunkcinės medžiagoskurie sujungia atsparumą karščiui, lankstumą ir atsparumą liepsnai

• Biologinės kilmės polimeraikurie yra tvarūs ir perdirbami

• Išmanieji polimeraikurie reaguoja į temperatūros ar įtampos pokyčius savireguliaciniu būdu

Inovacijų židiniai apima:

• Medžiagų startuoliaispecializuojasi žaliųjų termoplastikų srityje

• Universitetų vadovaujami konsorciumaidirba ties nanokompozitų patobulinimais

• Įmonių laboratorijosinvestuojant į patentuotus polimerų mišinius

Šie junginiai ne tik naudingesni aplinkai – jie taip pat mažinaBendros kabelių gamybos išlaidosoptimizuojant sluoksnius ir supaprastinant gamybą. Investuotojai, ieškantys didelio augimo galimybių, randa derlingą dirvą šioje medžiagų inovacijų srityje, ypač kai pasauliniai originalios įrangos gamintojai įsipareigoja ilgalaikiams perėjimams prie elektromobilių.

Lengvųjų laidininkų gamybos lokalizacija

Svorio mažinimas išlieka vienu iš galingiausių elektromobilių našumo svertų irlengvų laidininkų gamybayra sparčiai auganti vietinių investicijų pritraukimo sritis. Šiuo metu didžioji dalis pasaulyje pagamintų aukštos kokybės aliuminio laidininkų ir specializuotų vario gaminių yra sutelkta keliuose regionuose. Šios galimybės lokalizavimas suteikia:

• Tiekimo grandinės atsparumas

• Greitesnis apyvartumas ir pritaikymas

• Mažesnės transporto ir anglies dioksido sąnaudos

Tokiose šalyse kaip Indija, Vietnamas, Brazilija ir Pietų Afrika statomos naujos gamyklos, siekiant:

• Gaminti aliuminio lydinio strypus ir vielas

• Sukurkite didelio grynumo vario gijas

• Regioniniam elektromobilių naudojimui taikyti vietinius standartus, tokius kaip BIS, NBR arba SABS.

Ši lokalizacijos tendencija ypač patraukli originalios įrangos gamintojams (OEM), norintiems laikytis reikalavimų.vidaus turinio reglamentaikartu gerinant jų tvarumo rodiklius.

Nišinės taikymo sritys: eVTOL, sunkieji elektromobiliai ir hiperautomobiliai

Nors daugiausia dėmesio skiriama pagrindinėms elektromobilių rūšims, tikrasis inovacijų pranašumas yra...nišiniai ir nauji segmentai, kur kabelių medžiagų eksploatacinės savybės yra iškeltos į kraštutinumus.

• eVTOL (elektriniai vertikalaus kilimo ir tūpimo orlaiviai)reikalingi itin lengvi, itin lankstūs kabeliai su aviacijos lygio izoliacija, kuri atlaikytų greitus šiluminius pokyčius ir mechaninę vibraciją.

• Sunkiasvorės elektrinės transporto priemonės, įskaitant autobusus ir sunkvežimius, paklausaitin didelės srovės kabeliaisu tvirtais išoriniais apvalkalais, kurie atsparūs mechaniniam poveikiui ir užtikrina ilgesnį tarnavimo laiką.

• Hiperautomobiliai ir galingi elektromobiliaikaip ir „Lotus“, „Rimac“ ar „Tesla Roadster“ naudojamos800 V+ sistemosir jiems reikia laidų, kurie palaikytų greitą įkrovimą, regeneracinį stabdymą ir pažangų aušinimą.

Šie segmentai suteikia:

• Didesnės maržosmedžiagų inovacijoms

• Ankstyvo diegimo platformostechnologijoms, kurios dar nėra perspektyvios masiniam naudojimui

• Unikalios bendro prekės ženklo kūrimo galimybėstiekėjams, kurie kuria naujas galimybes

Medžiagų įmonėms ir kabelių gamintojams tai yra puiki vieta išbandyti ir tobulintiaukščiausios kokybės kabelių sistemosprieš platesnį diegimą.

Esamų elektromobilių parkų modernizavimas ir atnaujinimas

Dar viena nepastebėta galimybė yramodernizavimo ir atnaujinimo rinkaAnkstyvosios kartos elektromobiliams senstant, jie pasižymi:

• Poreikispakeisti susidėvėjusius aukštos įtampos kabelius

• Galimybėsatnaujinkite sistemas, kad įkrovimas būtų aukštesnė įtampa arba greitesnis

• Reguliavimo reikalavimaipriešgaisrinės saugos ar išmetamųjų teršalų kiekio atitikties atnaujinimai

Kabelių gamintojai siūlomoduliniai, įdedami pakeitimo rinkiniaigali pasiremti:

• Vyriausybės ir logistikos įmonių valdomi automobilių parkai

• Sertifikuotos remonto dirbtuvės ir aptarnavimo tinklai

• Baterijų keitimo įmonės ir perdirbimo operacijos

Ši rinka ypač patraukli regionuose, kuriuose didelė pirmosios bangos elektromobilių paklausa (pvz., Norvegijoje, Japonijoje, Kalifornijoje), kur seniausi elektromobiliai jau nebegauna garantijos ir jiems reikia...specializuotos atsarginės dalys.

Ateities perspektyvos ir ilgalaikės prognozės

Aukštos įtampos 800 V+ sistemos suderinamumas

Perėjimas nuo 400 V iki800 V+ elektromobilių platformosnebėra tik tendencija – tai naujos kartos našumo standartas. Tokie automobilių gamintojai kaip „Hyundai“, „Porsche“ ir „Lucid“ jau diegia šias sistemas, o masinės rinkos prekių ženklai sparčiai seka jų pavyzdžiu.

Kabelių medžiagos dabar turi atitikti šiuos reikalavimus:

• Didesnis dielektrinis stiprumas

• Geresnis EMI ekranavimas

• Geresnis terminis stabilumas itin greito įkrovimo sąlygomis

Šis pokytis reikalauja:

• Plonesnės, lengvesnės izoliacinės medžiagossu tokiu pačiu arba geresniu našumu

• Integruotos šilumos valdymo funkcijoskabelio konstrukcijoje

• Iš anksto sukurtas suderinamumassu 800 V jungtimis ir galios elektronika

Ilgalaikė perspektyva aiški:kabeliai turi vystytis arba būti palikti nuošalyjeTiekėjai, kurie numato šią raidą, bus geriau pasirengę sudaryti sutartis su pirmaujančiais elektromobilių prekių ženklais.

Visiškai integruotų kabelių modulių tendencijos

Kabelių sistemos tampa daugiau nei vien tik laidų tiesimu – jos evoliucionuoja į„plug-and-play“ moduliaikurie integruoja:

• Maitinimo laidininkai

• Signalinės linijos

• Aušinimo kanalai

• EMI ekranai

• Išmanieji jutikliai

Šios modulinės sistemos:

• Sumažinkite surinkimo laiką

• Pagerinti patikimumą

• Supaprastinkite maršrutų parinkimą ankštose elektromobilių važiuoklės išdėstymo vietose

Materialinės pasekmės apima poreikį:

• Daugiasluoksnis suderinamumas

• Įvairių polimerų mišinių koekstruzija

• Išmaniosios medžiagos elgesys, pavyzdžiui, šiluminis arba įtampos jautrumas

Ši tendencija atspindi tai, kas įvyko plataus vartojimo elektronikos srityje –mažiau komponentų, daugiau integracijos, geresnis našumas.

Vaidmuo autonominėse ir prijungtose elektromobilių platformose

Elektromobiliams artėjant prie visiško autonomiškumo, jų paklausa auga.signalo aiškumas, duomenų perdavimo vientisumasirrealaus laiko diagnostikasparčiai auga. Aukštos įtampos kabelių medžiagos vaidins vis didesnį vaidmenį sudarant sąlygas:

• Mažai triukšmo turinti aplinkaitin svarbus radarui ir LiDAR

• Duomenų perdavimas kartu su maitinimukombinuotuose diržuose

• Savikontrolės kabeliaikurie tiekia diagnostiką į autonomines transporto priemonių valdymo sistemas

Medžiagos turi būti palaikančios:

• Hibridinis elektrinių duomenų ekranavimas

• Atsparumas skaitmeninio signalo trukdžiams

• Lankstumas naujiems jutikliais aprūpintiems dizainams

Elektromobilių ateitis – elektrinė, bet taip pat irišmanus, prijungtas ir autonomiškasAukštos įtampos kabelių medžiagos ne tik palaiko personažus – jos tampa pagrindine šių išmaniųjų transporto priemonių veikimo ir bendravimo dalimi.

Išvada

Elektromobilių aukštos įtampos kabelių medžiagų evoliucija yra ne tik chemijos ir laidumo istorija – ji susijusi su...mobilumo ateities inžinerijaElektromobiliams tampant galingesniems, efektyvesniems ir išmanesniems, medžiagos, maitinančios jų vidinius tinklus, turi neatsilikti.

Išlengvi laidininkai ir perdirbama izoliacija to išmanieji kabeliai ir suderinamumas su aukšta įtampaŠią sritį formuojančios inovacijos yra tokios pat dinamiškos, kaip ir transporto priemonės, kurioms jos skirtos. Galimybės yra didžiulės – tiek tyrėjams, tiek gamintojams, tiek investuotojams, tiek originalios įrangos gamintojams (OEM).

Kitas didelis proveržis? Tai galėtų būtinanotechnologijomis pagamintą izoliatorių, amodulinė kabelių platformaarbabiologinio pagrindo laidininkaskuris keičia elektromobilių tvarumą. Vienas dalykas aiškus: ateitis skirta inovacijoms.

DUK

1. Kokios medžiagos pakeičia tradicinę izoliaciją elektromobilių aukštos įtampos kabeliuose?
Perdirbami termoplastiniai elastomerai (TPE), behalogeniai antipireniniai (HFFR) junginiai ir silikono pagrindo polimerai vis dažniau keičia PVC ir XLPE dėl geresnių šiluminių, aplinkosauginių ir saugos savybių.

2. Kaip aukštos įtampos kabelių konstrukcija veikia elektromobilių našumą?
Kabelio konstrukcija turi įtakos svoriui, energijos nuostoliams, elektromagnetiniams trukdžiams ir šiluminiam efektyvumui. Lengvesni, geriau izoliuoti kabeliai pagerina nuvažiuojamą atstumą, įkrovimo laiką ir bendrą sistemos patikimumą.

3. Ar išmanieji kabeliai yra realybė komercinėse elektromobiliuose?
Taip, keli aukštos klasės ir parko elektromobilių modeliai dabar turi kabelius su įmontuotais jutikliais, skirtais temperatūros, įtampos ir izoliacijos stebėjimui, o tai pagerina nuspėjamąją priežiūrą ir sistemos saugumą.

4. Kokie yra pagrindiniai elektromobilių kabelių medžiagų patvirtinimo reglamentai?
Pagrindiniai standartai apima ISO 6722, SAE J1654, IEC 60332, RoHS, REACH ir atitiktį ELV direktyvoms. Jie apima našumą, saugą ir poveikį aplinkai.

5. Kuris regionas pirmauja aukštos įtampos kabelių medžiagų tyrimų ir plėtros srityje?
Kinija pirmauja pagal apimtis ir pramonės integraciją; Europa daugiausia dėmesio skiria tvarumui ir perdirbimui; JAV ir Japonija pasižymi aukštųjų technologijų ir aviacijos bei kosmoso pramonei skirtų medžiagų gamyba.