Úloha pokročilej keramiky pri aplikácii nových energetických vozidiel

S rýchlym rozvojom priemyslu nových energetických vozidiel sa elektrická transformácia výrobcov automobilov stala hlavným trendom. Tradičné palivové komponenty vozidiel sa postupne nahrádzajú-výkonnými produktmi prispôsobenými novým energetickým podmienkam. Pokročilá keramika hrá vďaka svojej vynikajúcej izolácii, vysokej-teplotnej odolnosti, odolnosti proti opotrebovaniu a vysokej{4}}pevnosti dôležitú úlohu v oblasti nových energetických vozidiel a stáva sa základnou materiálovou podporou pre kľúčové komponenty. Ich súvisiace aplikácie úzko súvisia s technologickým zdokonaľovaním metalizovaných keramických komponentov.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Technológia elektrického riadenia je základným ukazovateľom na meranie úrovne vývoja nových energetických vozidiel. Vysokonapäťové jednosmerné keramické relé ako základná súčasť elektrického riadiaceho systému zohrávajú kľúčovú úlohu. Tradičné relé sú obmedzené výrobnou technológiou a môžu naraziť na problémy, ako je porucha adhézie kontaktov alebo vyhorenie oblúka pri pripájaní vysokonapäťových jednosmerných alebo nízkonapäťových indukčných záťaží. Nové vysokonapäťové jednosmerné vákuové relé však efektívne riešia tento problém.

 

Toto relé používa vákuovú dutinu utesnenú kovom a keramikou, pričom sa spolieha na proces Ceramic to Metal na dosiahnutie úzkej kombinácie keramických a kovových komponentov. Keramický izolátor je posuvne pripojený medzi pohyblivý kontaktný komponent a tlačnú tyč, čo zaisťuje, že pohyblivé a statické kontakty môžu udržiavať dobrú elektrickú izoláciu vo vodivom aj rozpojenom stave, čím sa zaisťuje schopnosť uhasiť oblúk relé pri spínaní vysoko{1}}napäťových jednosmerných záťaží. Oblúky sú hlavnou príčinou samovznietenia vozidla a vynikajúce izolačné vlastnosti keramiky sú základnou podporou pre dosiahnutie spojenia a rozpojenia „bez oblúka“. Štruktúra jadra keramického plášťa je vyrobená z 95% keramiky z oxidu hlinitého, čo je dôležitá aplikácia metalizovaného keramického puzdra pre výkonové polovodiče.

Elektronický riadiaci systém je kľúčovým základným komponentom nových energetických vozidiel. Modul IGBT (Bipolárny tranzistor s izolovanou bránou) ako „centrálny nervový systém“ je základnou časťou nových energetických vozidiel a systémov pohonu nabíjacích stĺpov, pričom predstavuje 40 % až 50 % celkových nákladov regulátora.

 

A keramická medená-doska je kľúčovým obalovým materiálom pre modul IGBT. Keramická medená-doska má medenú-keramickú-medenú „sendvičovú“ kompozitnú štruktúru, ktorá kombinuje vysokú izoláciu, vysokú mechanickú pevnosť, vynikajúci odvod tepla a zodpovedajúce charakteristiky tepelnej rozťažnosti keramiky, ako aj vysokú prúdovú-kapacitu, vynikajúce medené zváranie a vysokú tepelnú vodivosť}bez kyslíka{{6}. V súčasnosti sú dosky s keramickým povlakom z medi- rozdelené do troch typov na základe keramických materiálov: oxid hlinitý, nitrid hliníka a nitrid kremíka.

 

Spomedzi nich má doska pokrytá nitridom kremíka-medou najlepší výkon, vyznačuje sa vysokou pevnosťou a vysokou tepelnou vodivosťou. V kombinácii s technológiou aktívneho zvárania kovov sa jeho spoľahlivosť výrazne zlepšila, čo z neho robí preferovaný materiál na balenie vysoko-napäťových a vysokonapäťových{3}}modulov IGBT, zvlášť vhodný pre vysoké požiadavky nových energetických vozidiel na spoľahlivosť a miniaturizáciu. Keramická medená-doska z oxidu hlinitého je vyrobená na báze hliníkovej metalizovanej keramiky a má základné izolačné vlastnosti a vlastnosti odvádzajúce teplo.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Keramické vysokonapäťové stykače{0}} sa široko používajú pri ovládaní vypínačov, ochrane obvodov nových energetických vozidiel, ako aj nabíjacích hromadách, napájaní batérie, meniteľnom frekvenčnom meniči, prednabíjaní kondenzátorov-a iných súvisiacich elektrických riadiacich systémoch. Technické jadro spočíva v použití vákuového spájkovania na zváranie keramiky a karbidovej zliatiny na vytvorenie utesnenej dutiny. Vnútorná dutina je naplnená rýchlo ochladzujúcou zmesou vodíkového plynu, aby sa dosiahlo krátke{4}}uhasenie oblúka.

 

Pretože horenie oblúka spôsobuje, že vnútorný zapuzdrený plyn expanduje v dôsledku tepla, vyvíja napätie na hlavu zvarového spoja. Preto je pevnosť hlavy zvarového spoja rozhodujúca. Štruktúra zapuzdrenia keramiky a zliatiny Kovar je kľúčovým faktorom ovplyvňujúcim pevnosť spoja. V súčasnosti sú široko používané dve bežné formy zapuzdrenia, a to ploché tesnenie a vertikálne tesnenie. Keramický kryt stýkača HVDC sa spolieha na vlastnosti vysokopevnostných metalizovaných keramických komponentov, ktoré zaisťujú štrukturálnu pevnosť a tesniaci výkon zapuzdrenej oblasti.

Nové energetické vozidlá majú oveľa vyššie výkonnostné požiadavky na ložiská motora ako tradičné vozidlá. Ložiská motora musia byť prispôsobené vysokým-otáčkám, silným magnetickým poliam a nízkym opotrebeniam. Špecifické požiadavky zahŕňajú nižšiu hustotu, silnejšiu odolnosť proti opotrebovaniu, dobrú izoláciu na zníženie elektrickej korózie spôsobenej výbojom ložísk a hladšie povrchy guľôčok ložísk na zníženie opotrebenia.

 

Keramické guličky s nízkou hustotou, vysokou tvrdosťou, odolnosťou proti treniu a výbornými izolačnými vlastnosťami sa stali ideálnym materiálom pre tieto pracovné podmienky. Majú nezastupiteľnú úlohu vo vysoko-teplotných, silných magnetických a-vákuových poliach a stali sa aplikačným trendom pre motorové ložiská v nových energetických vozidlách. Základné komponenty keramických guľôčkových ložísk sú spracované pomocou presnej metalizovanej keramiky, ktorá spĺňa vysoké-požiadavky na výkon motorov nových energetických vozidiel. Ich vynikajúca odolnosť proti opotrebeniu a izolačné vlastnosti účinne zvyšujú stabilitu a životnosť motora.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Celkovo sa aplikácia pokročilej keramiky v oblasti nových energetických vozidiel zameriava hlavne na základné časti, ako je elektronický riadiaci systém a systém pohonu. Spoliehajúc sa na svoje jedinečné materiálové vlastnosti, vyriešil výkonnostné nedostatky tradičných kovových materiálov v podmienkach vysokého-tlaku, vysokej-teploty a silného magnetického poľa. Ako sa nové energetické vozidlá modernizujú smerom k vysokému napätiu, nízkej hmotnosti a vysokej spoľahlivosti,keramická metalizáciatechnológia sa naďalej optimalizuje a pokročilá keramika bude ďalej rozširovať svoje aplikačné scenáre, podporovať zvyšovanie výkonu súvisiacich komponentov a poskytovať dôležitú materiálnu podporu pre-kvalitný vývoj priemyslu nových energetických vozidiel.