Materiais cerâmicos em veículos de novas energias

À medida que novos veículos de energia continuam a se desenvolver em direção a tensões mais altas, maior integração e maior inteligência, os materiais cerâmicos avançados estão se tornando materiais fundamentais para sistemas de energia, sistemas de controle eletrônico e sistemas de segurança de alta-tensão. Comparados aos metais e polímeros tradicionais, os materiais cerâmicos possuem excelentes características, como resistência a altas temperaturas, alto isolamento, alta resistência, resistência à corrosão e estabilidade dimensional. A sua aplicação em componentes essenciais de veículos de novas energias está em constante expansão e estão gradualmente a tornar-se um suporte importante para melhorar a segurança, fiabilidade e leveza de todo o veículo.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

No sistema de acionamento elétrico e módulo de potência de novos veículos energéticos, os substratos cerâmicos desempenham múltiplas funções, incluindo dissipação de calor, isolamento e suporte estrutural. Como IGBTs, dispositivos de energia SiC e sistemas inversores de alta-tensão geram uma grande quantidade de calor sob condições operacionais de alta-frequência, o material do substrato não só precisa ter alta condutividade térmica, mas também excelente resistência ao choque térmico e resistência mecânica. Atualmente, os materiais de substrato cerâmico amplamente utilizados incluem alumina, nitreto de alumínio e nitreto de silício. Entre eles, o nitreto de silício, devido à sua combinação de alta confiabilidade e alta condutividade térmica, é amplamente considerado uma importante direção de desenvolvimento no campo da eletrônica de potência para veículos de novas energias. Entretanto, a procura de Cerâmicas Metalizadas para Componentes Elétricos nos sistemas de controlo de potência de veículos de novas energias continua a crescer, uma vez que a sua estrutura metalizada melhora eficazmente a estabilidade das ligações condutoras e a fiabilidade das embalagens.

 

Em sistemas de controle CC de alta-tensão, os materiais cerâmicos também desempenham um papel insubstituível. Relés e contatores de alta-tensão em veículos de novas energias precisam operar de forma estável por longos períodos sob condições de alta tensão e alta corrente, colocando assim demandas extremamente altas no desempenho de isolamento, resistência ao arco e desempenho de vedação. Componentes de isolamento cerâmico de alta-tensão fabricados com cerâmica metalizada de alumina podem garantir efetivamente que os relés mantenham um desempenho de isolamento estável durante comutação frequente e reduzir o impacto do arco voltaico na segurança do sistema. Especialmente no campo de relés CC de alta-tensão, os invólucros de cerâmica do contator HVDC tornaram-se um componente-chave dos sistemas de segurança de alta-tensão, e sua excelente resistência ao calor e desempenho de isolamento melhoram efetivamente a estabilidade operacional de sistemas de alta-tensão em veículos de nova energia.

 

Com a tendência acelerada de plataforma de alta-tensão em novos veículos de energia, os requisitos de desempenho para fusíveis de alta-tensão também estão aumentando constantemente. Devido à sua alta-resistência à temperatura, resistência ao impacto e propriedades de isolamento estáveis, os materiais cerâmicos são amplamente utilizados nos sistemas de proteção de fusíveis de veículos de novas energias. Componentes de fusíveis de alta-tensão fabricados com componentes cerâmicos metalizados de alta-resistência podem alcançar desconexão rápida sob condições de curto-circuito ou sobrecorrente, mantendo efetivamente a estabilidade e a segurança do sistema. Em cenários de carregamento rápido-de alta potência, esses componentes cerâmicos são cruciais para garantir a operação confiável de sistemas-de alta tensão.

 

A crescente eletrificação de veículos com novas energias também impulsionou o rápido crescimento na demanda por componentes eletrônicos-de nível automotivo. Numerosos módulos de controle integrados, sistemas de detecção e sistemas de condução autônomos exigem materiais de embalagem eletrônica com maior confiabilidade. A cerâmica de alumina metalizada para componentes elétricos, com suas excelentes propriedades de isolamento, estabilidade térmica e precisão dimensional, é amplamente utilizada em embalagens eletrônicas automotivas, conjuntos de relés e módulos de controle de alta-tensão. Enquanto isso, a aplicação de cerâmica metalizada de precisão em componentes eletrônicos de alta-precisão para veículos de nova energia continua a se expandir, e seus recursos estáveis ​​de controle de tolerância dimensional atendem aos rigorosos requisitos de veículos inteligentes para componentes eletrônicos de alta-precisão.

 

Em sistemas de relés de alta-tensão para veículos de novas energias, o invólucro de cerâmica não apenas desempenha uma função isolante, mas também afeta diretamente o desempenho de vedação e a durabilidade do produto. A adoção da solução estrutural do contator cerâmico CC de alta tensão com carcaça de cerâmica de alumina para relé EV melhora efetivamente a resistência ao choque térmico e a estabilidade-de longo prazo dos relés-de alta tensão. Enquanto isso, a caixa do relé de cerâmica metalizada de alta temperatura mantém desempenho mecânico estável em ambientes de alta-temperatura, tornando-a adequada para condições operacionais complexas, como sistemas de controle CC de alta-tensão em veículos de nova energia. Para a fabricação de relés de veículos de energia nova, os componentes cerâmicos de alumina para relés tornaram-se gradualmente uma base estrutural importante para produtos de alta-confiabilidade.

 

Os novos sistemas motores de veículos energéticos impõem maiores exigências ao desempenho dos rolamentos. Em comparação com materiais de rolamento tradicionais, os rolamentos cerâmicos têm menor densidade, maior dureza e propriedades de isolamento superiores, reduzindo efetivamente os problemas de eletrocorrosão durante operação em alta-velocidade. Os rolamentos cerâmicos de nitreto de silício, devido ao seu baixo atrito, alta resistência ao desgaste e longa vida útil, apresentam vantagens significativas em novos sistemas de motores de acionamento de veículos energéticos, ajudando a melhorar a eficiência geral da transmissão do veículo e a reduzir o consumo de energia do sistema.

 

Nos novos sistemas de freios de veículos energéticos, os materiais compostos-de carbono-cerâmica também estão gradualmente se tornando uma direção importante para sistemas de freios de alto-desempenho. Os materiais-cerâmicos de carbono combinam as vantagens de desempenho da fibra de carbono e do carboneto de silício, possuindo alta-estabilidade de temperatura, alta condutividade térmica e propriedades de leveza, reduzindo efetivamente a distância de frenagem e melhorando o desempenho da resposta dinâmica do veículo. Com as crescentes demandas por redução de peso e alto desempenho em veículos com novas energias, os sistemas de freios de carbono{6}}cerâmicos têm amplas perspectivas de aplicação.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A segurança das baterias também impulsionou o desenvolvimento de materiais cerâmicos avançados. À medida que a densidade de energia das baterias de energia continua a aumentar, os requisitos de resistência ao calor, segurança e compatibilidade eletrolítica dos separadores de bateria aumentam constantemente. Os separadores-revestidos de cerâmica, devido à sua menor taxa de contração térmica e melhor estabilidade térmica, podem reduzir efetivamente o risco de fuga térmica e melhorar o desempenho geral de segurança das baterias de energia.

 

Além disso, cerâmicas transparentes, compósitos de cerâmica-de alumínio e cerâmicas estruturais de alto-desempenho também estão encontrando aplicações mais amplas em sistemas inteligentes de novos veículos energéticos. Cerâmicas transparentes, com alta transmitância de luz, alta resistência e alta{3}}resistência à temperatura, podem ser usadas em câmeras de veículos, janelas LiDAR e sistemas de detecção óptica. Compostos cerâmicos-de alumínio, combinando leveza e alta resistência, podem ser usados ​​em componentes estruturais de chassis e componentes de carroceria de alta-resistência de veículos de nova energia.

 

A ampla aplicação de materiais cerâmicos avançados na área de veículos de novas energias está intimamente relacionada aos seus processos de fabricação. Os materiais cerâmicos são normalmente compostos de ligações iônicas ou covalentes, possuindo assim alta dureza, alta resistência ao calor e alta resistência à corrosão. No entanto, isso também impõe maiores exigências ao processo de sinterização. Atualmente, a indústria está continuamente otimizando a tecnologia de sinterização para atingir temperaturas de sinterização mais baixas, maior densidade e estruturas de grãos mais finos, melhorando assim ainda mais o desempenho geral dos materiais cerâmicos.

 

Na fabricação de componentes principais para veículos de novas energias, a usinagem de precisão de peças cerâmicas de alumina é crucial para a precisão dimensional do produto e estabilidade estrutural. Os recursos de usinagem de alta-precisão não apenas melhoram a consistência da montagem de peças cerâmicas, mas também contribuem para melhorar a confiabilidade operacional-de longo prazo de sistemas de alta-tensão. Simultaneamente, a demanda de aplicação de invólucros cerâmicos metalizados para semicondutores de potência em novos módulos de potência de veículos de energia continua a crescer. Essas caixas combinam isolamento, dissipação de calor e desempenho de suporte mecânico, fornecendo proteção estável para os sistemas eletrônicos de potência de veículos de novas energias.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

À medida que os novos veículos energéticos continuam a desenvolver-se no sentido de maior tensão, maior eficiência e maior segurança, a procura do mercado por componentes estruturais cerâmicos avançados, tais comoCarcaças cerâmicas de alumina EVe os envelopes cerâmicos de relé de alumina para automóveis elétricos continuarão a se expandir. No futuro, os materiais cerâmicos avançados desempenharão um papel cada vez mais importante em sistemas de segurança de alta-tensão, sistemas eletrônicos de potência e sistemas de detecção inteligentes de veículos de novas energias, e se tornarão um dos materiais básicos importantes para promover a modernização da indústria de veículos de novas energias.