Aplicación de la cerámica en vehículos de nuevas energías

Con el rápido desarrollo de vehículos de nueva energía, carga rápida de alto-voltaje y sistemas de almacenamiento de energía, los materiales cerámicos, con su excelente aislamiento, resistencia a altas-temperaturas, resistencia mecánica y estabilidad química, se están convirtiendo en materiales funcionales clave en la nueva cadena de la industria energética. Desde baterías de energía y sistemas de control electrónico hasta dispositivos de protección de alto-voltaje, la cerámica avanzada está desempeñando un papel cada vez más importante en la mejora de la seguridad, la estabilidad y el aligeramiento del sistema. Especialmente en entornos de alto-voltaje, alta-frecuencia y alta-carga de calor-, los materiales cerámicos se han convertido en uno de los materiales básicos esenciales para los componentes centrales de los vehículos de nueva energía.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En los sistemas de propulsión eléctrica de vehículos de nueva energía, la aplicación de dispositivos de potencia de SiC está creciendo rápidamente. En comparación con los dispositivos tradicionales basados ​​en silicio-, los MOSFET de SiC tienen una mayor eficiencia de conmutación, una menor pérdida de energía y un rendimiento superior a altas-temperaturas, lo que mejora eficazmente el alcance y la densidad de potencia del vehículo. Sin embargo, al mismo tiempo, los dispositivos de SiC imponen mayores exigencias en cuanto a disipación de calor y aislamiento, destacando así la creciente importancia de los sustratos cerámicos de alta conductividad térmica. Los sustratos cerámicos revestidos de cobre-hechos de materiales como nitruro de silicio y alúmina no solo poseen excelentes propiedades de conductividad térmica y aislamiento, sino que también logran igualar el coeficiente de expansión térmica del chip, lo que reduce el impacto del estrés térmico en la vida útil del dispositivo. Los materiales cerámicos de alúmina, representados por un 95 % de cerámica de alúmina, se utilizan ampliamente en módulos de potencia y componentes electrónicos de alto-voltaje de vehículos de nueva energía debido a su rendimiento de procesamiento maduro y propiedades eléctricas estables.

 

Los sistemas de alto-voltaje de los vehículos de nueva energía imponen exigencias extremadamente altas al rendimiento de seguridad de los componentes de protección, como relés y fusibles. En entornos de CC de alto-voltaje, las capacidades de aislamiento y control del arco afectan directamente la seguridad de todo el vehículo. Los materiales cerámicos, con su excelente resistencia a altas-temperaturas y capacidades de aislamiento, se utilizan ampliamente en relés de alto-voltaje, cámaras de extinción de arco-de vacío y estructuras de fusibles de alto-voltaje. Especialmente en el campo de los fusibles de alto-voltaje, la "cerámica para fusibles de vehículos eléctricos e híbridos" se ha convertido en un componente importante de los nuevos sistemas de protección energética. La carcasa de cerámica puede resistir eficazmente impactos de arco de alta-temperatura y mantener la estabilidad estructural en condiciones de cortocircuito-, logrando así una desconexión rápida y una protección segura.

 

Actualmente, la demanda de fusibles de alto-voltaje para vehículos de nueva energía y sistemas de almacenamiento de energía sigue creciendo. La mejora de las plataformas de alto-voltaje, la capacidad de los paquetes de baterías y el desarrollo de la tecnología de carga rápida- están impulsando aún más la mejora de los componentes de los fusibles cerámicos. Los tubos cerámicos para fusibles de alto-voltaje se utilizan ampliamente en los sistemas de protección de circuitos principales de vehículos de nueva energía debido a sus características, como resistencia al choque térmico, aislamiento estable y alta resistencia mecánica. Mientras tanto, los tubos cerámicos para fusibles de CC para vehículos eléctricos exhiben un excelente rendimiento de extinción de arco-en escenarios de protección de CC de alto-voltaje, cumpliendo con los requisitos de los nuevos sistemas de alto voltaje-de vehículos de energía para una desconexión rápida y una protección estable.

 

En la aplicación de nuevos fusibles de energía con diferentes estándares, los componentes estructurales cerámicos se están convirtiendo gradualmente en segmentos especializados. Por ejemplo, los tubos cerámicos para fusibles estándar británicos para vehículos eléctricos y los tubos cerámicos para la serie BS de vehículos eléctricos se utilizan principalmente en productos de protección de alto-voltaje para vehículos de nueva energía que cumplen con los estándares británicos; Los tubos cerámicos para enlaces fusibles de cargadores de vehículos eléctricos se utilizan ampliamente en componentes de protección de alto-voltaje en pilas de carga y-sistemas de carga a bordo. Con las crecientes demandas de estandarización en el mercado global de nuevas energías, los componentes estructurales de fusibles cerámicos se están desarrollando hacia una mayor confiabilidad, estandarización y modularidad.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Además del sector de vehículos de nueva energía, los sistemas de almacenamiento de energía también están impulsando el crecimiento de la demanda de materiales cerámicos avanzados. En los convertidores de almacenamiento de energía, la protección de grupos de baterías y los sistemas de almacenamiento de energía fotovoltaica, los fusibles de alto-voltaje deben soportar entornos de alta corriente y alto choque térmico durante períodos prolongados, lo que impone mayores exigencias al aislamiento y la resistencia al calor de la carcasa de cerámica. Los cuerpos cerámicos de los fusibles de almacenamiento de energía se han convertido en componentes estructurales cruciales, manteniendo una resistencia mecánica estable y un rendimiento de aislamiento en condiciones operativas complejas. Mientras tanto, la aplicación de cuerpos cerámicos de fusibles de almacenamiento de energía fotovoltaica y cuerpos cerámicos de fusibles de almacenamiento de energía fotovoltaica en sistemas de almacenamiento de energía fotovoltaica también está aumentando, particularmente en nuevas plantas de energía, gabinetes de almacenamiento de energía y sistemas combinadores de CC.

 

En las nuevas estructuras de fusibles de alto voltaje-energía, los cuerpos cerámicos para series de fusibles empernados se utilizan ampliamente en productos de fusibles empernados de alto-voltaje. Estos componentes estructurales cerámicos no solo necesitan un excelente rendimiento de aislamiento, sino que también deben mantener una resistencia mecánica estable y una precisión dimensional bajo un impacto de alta corriente. La cerámica de alúmina para fusibles de vehículos eléctricos de conexión atornillada cumple aún más con los requisitos de confiabilidad y resistencia al voltaje de las estructuras de conexión de alto-voltaje en vehículos de nueva energía, desempeñando un papel vital en los sistemas de protección de conexiones de alto-voltaje.

 

Con el aumento continuo de la densidad de potencia de los nuevos sistemas de energía, los fusibles de alta-velocidad se utilizan cada vez más en la protección de la electrónica de potencia. Los cuerpos cerámicos para fusibles de alta-velocidad, debido a su capacidad para adaptarse a entornos de alta-frecuencia, alta-corriente y rápido-quemado, se utilizan ampliamente en sistemas PCS de almacenamiento de energía, sistemas de accionamiento eléctrico y equipos convertidores industriales. Además, la aplicación de cuerpos cerámicos para el almacenamiento de energía en sistemas de baterías de almacenamiento de energía también está creciendo, ya que su alta estabilidad mejora efectivamente el nivel de seguridad general de los sistemas de almacenamiento de energía.

 

Las baterías para vehículos de nueva energía tienen requisitos extremadamente altos en cuanto a rendimiento de sellado y aislamiento, lo que lleva a un aumento gradual en la aplicación de materiales cerámicos en las estructuras de conexión de sellado de baterías. Los conectores sellados de cerámica poseen excelentes propiedades de aislamiento eléctrico, resistencia a la corrosión de electrolitos y alta resistencia mecánica, lo que mejora eficazmente el rendimiento de seguridad de las baterías eléctricas en entornos de alta-temperatura y alta-presión. Mientras tanto, la tecnología de separadores con revestimiento cerámico-se ha convertido en una de las soluciones clave para mejorar la seguridad de las baterías de litio. Al recubrir la superficie del separador con materiales cerámicos inorgánicos como la alúmina, se puede mejorar eficazmente la resistencia al calor y la estabilidad dimensional del separador, reduciendo así el riesgo de fuga térmica y aumentando la vida útil de la batería.

 

En los sistemas de motores de vehículos de nuevas energías, la aplicación de rodamientos cerámicos también es cada vez más común. En comparación con los rodamientos de acero tradicionales, los rodamientos cerámicos poseen menor densidad, mayor dureza y propiedades de aislamiento superiores, lo que reduce eficazmente la electrocorrosión en entornos operativos de alta-velocidad. Especialmente en motores de accionamiento de alta-velocidad, los rodamientos de bolas cerámicos pueden reducir las pérdidas por fricción y mejorar la eficiencia del sistema. Además, los discos de freno compuestos de carbono-cerámica, debido a su peso ligero, su resistencia a las altas-temperaturas y al desgaste, se están convirtiendo en una importante dirección de desarrollo para los sistemas de frenos de alto-rendimiento en vehículos de nueva energía.

 

Con la mejora continua de las industrias de vehículos de nueva energía, sistemas de almacenamiento de energía y redes inteligentes, los materiales cerámicos avanzados están evolucionando gradualmente desde materiales auxiliares tradicionales hasta materiales funcionales centrales. Ya sea un cuerpo cerámico para fusibles automotrices, un tubo cerámico para fusibles de almacenamiento de energía o un cuerpo cerámico de esteatita para fusibles para vehículos eléctricos, todos ellos desempeñan un papel cada vez más importante en los sistemas de protección de alto-voltaje.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mientras tanto, componentes estructurales cerámicos especializados desarrollados para sistemas de almacenamiento de energía fotovoltaica, comoCuerpos cerámicos para fusibles fotovoltaicos serie Bussmann, están promoviendo aún más la mejora de la seguridad de los nuevos sistemas de energía.

 

En el futuro, con las tendencias cada vez más profundas del alto voltaje, la inteligencia y el aligeramiento, los materiales cerámicos avanzados tendrán perspectivas de desarrollo aún más amplias en los vehículos de nuevas energías y en la industria de las nuevas energías. La mejora continua en alta confiabilidad, alto aislamiento y resistencia a altas temperaturas promoverá aún más la aplicación profunda de materiales cerámicos en baterías eléctricas, fusibles de alto-voltaje, módulos de potencia y sistemas de almacenamiento de energía, y los convertirá en un material básico importante e irremplazable en la nueva cadena de la industria energética.