El papel de la cerámica avanzada en la aplicación de vehículos de nueva energía

Con el rápido desarrollo de la industria de vehículos de nueva energía, la transformación eléctrica de los fabricantes de automóviles se ha convertido en la tendencia principal. Los componentes tradicionales de los vehículos de combustible están siendo reemplazados gradualmente por productos de alto-rendimiento adaptados a las nuevas condiciones energéticas. Las cerámicas avanzadas, debido a su excelente aislamiento, resistencia a altas-temperaturas, resistencia al desgaste y propiedades de alta-resistencia, desempeñan un papel importante en el campo de los vehículos de nueva energía y se convierten en el soporte material central para componentes clave. Sus aplicaciones relacionadas están estrechamente relacionadas con la mejora tecnológica de componentes cerámicos metalizados.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La tecnología de control eléctrico es el indicador central para medir el nivel de desarrollo de los vehículos de nueva energía. Los relés cerámicos de CC de alto-voltaje, como componente central del sistema de control eléctrico, desempeñan un papel crucial. Los relés tradicionales están limitados por la tecnología de fabricación y pueden encontrar problemas como fallas en la adhesión de los contactos o quemaduras del arco al conectar cargas inductivas de alto-voltaje CC o bajo-factor de potencia. Sin embargo, los nuevos relés de vacío de CC de alto-voltaje resuelven eficazmente este problema.

 

Este relé utiliza una cavidad de vacío sellada con metal y cerámica, basándose en el proceso Cerámica a Metal para lograr una combinación estrecha de componentes cerámicos y metálicos. El aislador cerámico está conectado de manera deslizable entre el componente de contacto móvil y la varilla de empuje, lo que garantiza que los contactos móviles y estáticos puedan mantener un buen aislamiento eléctrico tanto en el estado de conducción como de desconexión, asegurando así la capacidad de extinción de arco del relé al conmutar cargas de CC de alto-voltaje. Los arcos son la principal causa de la combustión espontánea de los vehículos, y las excelentes propiedades aislantes de la cerámica son el soporte fundamental para lograr una conexión y desconexión "sin arco-". La estructura central de la carcasa cerámica está hecha de 95% de cerámica de alúmina, que es una aplicación importante de la carcasa de cerámica metalizada para semiconductores de potencia.

El sistema de control electrónico es un componente central clave de los vehículos de nueva energía. El módulo IGBT (transistor bipolar de puerta aislada), como "sistema nervioso central", es la sección central de los vehículos de nueva energía y los sistemas de carga de pilotes y representa entre el 40% y el 50% del costo total del controlador.

 

Y el tablero revestido de cobre cerámico-es el material de embalaje clave para el módulo IGBT. El tablero revestido de cobre cerámico-adopta una estructura compuesta de cobre-cerámica-cobre, que combina el alto aislamiento, la alta resistencia mecánica, la excelente disipación de calor y las características de expansión térmica correspondientes de la cerámica, así como la alta capacidad de transporte de corriente-, el excelente rendimiento de unión de soldadura y la alta conductividad térmica del cobre libre de oxígeno-. Actualmente, los tableros revestidos de cobre cerámico-se clasifican en tres tipos según los materiales cerámicos: alúmina, nitruro de aluminio y nitruro de silicio.

 

Entre ellos, el tablero revestido de cobre-de nitruro de silicio tiene el mejor rendimiento, presentando alta resistencia y alta conductividad térmica. Combinado con la tecnología de soldadura activa de metales, su confiabilidad se ha mejorado significativamente, lo que lo convierte en el material preferido para el embalaje de módulos IGBT de alto-voltaje y alta-potencia, especialmente adecuado para los altos requisitos de confiabilidad y miniaturización de los vehículos de nueva energía. El tablero revestido de cobre-cerámico de alúmina está fabricado a base de cerámica metalizada de alúmina y tiene propiedades básicas de aislamiento y disipación de calor.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Los contactores cerámicos de alto-voltaje se utilizan ampliamente en el control de interruptores de alimentación, protección de circuitos de vehículos de nueva energía, así como en pilas de carga, suministro de energía de baterías, convertidores de frecuencia variable, pre-carga de condensadores y otros sistemas de control eléctrico relacionados. El núcleo técnico radica en el uso de soldadura fuerte al vacío para soldar la cerámica y la aleación de carburo para formar una cavidad sellada. La cavidad interna se llena con una mezcla de gas hidrógeno de enfriamiento rápido para lograr una extinción del arco en un tiempo breve-.

 

Dado que la combustión del arco hace que el gas encapsulado interno se expanda debido al calor, ejerce tensión sobre el cabezal de la junta de soldadura. Por lo tanto, la resistencia del cabezal de la junta de soldadura es de crucial importancia. La estructura de encapsulación de la cerámica y la aleación Kovar es el factor clave que afecta la resistencia de la unión. Actualmente, se utilizan ampliamente dos formas de encapsulación comunes, a saber, sellado plano y sellado vertical. El gabinete cerámico central del contactor HVDC se basa en las características de los componentes cerámicos metalizados de alta -resistencia para garantizar la resistencia estructural y el rendimiento de sellado del área encapsulada.

Los vehículos de nueva energía tienen requisitos de rendimiento mucho más altos para los cojinetes del motor que los vehículos tradicionales. Los rodamientos del motor deben adaptarse a alta-velocidad, fuertes campos magnéticos y condiciones de bajo desgaste. Los requisitos específicos incluyen una menor densidad, una mayor resistencia al desgaste, un buen aislamiento para reducir la corrosión eléctrica causada por la descarga del rodamiento y superficies de bolas de rodamiento más suaves para reducir el desgaste.

 

Las bolas cerámicas, con su baja densidad, alta dureza, resistencia a la fricción y excelentes propiedades aislantes, se han convertido en el material ideal para esta condición de trabajo. Tienen un papel irremplazable en campos magnéticos fuertes, de alta-temperatura y de alto-vacío y se han convertido en la tendencia de aplicación para rodamientos de motor en vehículos de nueva energía. Los componentes principales de los rodamientos de bolas cerámicos se procesan utilizando cerámica metalizada de precisión, lo que cumple con los requisitos de alto-rendimiento de los motores de vehículos de nueva energía. Su excelente resistencia al desgaste y propiedades de aislamiento mejoran eficazmente la estabilidad y vida útil del motor.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En general, la aplicación de cerámicas avanzadas en el campo de los vehículos de nueva energía se centra principalmente en secciones centrales como el sistema de control electrónico y el sistema de propulsión. Basándose en las características únicas de su material, ha resuelto las deficiencias de rendimiento de los materiales metálicos tradicionales en condiciones de alta-presión, alta-temperatura y fuertes campos magnéticos. A medida que los vehículos de nueva energía avanzan hacia el alto voltaje, el peso ligero y la alta confiabilidad,metalización cerámicaLa tecnología continúa optimizándose y las cerámicas avanzadas ampliarán aún más sus escenarios de aplicación, promoviendo la mejora del rendimiento de los componentes relacionados y brindando un importante soporte material para el desarrollo de alta-calidad de la industria de vehículos de nueva energía.