تحلیل کاربردهای کلیدی مواد سرامیکی در بخش خودروهای انرژی نو

همانطور که وسایل نقلیه جدید انرژی به سرعت به سمت ولتاژ بالاتر، توان بالاتر و هوش بیشتر توسعه می یابند، مواد فلزی سنتی با چالش های فزاینده ای از نظر عایق، مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر خوردگی و پایداری فرکانس{{0} بالا مواجه هستند. مواد سرامیکی پیشرفته، با خواص عایق الکتریکی عالی، استحکام مکانیکی، پایداری حرارتی و مقاومت قوس الکتریکی، نقش مهمی را در زنجیره صنعت خودروهای انرژی جدید ایفا می‌کنند و به طور گسترده در اجزای اصلی مانند رله‌های ولتاژ بالا، ماژول‌های IGBT،-کنتاکتورهای ولتاژ بالا، سیستم‌های پیش‌ساختار محرکه الکتریکی و سیستم‌های متحرک الکتریکی استفاده می‌شوند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در سیستم کنترل الکترونیکی ولتاژ بالا{0} وسایل نقلیه با انرژی جدید، رله‌های سرامیکی یکی از اجزای حیاتی هستند که ایمنی کل خودرو را تضمین می‌کنند. رله‌های سنتی مستعد ایجاد قوس، فرسایش تماسی و شکست چسبندگی در محیط‌های{2}}دی سی ولتاژ بالا هستند. با این حال، استفاده از سازه های عایق سرامیکی می تواند به طور موثر قابلیت های خاموش کردن قوس و عملکرد عایق الکتریکی را بهبود بخشد. در حال حاضر، صنعت به طور گسترده ای از سرامیک آلومینا 95% به عنوان مواد محفظه رله استفاده می کند که دارای خواص عایق عالی، مقاومت در برابر حرارت، و پایداری ساختاری است و نیازهای عملیاتی طولانی مدت وسایل نقلیه انرژی جدید را تحت شرایط عملیاتی پیچیده برآورده می کند.

 

در زمینه رله‌های ولتاژ بالا، محفظه‌های سرامیکی کنتاکتور HVDC به یک جزء ساختاری مهم در سیستم‌های سوئیچ ولتاژ بالا{{1} انرژی جدید تبدیل شده‌اند. در داخل، این دستگاه‌ها معمولاً از یک ساختار{3}} خلاء مهر و موم شده استفاده می‌کنند و از فرآیندهای آب‌بندی سرامیکی و فلزی برای ایجاد یک حفره مهر و موم شده بسیار قابل اعتماد استفاده می‌کنند و تأثیر قوس الکتریکی بر روی سیستم را کاهش می‌دهند. در همین حال، محفظه‌های سرامیکی آلومینای EV و رله‌های رله سرامیکی EV آلومینا نیز به طور گسترده در رله‌های ولتاژ بالا و کنتاکتورهای ولتاژ بالا{{6}DC در خودروهای انرژی جدید برای برآوردن الزامات ایمنی عایق تحت شرایط ولتاژ بالا، جریان بالا و فرکانس{7} بالا استفاده می‌شوند.

 

با ارتقای مداوم ماژول های قدرت در وسایل نقلیه انرژی جدید، الزامات برای راندمان اتلاف گرما و قابلیت اطمینان بسته بندی ماژول های IGBT به طور مداوم در حال افزایش است. زیرلایه‌های مسی{1}} سرامیکی، به عنوان یک ماده مهم برای بسته‌بندی نیمه‌رسانای قدرت، دارای مزایای اصلی ترکیب رسانایی حرارتی بالا، عایق بالا و ویژگی‌های انبساط حرارتی کم هستند. در مقایسه با مواد سنتی، زیرلایه‌های سرامیکی نیترید سیلیکون و آلومینا می‌توانند به طور موثر پایداری دستگاه‌های قدرت را در محیط‌های دوچرخه‌سواری با دمای بالا{3} بهبود بخشند و خطر خستگی حرارتی را کاهش دهند.

 

در حال حاضر، محفظه های سرامیکی متالیزه برای نیمه هادی های قدرت به طور گسترده در اینورترهای خودروهای انرژی جدید، ماژول های شارژ و سیستم های کنترل موتور استفاده می شود. از طریق متالیزاسیون، بستر سرامیکی می تواند به جوشکاری قابل اعتماد و اتصالات با استحکام بالا- دست یابد و قابلیت اطمینان کلی بسته بندی را بیشتر بهبود بخشد. در همین حال، سرامیک‌های متالایزه برای اجزای الکتریکی به تدریج در حال تبدیل شدن به یک جهت توسعه مهم برای بسته‌بندی قطعات الکترونیکی در وسایل نقلیه با انرژی جدید هستند، به ویژه مزایای قابل‌توجهی را در کاربردهای-ولتاژ، فرکانس بالا، و توان بالا نشان می‌دهند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در زمینه{0}کنتاکتورهای ولتاژ بالا برای وسایل نقلیه با انرژی جدید، مواد سرامیکی نیز نقش مهمی دارند. کنتاکتورهای ولتاژ بالا باید هنگام قطع فوری جریان‌های بزرگ، به خاموش کردن سریع قوس دست یابند، بنابراین استانداردهای بسیار بالایی برای مقاومت در برابر دما، هوابندی و پایداری ساختاری مواد لازم است. حفره های مهر و موم شده سرامیکی که با استفاده از فناوری لحیم کاری خلاء ساخته شده اند می توانند به طور موثری راندمان خاموش کردن قوس و عمر مفید کنتاکتور را بهبود بخشند.

 

در حال حاضر، کیس‌های رله سرامیکی متالایزه شده با دمای بالا به یکی از اشکال بسته‌بندی مهم برای رله‌های{1}DC با ولتاژ بالا تبدیل شده‌اند، که عملکرد عایق را در محیط‌های-دما و فشار{3} بالا حفظ می‌کند. در همان زمان، اجزای سرامیکی آلومینا رله نیز به طور گسترده در ساختار پشتیبانی عایق داخلی رله های خودرو انرژی جدید برای بهبود ایمنی و قابلیت اطمینان کلی سیستم استفاده می شود.

 

در سیستم های محرک الکتریکی وسایل نقلیه با انرژی جدید، استفاده از بلبرینگ های سرامیکی نیز به سرعت در حال رشد است. در مقایسه با یاتاقان‌های فولادی سنتی، گوی‌های سرامیکی چگالی کمتر، سختی بالاتر، ضریب اصطکاک کمتر و مقاومت در برابر خوردگی قوی‌تر دارند و به‌طور مؤثری سایش و تولید گرما را در طول چرخش با سرعت بالا کاهش می‌دهند. در همین حال، مواد سرامیکی دارای خواص عایق طبیعی هستند که می تواند خوردگی الکتریکی در یاتاقان های موتور را کاهش دهد و پایداری سیستم های محرک الکتریکی را بهبود بخشد.

 

مخصوصاً در کاربردهای موتورهای با سرعت بالا، یاتاقان‌های هیبریدی با استفاده از توپ‌های سرامیکی نیترید سیلیکون می‌توانند به طور مؤثری کارایی موتور را بهبود بخشند و صدا و لرزش را کاهش دهند. در حال حاضر، تقاضا برای یاتاقان‌های سرامیکی بسیار قابل اعتماد در موتورهای محرک خودروهای انرژی جدید همچنان رو به رشد است و باعث گسترش کاربرد مواد سرامیکی پیشرفته در سیستم‌های محرک الکتریکی می‌شود.

 

علاوه بر سرامیک های ساختاری، فناوری سرامیک متالیز شده نیز به سرعت در صنعت خودروهای انرژی جدید در حال توسعه است. سرامیک متالایز آلومینا با تشکیل یک لایه فلزی روی سطح سرامیک آلومینا، اتصالات جوشی قابل اعتمادی را بین سرامیک ها و فلزات ایجاد می کند، در نتیجه شرایط لازم برای هوابندی بالا، عایق بندی بالا و بسته بندی با استحکام بالا را برآورده می کند. این مواد به طور گسترده در محفظه‌های رله، بسته‌بندی حسگر، ماژول‌های الکترونیکی قدرت و سیستم‌های ولتاژ بالا در وسایل نقلیه انرژی جدید استفاده می‌شوند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

همانطور که نیازهای دقیق برای قطعات در خودروهای انرژی جدید همچنان در حال افزایش است، تقاضای بازار برای سرامیک های متالیزه دقیق نیز در حال گسترش است. از طریق فرآیندهای متالیزاسیون دقیق و فن‌آوری‌های{1} ماشین‌کاری با دقت بالا، سازگاری و قابلیت اطمینان اجزای ساختاری سرامیکی را می‌توان به طور قابل توجهی بهبود بخشید. در همین حال، ماشین‌کاری دقیق قطعات سرامیکی آلومینیومی به یک فرآیند کلیدی در تولید پیشرفته سرامیک تبدیل شده است، که نیازهای کوچک‌سازی و دقت بالا- اجزای ساختاری پیچیده را برآورده می‌کند.

 

در سیستم‌های اتصال ولتاژ بالا برای وسایل نقلیه با انرژی جدید، سرامیک‌های آلومینیوم متالایزه برای اجزای الکتریکی و لوله‌های عایق سرامیکی متالایزه با قطعات سرامیکی متالایز به طور گسترده در اتصالات عایق، جداسازی رسانا و سازه‌های حفاظتی با ولتاژ بالا استفاده می‌شوند. این محصولات عملکرد عالی عایق را با استحکام مکانیکی ترکیب می‌کنند و به طور موثر ایمنی و پایداری سیستم‌های ولتاژ بالا را در وسایل نقلیه جدید{3}} بهبود می‌بخشند.

 

علاوه بر این، اجزای سرامیکی متالایز شده با استحکام بالا به طور فزاینده‌ای در سیستم‌های شارژ خودروهای انرژی جدید، سیستم‌های ذخیره انرژی، و ماژول‌های توزیع برق با ولتاژ بالا به کار می‌روند تا نیازمندی‌های عملیات پایدار طولانی‌مدت تحت بارهای مکانیکی بالا و شرایط عملیاتی پیچیده را برآورده کنند.

 

به طور کلی، مواد سرامیکی پیشرفته نقش مهمی را در زنجیره صنعت خودروهای انرژی جدید ایفا می کنند. از-رله‌های ولتاژ بالا و ماژول‌های قدرت IGBT گرفته تا سیستم‌های محرک الکتریکی و ساختارهای اتصال ولتاژ بالا، مواد سرامیکی نه تنها ایمنی، قابلیت اطمینان و دوام وسایل نقلیه با انرژی جدید را بهبود می‌بخشند، بلکه توسعه خودروها را به سمت ولتاژ بالاتر، وزن سبک‌تر و چگالی توان بالاتر سوق می‌دهند. در آینده، با ارتقای مستمر صنعت خودروهای انرژی جدید، تقاضای بازار برای اجزای سرامیکی با کارایی بالا- مانند EV Relay Alumina Ceramic Housing وکنتاکتور سرامیکی DC ولتاژ بالابه گسترش خود ادامه خواهد داد و مواد سرامیکی متالایزه شده{0}}با قابلیت اطمینان بالا نیز به یک جهت توسعه مهم برای اجزای اصلی خودروهای انرژی جدید تبدیل خواهند شد.