نقش سرامیک های پیشرفته در کاربرد وسایل نقلیه جدید انرژی

با توسعه سریع صنعت خودروهای انرژی جدید، تحول الکتریکی خودروسازان به روند اصلی تبدیل شده است. اجزای خودروهای سوخت سنتی به تدریج با محصولاتی با عملکرد بالا- که با شرایط انرژی جدید سازگار شده اند جایگزین می شوند. سرامیک های پیشرفته به دلیل عایق عالی، مقاومت در برابر حرارت بالا، مقاومت در برابر سایش و استحکام{4} بالا، نقش مهمی در زمینه وسایل نقلیه با انرژی جدید ایفا می کنند و به پشتیبان مواد اصلی برای اجزای کلیدی تبدیل می شوند. کاربردهای مرتبط آنها ارتباط نزدیکی با ارتقای فن آوری اجزای سرامیکی متالایزه دارد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فناوری کنترل الکتریکی شاخص اصلی برای اندازه گیری سطح توسعه وسایل نقلیه انرژی جدید است. رله‌های سرامیکی DC با ولتاژ بالا، به‌عنوان بخش اصلی سیستم کنترل الکتریکی، نقش مهمی دارند. رله‌های سنتی با فناوری ساخت محدود شده‌اند و ممکن است هنگام اتصال بارهای القایی با ولتاژ بالا DC یا ضریب توان پایین، با مشکلاتی مانند شکست چسبندگی تماس یا فرسودگی قوس مواجه شوند. با این حال، رله‌های جدید خلاء ولتاژ بالا-دی سی این مشکل را حل می‌کنند.

 

این رله از یک حفره خلاء مهر و موم شده توسط فلز و سرامیک استفاده می کند و با تکیه بر فرآیند سرامیک به فلز برای دستیابی به ترکیبی نزدیک از اجزای سرامیکی و فلزی. عایق سرامیکی به صورت لغزنده بین قطعه تماس متحرک و میله فشار متصل می شود، و اطمینان حاصل می کند که کنتاکت های متحرک و استاتیک می توانند عایق الکتریکی خوبی را در هر دو حالت رسانا و قطع حفظ کنند، در نتیجه از قابلیت خاموش کردن قوس رله هنگام تعویض بارهای DC با ولتاژ بالا{{1} اطمینان حاصل می شود. قوس ها عامل اصلی احتراق خود به خودی خودرو هستند و خواص عایق عالی سرامیک ها پشتیبان اصلی برای دستیابی به اتصال و قطع "قوس{{3}رایگان" است. ساختار هسته پوسته سرامیکی از 95% سرامیک آلومینا ساخته شده است که یکی از کاربردهای مهم محفظه سرامیکی متالیزه برای نیمه هادی های برق است.

سیستم کنترل الکترونیکی یکی از اجزای اصلی خودروهای انرژی جدید است. ماژول IGBT (ترانزیستور دوقطبی دروازه عایق)، به عنوان «سیستم عصبی مرکزی»، بخش اصلی وسایل نقلیه انرژی جدید و سیستم‌های درایو شمع شارژ است که 40 تا 50 درصد از هزینه کل کنترلر را به خود اختصاص می‌دهد.

 

و تخته مسی{0}}سرامیکی مواد کلیدی بسته بندی ماژول IGBT است. تخته روکش مسی-از ساختار کامپوزیتی مسی-سرامیک-ساندویچ مسی استفاده می‌کند، که ترکیبی از عایق بالا، استحکام مکانیکی بالا، اتلاف حرارت عالی، و ویژگی‌های انبساط حرارتی منطبق بر سرامیک‌ها، و همچنین عملکرد جریان بالا، ظرفیت رسانایی بالا و ظرفیت رسانایی بالا{5}ماشین است. مس بدون اکسیژن- در حال حاضر، تخته‌های مسی{8}} سرامیکی بر اساس مواد سرامیکی به سه نوع طبقه‌بندی می‌شوند: آلومینا، نیترید آلومینیوم و نیترید سیلیکون.

 

در میان آنها، تخته روکش شده از مس نیترید سیلیکون- بهترین عملکرد را دارد که دارای استحکام بالا و هدایت حرارتی بالا است. همراه با فناوری جوشکاری فلز فعال، قابلیت اطمینان آن به طور قابل توجهی بهبود یافته است، و آن را به ماده ترجیحی برای بسته‌بندی ماژول‌های IGBT با ولتاژ بالا و قدرت بالا تبدیل کرده است، مخصوصاً برای نیازهای بالای وسایل نقلیه انرژی جدید برای قابلیت اطمینان و کوچک‌سازی مناسب است. تخته روکش مسی{5}}سرامیکی آلومینا بر اساس سرامیک متالیزه آلومینا ساخته شده است و دارای خواص عایق اولیه و اتلاف حرارت است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

کنتاکتورهای ولتاژ بالا سرامیکی به طور گسترده در کنترل سوئیچ برق، حفاظت از مدار خودروهای انرژی جدید، و همچنین شمع های شارژ، منبع تغذیه باتری، مبدل فرکانس متغیر، پیش{1}شارژ خازن و سایر سیستم های کنترل الکتریکی مرتبط استفاده می شود. هسته فنی در استفاده از لحیم کاری خلاء برای جوشکاری سرامیک و آلیاژ کاربید برای تشکیل یک حفره مهر و موم شده نهفته است. حفره داخلی با یک مخلوط گاز هیدروژن خنک کننده سریع پر می شود تا به خاموش کردن قوس کوتاه- برسد.

 

از آنجایی که سوزش قوس باعث انبساط گاز محصور شده داخلی در اثر گرما می شود، روی سر اتصال جوشکاری کشش ایجاد می کند. بنابراین، استحکام سر اتصال جوش از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. ساختار کپسولاسیون سرامیک ها و آلیاژ کووار عامل کلیدی موثر بر استحکام اتصال است. در حال حاضر، دو فرم رایج کپسوله سازی، یعنی آب بندی مسطح و آب بندی عمودی، به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. محفظه سرامیکی کنتاکتور HVDC به ویژگی‌های اجزای سرامیکی متالیزه با استحکام بالا-تکیه دارد تا از استحکام ساختاری و عملکرد آب‌بندی ناحیه محصور شده اطمینان حاصل کند.

وسایل نقلیه انرژی جدید نسبت به وسایل نقلیه سنتی نیازهای عملکردی بسیار بالاتری برای بلبرینگ موتور دارند. یاتاقان های موتور باید با سرعت بالا، میدان های مغناطیسی قوی و شرایط سایش کم سازگار شوند. الزامات خاص عبارتند از چگالی کمتر، مقاومت در برابر سایش قوی تر، عایق خوب برای کاهش خوردگی الکتریکی ناشی از تخلیه یاتاقان، و سطوح توپی یاتاقان صاف برای کاهش سایش.

 

توپ های سرامیکی با چگالی کم، سختی بالا، مقاومت در برابر اصطکاک و خواص عایق عالی، به ماده ایده آلی برای این شرایط کاری تبدیل شده اند. آنها نقشی بی بدیل در میدان های-درجه حرارت بالا، مغناطیسی قوی و{2}}خلاء بالا دارند و به روند کاربردی برای یاتاقان های موتور در وسایل نقلیه با انرژی جدید تبدیل شده اند. اجزای اصلی بلبرینگ‌های سرامیکی با استفاده از سرامیک‌های متالیزه دقیق پردازش می‌شوند که نیازمندی‌های عملکرد بالا-موتورهای خودروهای انرژی جدید را برآورده می‌کند. مقاومت در برابر سایش و خواص عایق عالی آنها به طور موثری پایداری و عمر مفید موتور را افزایش می دهد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

به طور کلی، کاربرد سرامیک های پیشرفته در زمینه وسایل نقلیه انرژی جدید عمدتاً بر بخش های اصلی مانند سیستم کنترل الکترونیکی و سیستم درایو متمرکز است. با تکیه بر ویژگی های مواد منحصر به فرد خود، کاستی های عملکردی مواد فلزی سنتی را در شرایط-فشار، دمای بالا- و میدان مغناطیسی قوی برطرف کرده است. همانطور که وسایل نقلیه انرژی جدید به سمت ولتاژ بالا، سبک وزن و قابلیت اطمینان بالا ارتقا می یابند.متالیزاسیون سرامیکیفناوری همچنان بهینه می‌شود و سرامیک‌های پیشرفته سناریوهای کاربردی خود را بیشتر گسترش می‌دهند، ارتقای عملکرد اجزای مرتبط را ارتقا می‌دهند، و پشتیبانی مادی مهمی را برای توسعه با کیفیت بالا- صنعت خودروهای انرژی جدید ارائه می‌کنند.