Uute energiaallikatega sõidukite (EV, PHEV, HEV) valdkonnas on kõrgepingekaablite materjalide valik sõiduki ohutuse, vastupidavuse ja jõudluse seisukohalt ülioluline. Ristseotud polüetüleen (XLPE) ja silikoonkumm on kaks kõige levinumat isolatsioonimaterjali, kuid neil on olulisi erinevusi kõrge temperatuuri taluvuse, isolatsiooniomaduste, mehaanilise tugevuse ja muu osas.
Kokkuvõttes mõlemadXLPEja silikoonkummi kasutatakse laialdaselt autode salongikaablites. Milline materjal sobib siis paremini uute energiatarbega sõidukite kõrgepingekaablite jaoks?
Miks vajavad uute energiasõidukite kõrgepingekaablid kõrgjõudlusega isolatsioonimaterjale?
Uutes energiasõidukites kasutatakse kõrgepingekaableid peamiselt aku, mootori, elektroonilise juhtimissüsteemi ja laadimissüsteemi jaoks, mille tööpinge on vahemikus 600 V kuni 1500 V või isegi kõrgem.
See eeldab, et kaablitel on:
1) Suurepärane isolatsioonivõime, et vältida elektrikatkestusi ja tagada ohutus.
2) Suurepärane kõrge temperatuuritaluvus, mis talub karme töökeskkondi ja hoiab ära isolatsiooni halvenemise.
3) Tugev vastupidavus mehaanilistele pingetele, painutamisele, vibratsioonile ja kulumisele.
4) Hea keemiline korrosioonikindlus, et kohaneda keeruliste keskkondadega ja pikendada kasutusiga.
Praegu kasutatakse uute energiasõidukite kõrgepingekaablite isolatsioonikihtides peamiselt XLPE-d või silikoonkummi. Allpool teeme nende kahe materjali üksikasjaliku võrdluse.
Tabelist on näha, et XLPE toimib paremini pingetakistuse, mehaanilise tugevuse, vananemiskindluse ja kulude kontrolli osas, samas kui silikoonkummil on eelised kõrge temperatuurikindluse ja paindlikkuse osas.
Miks on XLPE eelistatud materjal uute energiasõidukite kõrgepingekaablite jaoks?
1) Tugevam isolatsioonivõime:XLPEomab suuremat dielektrilist tugevust (≥30kV/mm), mis muudab selle silikoonkummiga võrreldes paremini vastu pidama elektrikatkestusriskidele kõrgepinge keskkondades. Lisaks on XLPE-l madal dielektriline kadu, mis tagab stabiilse pikaajalise jõudluse, muutes selle sobivaks uute energiaallikate elektrisüsteemidele.
2) Paremad mehaanilised omadused: Sõidu ajal võib sõiduki kerest tulev vibratsioon kaablitele mehaanilist pinget avaldada. XLPE-l on suurem tõmbetugevus, parem kulumiskindlus ja suurepärane lõikekindlus, mistõttu sobib see pikaajaliseks kasutamiseks ja vähendab hoolduskulusid võrreldes silikoonkummiga.
3) Parem vananemiskindlus: XLPE-l on suurepärane vastupidavus veepuu vananemisele, tagades kaabli stabiilsuse kõrge õhuniiskuse ja tugeva elektrivälja keskkonnas. See on oluline uute energiasõidukite puhul, eriti suure koormusega rakendustes, näiteks kõrgepingeakude ja kiirlaadimissüsteemide puhul.
4) Mõõdukas paindlikkus juhtmestiku nõuete täitmiseks: Võrreldes silikoonkummiga pakub XLPE mõõdukat paindlikkust, tasakaalustades juhtmestiku paindlikkust ja mehaanilist tugevust. See toimib suurepäraselt sellistes rakendustes nagu sõidukisisese kõrgepinge juhtmestiku, mootori juhtimisliinide ja akupakkide ühendused.
5) Kulutõhusam: XLPE on kulutõhusam kui silikoonkumm, toetades masstootmist. Sellest on saanud uute energiasõidukite kõrgepingekaablite peamine materjal.
Rakendusstsenaariumi analüüs: XLPE vs silikoonkumm
XLPE on oma suurepärase pingetakistuse, mehaanilise tugevuse ja kulueeliste tõttu uute energiasõidukite kõrgepingekaablite rakendamisel konkurentsivõimelisem.
Kuna uus energiaautode tehnoloogia areneb pidevalt, täiustatakse ka XLPE-materjale, et need vastaksid rakendusstsenaariumide kõrgematele nõudmistele:
1) Kõrgtemperatuuriline XLPE (150 ℃–200 ℃): sobib järgmise põlvkonna suure tõhususega elektriajamisüsteemidele.
2) Madala suitsuga nullhalogeenne ristseotud polüetüleen (LSZH): Vastab uute energiaallikate keskkonnastandarditele.
3) Optimeeritud varjestuskiht: suurendab elektromagnetiliste häirete (EMI) vastupidavust ja parandab sõiduki üldist elektromagnetilist ühilduvust (EMC).
Üldiselt on XLPE-l uute energiasõidukite kõrgepingekaablite sektoris domineeriv positsioon tänu oma suurepärasele isolatsioonivõimele, pingetakistusele, mehaanilisele tugevusele ja kulueelistele. Kuigi silikoonkumm sobib äärmuslike kõrgete temperatuuride keskkondadesse, muudab selle kõrgem hind sobivaks ka erivajaduste jaoks. Uute energiasõidukite tavapäraste kõrgepingekaablite jaoks on XLPE parim valik ja seda saab laialdaselt kasutada võtmevaldkondades, nagu akujuhtmed, kõrgepinge mootorikaablid ja kiirlaadimiskaablid.
Uue energiasõidukitööstuse kiire arengu kontekstis peaksid ettevõtted kõrgepingekaablimaterjalide valimisel arvestama selliste teguritega nagu rakendusstsenaariumid, temperatuurikindluse nõuded ja kulueelarved, et tagada kaablite ohutus ja vastupidavus.
Postituse aeg: 28. veebruar 2025