Nuus - Innovasies in motor-elektriese kabels: Wat is nuut in die mark?

Met die motorbedryf wat vinnig ontwikkel, het elektriese kabels kritieke komponente in moderne voertuie geword. Hier is 'n paar van die nuutste innovasies in motor-elektriese kabels:

1. Hoëspanningskabels vir elektriese voertuie

Hoëspanningskabels vir elektriese voertuie is sleutelkomponente wat in elektriese voertuie gebruik word om hoëspanningsbatterye, omsetters, lugversorgingskompressors, driefase-kragopwekkers en elektriese motors te verbind om die oordrag van elektriese energie te bewerkstellig. In vergelyking met die kabels wat in tradisionele brandstofvoertuie gebruik word, het hoëspanningskabels vir elektriese voertuie die volgende eienskappe en vereistes:

Hoë Spanning en Hoë Stroom: EV-hoëspanningskabels is ontwerp om spannings tot 600VAC/900VDC (passasiersmotors) of 1000VAC/1500VDC (kommersiële voertuie) en strome van 250A tot 450A of selfs hoër te hanteer. Dit is baie hoër as die 12V-stelsels wat tipies in konvensionele brandstofvoertuie gebruik word.

Geleiermateriaal: Geleiers word tipies vervaardig van gegloeide sagte koperdraad of vertinde koperdraad vir verbeterde geleidingsvermoë en korrosieweerstand. Suurstofvrye koperdrade (wat minder as 0.001% suurstof en meer as 99.99% suiwerheid bevat) word wyd gebruik in EV-hoëspanningskabels as gevolg van hul hoë suiwerheid en nie-bros eienskappe.

Isolasie- en omhulselmateriaal: Om aan die vereistes van hoëspanning en hoëstroom te voldoen, word hoëspanningkabels geïsoleer met isolasiemateriaal met 'n hoë wanddikte, soos silikoonrubber, kruisgekoppelde poliëtileen of kruisgekoppelde poliolefien, wat goeie hittebestandheid en vlamvertragende effek het, en hoë temperature van meer as 150 ℃ kan weerstaan.

Afskerming en beskerming: Hoëspanningskabels benodig elektromagnetiese afskerming om elektromagnetiese veldgeraas en elektromagnetiese interferensie te verminder, terwyl beskermende materiale (soos hitte-isolasiebuise en saamgestelde buise) en seëlringe op die buitenste laag van die kabels verseker dat die kabels waterdig, stofdig en skuurbestand is in strawwe omgewings.

Ontwerp en bedrading: Die ontwerp van hoogspanningskabels vir elektriese voertuie moet rekening hou met bedradingruimtebeperkings, veiligheidsvereistes (bv. minimum spasiëring van 100 millimeter of meer tussen hoogspanning- en laagspanningsgeleiers), gewig en koste. Die buigradius van die kabel, die afstand na die bevestigingspunt en die omgewing waarin dit gebruik word (bv. binne of buite die voertuig) sal ook die ontwerp en keuse daarvan beïnvloed.

Standaarde en spesifikasies: Die ontwerp en vervaardiging van hoëspanningskabels vir elektriese voertuie volg 'n reeks bedryfstandaarde, soos die QC-T1037 Motorbedryfstandaard vir hoëspanningskabels vir padvoertuie en TCAS 356-2019 Hoëspanningskabels vir nuwe energievoertuie. Hierdie standaarde stel spesifieke vereistes vir die elektriese werkverrigting, meganiese werkverrigting en omgewingsaanpasbaarheid van kabels.

Toepassings: Hoëspanningskabels vir elektriese voertuie word nie net vir verbindings in voertuie gebruik nie, maar ook vir verbindings tussen die laaipoort en die battery, binne die battery, tussen die battery en die enjin en ander komponente, sowel as battery-energiebergingstoestelle en ander velde. Die kabels moet bestand wees teen strawwe toestande soos hoë en lae temperatuuromgewings, soutsproei, elektromagnetiese velde, olie en chemikalieë.

Die ontwikkeling en toepassing van hoogspanningskabels vir elektriese voertuie is een van die sleutelfaktore in die bevordering van 'n volhoubare en klimaatvriendelike toekoms vir elektriese mobiliteit. Namate elektriese voertuigtegnologie voortgaan om te vorder, word die werkverrigting en standaarde van hoogspanningskabels steeds geoptimaliseer om aan die groeiende vraag na kragoordrag en veiligheidsvereistes te voldoen.

2. Liggewig Aluminium Kabels

Die aanvaarding van liggewig aluminium motorkabels is een van die belangrike tendense in die motorbedryf, veral in die nuwe energie-motorbedryf, in die nastrewing van liggewig, energie-doeltreffendheid en reikafstand. Die volgende is 'n gedetailleerde analise van liggewig aluminium motorkabels:

Agtergrond en Tendens

Aanvraag vir liggewig motorvoertuie: met die vinnige ontwikkeling van nuwe energievoertuie, word die vraag na liggewig-ontwerp in motorvoertuie verder verhoog. Draad en kabel, as die hoofkomponente van motorkragtransmissie, word tradisioneel ontwerp om koper as geleier te gebruik, maar koperkernkabels is duur en swaar van gehalte. Daarom het die ontwikkeling van liggewig-geleierdraad en -kabel van lae gehalte vir motorvoertuie 'n noodsaaklike keuse geword vir liggewig-ontwerp in motorvoertuie.

Voordeel van aluminiumkabel: die tradisionele kragbedryf het 'n lang geskiedenis van die gebruik van aluminiumkabels, aluminiumkabels, lae koste, ligte gewig, lang lewensduur, veral geskik vir hoëspanning-langafstand-kragoordrag. China is ryk aan aluminiumbronne, materiaalprysfluktuasies, kostestabiliteit en maklik om te beheer. In die nuwe energievoertuigbedryf is die gebruik van aluminiumkabels in plaas van koperkabels 'n ideale oplossing om gewig en koste te verminder.

Toepassingsgevalle van aluminiumdraadprodukte

Busmodel: batterypak interne en eksterne ultrasoniese sweising van aluminiumdraad, gebruik van groot deursnee-kragverbindingsdraad, die voordeel van die gebruik van aluminiumdraad is voor die hand liggend.

Passasiersmotor: GS-rail gebruik 50 mm2 aluminiumkabel, wat suksesvol massa-vervaardig is. Die gebruik van ultrasoniese sweising verbeter die elektriese kontakprestasie van die verbindings effektief en verminder die kwaliteit van die bedradingsharnas effektief in vergelyking met koperdrade.

WS-laaigeweer: die gebruik van hoësterkte buigbestande aluminiumlegeringsdraad, ligte gewig, stabiele werkverrigting in verouderingstoets, het geleidelik met massaproduksie begin; GS-laaipoortdraad vir passasiersmotors gebruik aluminiumdraad om hitteafvoer te verbeter, en ultrasoniese sweiswerk word in die ronde laaipoortterminale gebruik, wat die elektriese kontakprestasie aansienlik verbeter, die hoeveelheid hitte wat gegenereer word verminder en die lewensduur verbeter.

Prestasieverskille tussen koper en aluminium

Weerstand en geleidingsvermoë: As gevolg van die verskillende weerstand van aluminium en koper, is die geleidingsvermoë van die aluminiumgeleier 62% IACS. Wanneer die deursnitarea van die aluminiumgeleier 1.6 keer dié van koper is, is die elektriese werkverrigting daarvan dieselfde as dié van koper.

Massaverhouding: die spesifieke swaartekrag van aluminium is 2.7 kg/m3, die spesifieke swaartekrag van koper is 8.89 kg/m3, dus is die massaverhouding van die twee (2.7 × 160%) / (8.89 × 1) ≈ 50%. Dit beteken dat onder dieselfde elektriese werkverrigting, die massa van die aluminiumgeleider slegs 1/2 van dié van die koperliggaam is.

Markruimte en Vooruitsigte

Geannualiseerde groeikoers: Gebaseer op markanalise, sal die geannualiseerde groeikoers van aluminiumgerolde plaat en geëxtrudeerde materiaal teen 2025 ongeveer 30% wees, wat die enorme potensiaal van aluminium op die gebied van motorliggewigvermindering toon.

Onsekerheidsanalise

Kostefaktore: Alhoewel aluminiumkabels kostevoordele het, is daar 'n negatiewe faktor van toenemende koste van aluminium in plaas van staal in die motorbedryf, wat die spoed van popularisering van aluminiumkabels kan beïnvloed.

Tegniese uitdagings: Die toepassing van aluminiumkabels in motors staar steeds tegniese uitdagings in die gesig, soos die verbetering van die elektriese kontakprestasie van verbindings en die optimalisering van hitteafvoer, wat deur tegnologiese innovasie opgelos moet word.

Die aanvaarding van liggewig aluminium motorkabels is 'n onvermydelike tendens vir die motorbedryf om energiebesparing en emissiereduksie na te streef, en reikafstand te verbeter. Met die voortdurende vooruitgang van tegnologie en verdere optimalisering van koste, sal die toepassing van aluminiumkabels in die motorbedryf meer uitgebreid wees, wat 'n belangrike bydrae lewer tot liggewig motors, energiebesparing en emissiereduksie.

3. Afgeskermde kabels vir EMI-vermindering

Elektromagnetiese interferensie (EMI) in motors is 'n komplekse probleem, veral in elektriese en hibriede voertuie as gevolg van die intensiewe gebruik van hoë-krag elektroniese toestelle. As een van die belangrikste bydraers tot EMI, is die ontwerp en materiaalkeuse van motorbedradingskabels van kritieke belang om EMI te minimaliseer. Hier is 'n paar sleutelpunte oor hoe om EMI in motors te verminder deur die gebruik van afgeskermde kabels:

Hoe afgeskermde kabels werk: Afskermde kabels werk deur 'n laag metaalvlegsel of foelie om die geleiers te voeg. Hierdie afskerming weerkaats en absorbeer elektromagnetiese golwe, wat EMI verminder. Die afskerming is aan die grond gekoppel, wat vasgelegde elektromagnetiese energie na die grond rig en verhoed dat dit met ander elektroniese toestelle inmeng.

Tipes afskerming: Daar is twee hooftipes afskerming: gevlegte metaalafskerming en foelie-afskerming. Gevlegte metaalafskerming bied beter meganiese sterkte en buigsaamheid, terwyl foelie-afskerming beter afskerming by laer frekwensies bied. In motortoepassings is dit algemeen om 'n kombinasie van hierdie twee afskermingstipes te gebruik vir optimale afskerming.

Aarding van die skild: Vir 'n afgeskermde kabel om effektief te wees, moet die skild behoorlik geaard wees. As die skild nie behoorlik geaard is nie, kan dit 'n antenna word en EMI verhoog. In motors is dit algemeen om die skild aan die metaalraam van die voertuig te heg om 'n goeie pad na die aarde te bied.

Waar afgeskermde kabels gebruik word: In motors word afgeskermde kabels hoofsaaklik gebruik vir kritieke sein- en beheerlyne wat vatbaar is vir EMI of wat self EMI-bronne kan word. Lyne wat byvoorbeeld gebruik word vir enjinbeheereenhede (ECU's), sensorseine, netwerke in die voertuig (bv. CAN-busse) en vermaakstelsels, gebruik tipies afgeskermde kabels.

Gebruik van afgeskermde kabels in samewerking met ongeskermde kabels: In motoromgewings waar ruimte beperk is, word hoëspanning- en laespanningkabels dikwels naby mekaar geplaas. Om EMI te verminder, kan die hoëspanningkabel as 'n afgeskermde kabel ontwerp word, terwyl die laespanningkabel ongeskermd kan wees. Op hierdie manier beskerm die afskerming van die hoëspanningkabel die laespanningkabel teen EMI.

Kabeluitleg en -ontwerp: Benewens die gebruik van afgeskermde kabels, is behoorlike kabeluitleg ook baie belangrik. Die vorming van lusse in kabels moet vermy word, aangesien lusse EMI verhoog. Daarbenewens moet kabels so ver as moontlik van EMI-bronne, soos motors en kragomsetters, geleë wees.

Gebruik van filters: Benewens afgeskermde kabels, kan EMI-filters aan beide kante van die kabel bygevoeg word om EMI verder te verminder. Filters kan kapasitors of induktors wees, wat geraas in 'n spesifieke frekwensiebereik uitfilter.

Kortliks, deur afgeskermde kabels te gebruik en dit te kombineer met die regte kabeluitleg en filtertegnieke, kan EMI in motors aansienlik verminder word, wat die betroubaarheid en werkverrigting van elektroniese toerusting verbeter.

4. Hoëtemperatuurbestande kabels

Hoëtemperatuurbestande motorkabels is kabels wat ontwerp is vir die motorbedryf om stabiele werkverrigting in hoëtemperatuuromgewings te handhaaf. Hulle word hoofsaaklik van verskeie spesiale materiale gemaak om betroubaarheid en veiligheid in hoëtemperatuurareas soos enjinkompartemente te verseker. Hier is 'n paar algemene materiale wat vir hoëtemperatuurbestande motorkabels gebruik word:

TPE-materiale: termoplastiese elastomere (termoplastiese elastomere), insluitend stirene, olefiene, diene, vinielchloried, poliësters, esters, amiede, organofluoriene, silikone en viniele. Tans is SEBS (stireen-etileen-butileen-stireen blok kopolimeer) gebaseerde elastomere die mees gebruikte TPE-materiale.

TPU-materiaal: termoplastiese poliuretaan (termoplastiese poliuretaan), die molekulêre struktuur word verdeel in poliëster-tipe en poliëter-tipe, deur die rigiede blok en buigsame kettingsegmente. TPU-materiaal in die verwerkingsproses van spuitgietwerk het meer as 40% van die ekstrusiegietwerk uitgemaak, wat ongeveer 35% of so is, met goeie elastisiteit en slytasiebestandheid.

PVC-materiaal: Polivinielchloried (Polivinielchloried), deur die byvoeging van verskillende hoeveelhede weekmakers om die sagtheid daarvan te reguleer, die "glasoorgangs"-temperatuur te verminder, sodat dit goeie buigsaamheid en plastisiteit het, maklik om te verwerk in gietvorm.

Silikoonmateriaal: 'n hoogs aktiewe adsorberende materiaal, amorfe stof, termoherstellende rubber. Silikoon het uitstekende hitte- en kouebestandheid en 'n wye reeks bedryfstemperature, van -60°C tot +180°C en verder.

XLPE-kruisgekoppelde poliëtileen: deur chemiese kruisbinding in termoverhardende elastomere, verbeter die isolasie-eienskappe, die temperatuurweerstandsreeks van die kabel word uitgebrei en die werkverrigting word verbeter. Sodra XLPE-kabel verbrand word, produseer dit koolstofdioksied en water, wat relatief omgewingsvriendelik is.

Die keuse en gebruik van hierdie materiale stel hoëtemperatuurbestande motorkabels in staat om stabiel te werk vir lang tydperke in hoëtemperatuuromgewings soos enjinkompartemente en naby uitlaatstelsels, wat die normale werking van motor-elektriese stelsels verseker. Boonop het hoëtemperatuurbestande kabels ook die voordele van oliebestandheid, waterbestandheid, suur- en alkalibestandheid, korrosiewe gasbestandheid, verouderingsbestandheid, ens. Hulle is geskik vir metallurgie, elektriese krag, petrochemikalieë, rollende materiaal, energie, yster en staal, elektriese masjinerie en ander velde. Wanneer u hoëtemperatuurbestande kabels kies, moet u die regte model kies volgens die werklike toepassingscenario, temperatuuromgewing, spanningsvlak en ander faktore om te verseker dat die kabel goeie werkverrigting en veiligheid onder hoëtemperatuurtoestande het.

5. Slimkabels met geïntegreerde sensors

Slimmotorkabels met geïntegreerde sensors is 'n integrale deel van moderne slimmotors, en hulle speel 'n sleutelrol in die voertuig se elektriese en elektroniese argitektuur. Slimmotorkabels is nie net verantwoordelik vir die oordrag van krag nie, maar nog belangriker, hulle dra data- en beheerseine, wat mikrobeheereenhede (MCU's), sensors, aktuators en ander elektroniese beheereenhede (ECU's) in die motor verbind en die motor se "neurale netwerk" vorm.

Die funksie en belangrikheid van slimmotorkabels

Data-oordrag: Slimmotorkabels is verantwoordelik vir die oordrag van data vanaf sensors na die MCU en opdragte vanaf die MCU na aktuators. Hierdie data sluit in, maar is nie beperk tot, spoed, temperatuur, druk, posisie, ens., en is van kritieke belang om presiese beheer van die voertuig te verkry.
Kragverspreiding: Die kabel stuur nie net data oor nie, maar is ook verantwoordelik vir die verspreiding van krag na die verskeie elektroniese toestelle in die motor om te verseker dat hulle behoorlik werk.
Veiligheid en sekuriteit: Die kabel is ontwerp met veiligheid in gedagte, soos die gebruik van brandwerende materiale en die instelling van oorstroombeskerming, om te verseker dat die stroombaan betyds afgesny kan word in die geval van 'n wanfunksie, wat potensiële veiligheidsgevare vermy.

Ontwerpvereistes

Die ontwerp van slimmotorkabels moet aan die volgende vereistes voldoen:

Betroubaarheid: Kabels moet betroubaar kan werk in 'n verskeidenheid strawwe omgewings in die motor, insluitend hoë temperatuur, lae temperatuur, vibrasie en humiditeit.
Duursaamheid: Kabels moet duursaam genoeg wees om langdurige gebruikstydperke sonder foute te weerstaan.
Veiligheid: Kabels moet goed geïsoleer wees om die risiko van kortsluitings te verminder en die nodige beskermingsmeganismes hê.
Liggewig: Met die neiging tot liggewigvoertuie, moet kabels ook so lig en dun as moontlik wees om die totale gewig van die voertuig te verminder.
Elektromagnetiese versoenbaarheid: Kabels moet goeie afskermingsprestasie hê om seininterferensie te verminder.

Toepassingscenario

Slimmotorkabels word wyd gebruik in verskeie stelsels van motors, insluitend maar nie beperk tot:

Enjinbeheerstelsel: die koppeling van die enjin-ECU met sensors en aktuators om presiese beheer van die enjin te bewerkstellig.
Bakbeheerstelsel: verbinding van die bakbeheermodule (BCM) met vensters, deurslotte, beligting en ander stelsels.
Bestuurderbystandstelsel: verbind die ADAS (Gevorderde Bestuurderbystandstelsels)-beheerder met sensors soos kamera en radar.
Inligting- en vermaakstelsel: verbind die multimediasentrum met klankluidsprekers, navigasiestelsel, ens.

Toekomstige tendense

Soos elektroniese en elektriese argitekture in motors ontwikkel, ontwikkel slimmotorkabels ook. Toekomstige tendense sluit in:

Gesentraliseerde argitektuur: Namate elektroniese argitekture in motorvoertuie van verspreid na gesentraliseerd verskuif, sal kabelkompleksiteit en -lengte waarskynlik afneem, wat sal help om voertuiggewig te verminder en die doeltreffendheid van inligtingvloei te verbeter.
Intelligente bestuur: Kabels sal meer intelligente komponente integreer, soos ingeboude sensors en slim konnektors, wat selfdiagnose en statusverslagdoening moontlik maak.
Toepassing van nuwe materiale: Om gewig verder te verminder en werkverrigting te verbeter, kan kabels van nuwe liggewigmateriale gemaak word.

Slimmotorkabels is sleutelkomponente wat motorelektroniese stelsels verbind, en hul ontwerp en werkverrigting is van kritieke belang om die veiligheid en betroubaarheid van motors te verseker. Namate tegnologie vorder en motorelektronika versnel, sal slimmotorkabels aanhou ontwikkel om aan die behoefte aan hoër werkverrigting te voldoen.

6. Bioafbreekbare en omgewingsvriendelike kabels

Teen die agtergrond van die strewe na omgewingsbeskerming en volhoubare ontwikkeling, word bioafbreekbare en omgewingsvriendelike motorkabels 'n warm onderwerp in die motorvervaardigingsbedryf. Hierdie kabels voldoen nie net aan die behoeftes van die motorbedryf in terme van prestasie nie, maar toon ook beduidende voordele in terme van omgewingsbeskerming.

Bioafbreekbare Geïsoleerde Kabels

Bioafbreekbare geïsoleerde kabels word gemaak van bioafbreekbare isolerende materiale, wat onder sekere omgewingstoestande geleidelik deur die metabolisme van mikroörganismes ontbind kan word en uiteindelik omgeskakel kan word in omgewingsvriendelike klein molekules, soos koolstofdioksied en water. Hierdie proses verg gewoonlik 'n sekere hoeveelheid tyd en geskikte omgewingstoestande. Die gebruik van bioafbreekbare kabels is in lyn met die beginsels van groen en volhoubare ontwikkeling. Dit verseker die werkverrigting van kabels terwyl die impak op die omgewing geminimaliseer word en die ontwikkeling van die groen kabelbedryf bevorder word.

Kabels met nie-besoedelende isolerende vernis

Nie-besoedelende isolerende vernis vir kabels gebruik nie-gevaarlike isolerende vernis om die isolerende materiale te vervang wat gevaarlike bestanddele in tradisionele kabels bevat. Hierdie innovasie verminder nie net omgewingsbesoedeling nie, maar verbeter ook die veiligheid en betroubaarheid van kabels.

Biogebaseerde materiale in motorkabels

Biogebaseerde materiale, veral polimelksuur (PLA) vesels, komposiete en nylon, het groot potensiaal vir toepassing in die motorbedryf as gevolg van hul bioafbreekbaarheid, omgewingsvriendelike produksie en verwerking, wye reeks grondstofbronne, lae reuk en lae vlugtige organiese verbindings (VOS) inhoud. Met die aansienlike toename in produksiekapasiteit het PLA polimelksuur (PLA), as 'n biogebaseerde polimeer afgelei van natuurlike hulpbronne, ook sy geweldige ontwikkeling gesien. PLA word chemies gesintetiseer uit natuurlike mielies. Hierdie materiaal kan deur mikroörganismes in CO2 en H2O ontbind word nadat dit weggegooi is, sonder om besoedeling van die omgewing te veroorsaak, en word erken as 'n nuwe ekomateriaal wat groen en volhoubaar is in die 21ste eeu.

Toepassing van TPU-materiale in motorkabels

Termoplastiese poliuretaan (TPU) materiale bied nie net uitstekende werkverrigting nie, maar is ook bioafbreekbaar (3-5 jaar) en herwinbaar. Die volhoubare en omgewingsvriendelike eienskappe van TPU materiale bied 'n nuwe opsie vir motorkabels, wat help om die impak op die omgewing te verminder.

Uitdagings en Vooruitsigte

Alhoewel bioafbreekbare en omgewingsvriendelike motorkabels baie voordele inhou, staar hul toepassing sekere uitdagings en beperkings in die gesig. Byvoorbeeld, die spoed en doeltreffendheid van degradasie word beïnvloed deur omgewingstoestande, wat noukeurige evaluering en seleksie van toepassingscenario's vereis. Terselfdertyd moet die werkverrigting en stabiliteit van afbreekbare isolasiemateriale voortdurend verbeter en getoets word om hul betroubaarheid en veiligheid te verseker. In die toekoms, namate tegnologie voortgaan om te vorder en omgewingsbewustheid toeneem, word verwag dat bioafbreekbare en omgewingsvriendelike motorkabels 'n groter rol in die motorbedryf sal speel, wat die hele bedryf in 'n meer omgewingsvriendelike en volhoubare rigting sal dryf.