Στον τομέα των οχημάτων νέας ενέργειας (EV, PHEV, HEV), η επιλογή υλικών για καλώδια υψηλής τάσης είναι ζωτικής σημασίας για την ασφάλεια, την ανθεκτικότητα και την απόδοση του οχήματος. Το διασταυρωμένο πολυαιθυλένιο (XLPE) και το καουτσούκ σιλικόνης είναι δύο από τα πιο συνηθισμένα μονωτικά υλικά, αλλά έχουν σημαντικές διαφορές στην απόδοση σε υψηλές θερμοκρασίες, τις μονωτικές ιδιότητες, τη μηχανική αντοχή και άλλα.
Συνολικά, και οι δύοXLPEκαι το καουτσούκ σιλικόνης χρησιμοποιούνται ευρέως στα καλώδια εσωτερικού χώρου αυτοκινήτων. Ποιο υλικό είναι, λοιπόν, καταλληλότερο για καλώδια υψηλής τάσης σε οχήματα νέας ενέργειας;
Γιατί τα καλώδια υψηλής τάσης για οχήματα νέας ενέργειας απαιτούν μονωτικά υλικά υψηλής απόδοσης;
Τα καλώδια υψηλής τάσης σε οχήματα νέας ενέργειας χρησιμοποιούνται κυρίως για την μπαταρία, τον κινητήρα, το ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου και το σύστημα φόρτισης, με τάσεις λειτουργίας που κυμαίνονται από 600V έως 1500V ή και υψηλότερες.
Αυτό απαιτεί τα καλώδια να έχουν:
1) Άριστη απόδοση μόνωσης για την αποφυγή ηλεκτρικής βλάβης και την εξασφάλιση ασφάλειας.
2) Εξαιρετική αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες για αντοχή σε σκληρά περιβάλλοντα λειτουργίας και πρόληψη της υποβάθμισης της μόνωσης.
3) Ισχυρή αντοχή σε μηχανικές καταπονήσεις, κάμψη, κραδασμούς και φθορά.
4) Καλή χημική αντοχή στη διάβρωση για προσαρμογή σε σύνθετα περιβάλλοντα και παράταση της διάρκειας ζωής.
Επί του παρόντος, τα μονωτικά στρώματα των καλωδίων υψηλής τάσης σε οχήματα νέας ενέργειας χρησιμοποιούν κυρίως XLPE ή καουτσούκ σιλικόνης. Παρακάτω, θα κάνουμε μια λεπτομερή σύγκριση αυτών των δύο υλικών.
Από τον πίνακα, φαίνεται ότι το XLPE έχει καλύτερη απόδοση όσον αφορά την αντοχή σε τάση, τη μηχανική αντοχή, την αντοχή στη γήρανση και τον έλεγχο του κόστους, ενώ το καουτσούκ σιλικόνης έχει πλεονεκτήματα στην αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και την ευελιξία.
Γιατί το XLPE είναι το προτιμώμενο υλικό για καλώδια υψηλής τάσης σε οχήματα νέας ενέργειας;
1) Ισχυρότερη απόδοση μόνωσης:XLPEΈχει υψηλότερη διηλεκτρική αντοχή (≥30kV/mm), γεγονός που το καθιστά καλύτερο στην αντοχή σε κινδύνους ηλεκτρικής βλάβης σε περιβάλλοντα υψηλής τάσης σε σύγκριση με το καουτσούκ σιλικόνης. Επιπλέον, το XLPE έχει χαμηλή διηλεκτρική απώλεια, εξασφαλίζοντας σταθερή μακροπρόθεσμη απόδοση, καθιστώντας το κατάλληλο για συστήματα ισχύος οχημάτων νέας ενέργειας.
2) Καλύτερες μηχανικές ιδιότητες: Κατά την οδήγηση, οι κραδασμοί από το αμάξωμα του οχήματος μπορούν να ασκήσουν μηχανική καταπόνηση στα καλώδια. Το XLPE έχει υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό, καλύτερη αντοχή στη φθορά και ανώτερη αντοχή στην κοπή, καθιστώντας το καταλληλότερο για μακροχρόνια χρήση και μειώνοντας το κόστος συντήρησης σε σύγκριση με το καουτσούκ σιλικόνης.
3) Καλύτερη αντοχή στη γήρανση: Το XLPE έχει εξαιρετική αντοχή στη γήρανση από το νερό, διασφαλίζοντας ότι το καλώδιο παραμένει σταθερό σε περιβάλλοντα υψηλής υγρασίας και ισχυρού ηλεκτρικού πεδίου. Αυτό είναι κρίσιμο για τα οχήματα νέας ενέργειας, ειδικά σε εφαρμογές υψηλού φορτίου, όπως οι μπαταρίες υψηλής τάσης και τα συστήματα γρήγορης φόρτισης.
4) Μέτρια ευελιξία για την κάλυψη των απαιτήσεων καλωδίωσης: Σε σύγκριση με το καουτσούκ σιλικόνης, το XLPE προσφέρει μέτρια ευελιξία, εξισορροπώντας την ευελιξία καλωδίωσης και τη μηχανική αντοχή. Αποδίδει άριστα σε εφαρμογές όπως οι καλωδιώσεις υψηλής τάσης εντός οχήματος, οι γραμμές ελέγχου κινητήρα και οι συνδέσεις συστοιχιών μπαταριών.
5) Πιο οικονομικό: Το XLPE είναι πιο οικονομικό από το καουτσούκ σιλικόνης, υποστηρίζοντας τη μαζική παραγωγή. Έχει γίνει το κύριο υλικό για καλώδια υψηλής τάσης σε οχήματα νέας ενέργειας.
Ανάλυση Σεναρίου Εφαρμογής: XLPE έναντι Καουτσούκ Σιλικόνης
Το XLPE, με την εξαιρετική αντοχή σε τάση, τη μηχανική αντοχή και τα πλεονεκτήματα κόστους, είναι πιο ανταγωνιστικό στην εφαρμογή καλωδίων υψηλής τάσης για οχήματα νέας ενέργειας.
Καθώς η νέα τεχνολογία ενεργειακών οχημάτων συνεχίζει να εξελίσσεται, τα υλικά XLPE αναβαθμίζονται επίσης για να καλύψουν τις υψηλότερες απαιτήσεις σε σενάρια εφαρμογών:
1) XLPE ανθεκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες (150℃-200℃): Κατάλληλο για τα ηλεκτρικά συστήματα κίνησης υψηλής απόδοσης επόμενης γενιάς.
2) Πολυαιθυλένιο με σταυροδεσμούς μηδενικού αλογόνου (LSZH) χαμηλής περιεκτικότητας σε καπνό: Συμμορφώνεται με τα περιβαλλοντικά πρότυπα για τα οχήματα νέας ενέργειας.
3) Βελτιστοποιημένο στρώμα θωράκισης: Ενισχύει την αντίσταση στις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (EMI) και βελτιώνει τη συνολική ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα (EMC) του οχήματος.
Συνολικά, το XLPE κατέχει κυρίαρχη θέση στον τομέα των καλωδίων υψηλής τάσης για οχήματα νέας ενέργειας λόγω της εξαιρετικής απόδοσης μόνωσης, της αντοχής στην τάση, της μηχανικής αντοχής και των πλεονεκτημάτων κόστους. Ενώ το καουτσούκ σιλικόνης είναι κατάλληλο για ακραία περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας, το υψηλότερο κόστος του το καθιστά κατάλληλο για ειδικές ανάγκες. Για τα κύρια καλώδια υψηλής τάσης σε οχήματα νέας ενέργειας, το XLPE είναι η καλύτερη επιλογή και μπορεί να εφαρμοστεί ευρέως σε βασικούς τομείς όπως οι καλωδιώσεις μπαταριών, τα καλώδια κινητήρα υψηλής τάσης και τα καλώδια ταχείας φόρτισης.
Στο πλαίσιο της ραγδαίας ανάπτυξης της βιομηχανίας οχημάτων νέας ενέργειας, οι εταιρείες θα πρέπει να λαμβάνουν υπόψη παράγοντες όπως σενάρια εφαρμογής, απαιτήσεις αντοχής στη θερμοκρασία και προϋπολογισμούς κόστους κατά την επιλογή υλικών καλωδίων υψηλής τάσης, ώστε να διασφαλίζεται η ασφάλεια και η ανθεκτικότητα των καλωδίων.
Ώρα δημοσίευσης: 28 Φεβρουαρίου 2025