Zprávy - Inovace v elektrických kabelech automobilů: Co je nového na trhu?

S rychle se vyvíjejícím automobilovým průmyslem se elektrické kabely staly kritickými součástmi moderních vozidel. Zde jsou některé z nejnovějších inovací v elektrických kabelech automobilů:

1. Vysoce napěťové kabely pro EV

Vysokopěťové kabely pro elektrická vozidla jsou klíčové součásti používané v elektrických vozidlech k propojení vysokopěťových baterií, střídačů, klimatizačních kompresorů, třífázových generátorů a elektrických motorů, aby se realizovala přenos elektrické energie. Ve srovnání s kabely používanými v tradičních palivových vozidlech mají vysoce napěťové kabely elektrické vozidla následující vlastnosti a požadavky:

Vysoký napětí a vysoký proud: Kabely s vysokým napětím EV jsou navrženy tak, aby zvládli napětí až do 600VAC/900VDC (osobní vozy) nebo 1000VAC/1500 VDC (užitková vozidla) a proudy od 250A do 450A nebo ještě vyšší. To je mnohem vyšší než 12V systémy, které se obvykle používají v konvenčních palivových vozidlech.

Materiál vodiče: Vodiče jsou obvykle konstruovány z žíhaného měkkého měděného drátu nebo konzervovaného měděného drátu pro zlepšení vodivosti a odolnosti proti korozi. Měděné dráty bez kyslíku (obsahující méně než 0,001% kyslíku a více než 99,99% čistoty) se široce používají ve vysokopěťových kabelech EV díky jejich vysoké čistotě a nekvalifikaci.

Izolace a pouzdro materiály: Aby byly splněny požadavky na vysoký napětí a vysoký proud, jsou vysokopěťové kabely izolovány izolačními materiály s vysokou tloušťkou stěny, jako je silikonová guma, zesítěný polyethylen nebo zesíťovaný polyolefin, které mají dobrou tepelnou odolnost a účinek opakování, a vydrží vysokou teplotu více než 150 ℃.

Ochranné a ochrana: Vysokopěťové kabely vyžadují elektromagnetické stínění, aby se snížilo hemosl a elektromagnetické rušení elektromagnetického pole, zatímco ochranné materiály (jako je tepelné izolační trubice a kompilované zkumavky) a těsnicí kroužky na vnější vrstvě kabelů zajišťují vodotěsné, prachové a odolné vůči abrazi a odolné vůči.

Konstrukce a kabeláž: Návrh vysoce napěťových kabelů pro elektrická vozidla musí zohlednit omezení kabeláže, bezpečnostní požadavky (např. Minimální rozestup 100 milimetrů nebo více mezi vysoce napěťové a nízkonapěťové vodiči), hmotnost a náklady. Jeho návrh a výběr také ovlivní poloměr ohýbání kabelu, vzdálenost k upevňovacímu bodu a prostředí, ve kterém se používá (např. Uvnitř nebo vně vozidla).

Standardy a specifikace: Konstrukce a výroba vysokopěťových kabelů pro elektrická vozidla se řídí řadou průmyslových standardů, jako je standard automobilového průmyslu QC-T1037 pro vysoce napětí pro silniční vozidla a TCAS 356-2019 vysoce napětí pro nové energetické vozidla. Tyto standardy předkládají specifické požadavky na elektrický výkon, mechanický výkon a přizpůsobivost kabelů.

Aplikace: Vysokopěťové kabely pro elektrická vozidla se používají nejen pro připojení ve vozidlech, ale také pro připojení mezi nabíjecím portem a baterií, uvnitř baterie, mezi baterií a motorem a dalšími komponenty, jakož i pro skladování energie baterie a další pole. Kabely musí být schopny odolat drsným podmínkám, jako je prostředí s vysokým a nízkým teplotou, solný sprej, elektromagnetická pole, olej a chemikálie.

Vývoj a použití vysoce napěťových kabelů pro elektrická vozidla je jedním z klíčových faktorů při podpoře udržitelné a klimatické budoucnosti pro elektrickou mobilitu. Vzhledem k tomu, že technologie elektrických vozidel neustále postupuje, výkon a standardy vysokopěťových kabelů jsou nadále optimalizovány tak, aby vyhovovaly rostoucí poptávce po přenosu energie a bezpečnosti.

2. lehké hliníkové kabely

Přijetí lehkých hliníkových automobilových kabelů je jedním z důležitých trendů v automobilovém průmyslu, zejména v novém energetickém automobilovém průmyslu, ve snaze o lehkou, energetickou účinnost a rozsah. Následuje podrobná analýza lehkých hliníkových automobilových kabelů:

Pozadí a trend

Lehká poptávka v automobilovém průmyslu: S rychlým vývojem nových energetických vozidel se poptávka po automobilovém lehkém designu dále zvyšuje. Drát a kabel, jako hlavní komponenty přenosu automobilového výkonu, jsou tradičně navrženy tak, aby používaly měď jako vodič, ale kabely mědi jsou drahé a kvalitní. Proto se pro automobilový design automobilového průmyslu stal vývojem lehké kvality a hliníkového vodicího drátu a kabelu pro automobily pro automobily pro automobily.

Hliníková kabelová výhoda: Tradiční energetický průmysl má dlouhou historii používání hliníkových kabelů, hliníkových kabelů, nízkých nákladů, nízké hmotnosti, dlouhé životnosti, zejména vhodné pro vysokopěťové přenosy na dlouhé vzdálenosti. Čína je bohatá na zdroje hliníku, kolísání cen materiálu, stabilitu nákladů a snadno kontrolu. V novém průmyslu energetických vozidel je použití hliníkových kabelů místo měděných kabelů ideálním řešením ke snížení hmotnosti a nákladů.

Případy aplikace z hliníkového drátu

Model sběrnice: Baterie Interní a externí ultrazvukové svařovací hliníkový drát, využití spojovacího drátu s velkým průměrem, výhoda použití hliníkového drátu je zřejmá.

Osobní auto: DC Busbar přijímá hliníkový kabel 50 mm2, který byl úspěšně vyráběn. Použití ultrazvukového svařování účinně zlepšuje výkon elektrických kontaktů kloubů a účinně snižuje kvalitu kabelového svazku ve srovnání s měděnými vodiči.

Nabíjecí pistole AC: Použití vysoce pevného ohybu odolného hliníkového vodiče slitiny, lehká hmotnost, stabilní výkon v testu stárnutí, postupně začala hromadnou výrobu; DC nabíjecího portu DC pro osobní automobily používá hliníkový drát ke zlepšení rozptylu tepla a ultrazvukové svařování se používá v terminálu kulatého nabíjecího portu, což výrazně zlepšuje výkon elektrického kontaktu, snižuje množství generovaného tepla a zlepšuje životnost.

Rozdíly s výkonem mezi mědi a hliníkem

Odolnost a vodivost: Vzhledem k odlišnému odporu hliníku a mědi je vodivost hliníkového vodiče 62% IAC. Když je průřezová oblast hliníkového vodiče 1,6krát vyšší než u mědi, jeho elektrický výkon je stejný jako u mědi.

Hmotnostní poměr: Specifická hmotnost hliníku je 2,7 kg/m3, specifická hmotnost mědi je 8,89 kg/m3, takže hmotnostní poměr obou je (2,7 x 160%)/(8,89 × 1) ~ 50%. To znamená, že za stejného elektrického výkonu je hmotnost hliníkového vodiče pouze 1/2 hmoty měděného těla.

Prostor a vyhlídka na trh

Anualizovaná míra růstu: Na základě analýzy trhu bude do roku 2025 přibližně 30% do roku 2025 anumizovaná míra růstu listu hliníku a extrudovaného materiálu, což ukazuje obrovský potenciál hliníku v oblasti lehkého automobilu.

Analýza nejistoty

Nákladové faktory: Ačkoli hliníkové kabely mají nákladové výhody, existuje negativní faktor zvyšování nákladů na hliník místo oceli v automobilovém průmyslu, což může ovlivnit rychlost popularizace hliníkových kabelů.

Technické výzvy: Aplikace hliníkových kabelů v automobilech stále čelí technickým výzvám, jako je zlepšení elektrického kontaktního výkonu kloubů a optimalizaci rozptylu tepla, které je třeba vyřešit prostřednictvím technologických inovací.

Přijetí lehkých hliníkových automobilových kabelů je nevyhnutelným trendem pro automobilový průmysl, aby sledoval úsporu energie a snižování emisí a zlepšil dosah. S nepřetržitým vývojem technologie a další optimalizací nákladů bude aplikace hliníkových kabelů v automobilovém průmyslu rozsáhlejší, což významně přispívá k lehkému a úsporám energie a snížení emisí energie.

3. stíněné kabely pro redukci EMI

Elektromagnetické rušení (EMI) v automobilech je složitý problém, zejména v elektrických a hybridních vozidlech kvůli intenzivnímu používání vysoce výkonných elektronických zařízení. Jako jeden z hlavních přispěvatelů k EMI je pro minimalizaci EMI rozhodující návrh a výběr materiálu kabelových kabelů pro automobily. Zde je několik klíčových bodů, jak snížit EMI v automobilech pomocí stíněných kabelů:

Jak fungují stíněné kabely: stíněné kabely fungují přidáním vrstvy kovového copu nebo fólie kolem vodičů. Toto stínění odráží a absorbuje elektromagnetické vlny, čímž se snižuje EMI. Stínění je připojeno k zemi, která nasměruje zachycenou elektromagnetickou energii do země a zabraňuje ji další elektronické zařízení.

Typy stínění: Existují dva hlavní typy stínění: pletené kovové stínění a stínění fólie. Pletené kovové stíhání poskytuje lepší mechanickou pevnost a flexibilitu, zatímco stínění fólie poskytuje lepší stínění při nižších frekvencích. V automobilových aplikacích je běžné používat kombinaci těchto dvou typů stínění pro optimální stínění.

Uzemnění štítu: Aby byl chráněný kabel efektivní, musí být štít správně uzemněn. Pokud štít není správně uzemněn, může se stát anténou a místo toho zvýšit EMI.

Tam, kde se používají stíněné kabely: v automobilech se chráněné kabely používají hlavně pro kritické signální a řídicí linie, které jsou náchylné k EMI nebo které se mohou stát samotnými zdroji EMI. Například řádky používané pro řídicí jednotky motoru (ECU), signály senzorů, sítě ve vozidle (např. Kočují CAN) a zábavní systémy obvykle používají stíněné kabely.

Použití stíněných kabelů ve spojení s nevázanými kabely: v automobilových prostředích, kde je prostor omezený, jsou vysokopěťové a nízkonapěťové kabely často umístěny v těsné blízkosti. Pro minimalizaci EMI může být vysoký napěťový kabel navržen jako chráněný kabel, zatímco kabel s nízkým napětím může být nevýrazný. Tímto způsobem chrání štít kabelu s vysokým napětím kabel s nízkým napětím před EMI.

Rozložení kabelů a design: Kromě použití stíněných kabelů je také velmi důležité správné rozložení kabelu. Je třeba se vyhnout tvorbě smyček v kabelech, protože smyčky zvyšují EMI. Kromě toho by kabely měly být umístěny co nejdále od zdrojů EMI, jako jsou motory a převaděče energie.

Použití filtrů: Kromě stíněných kabelů lze filtry EMI přidat na obou koncích kabelu pro další minimalizaci EMI. Filtry mohou být kondenzátory nebo induktory, které odfiltrují šum ve specifickém frekvenčním rozsahu.

Stručně řečeno, pomocí stíněných kabelů a jejich kombinací se správným rozložením kabelů a filtrováním technik lze EMI v automobilech výrazně snížit, čímž se zlepšuje spolehlivost a výkon elektronického vybavení.

4. Kabely odolné vůči vysoké teplotě

Kabely odolné vůči vysokým teplotám jsou kabely určené pro automobilový průmysl, aby si udrželi stabilní výkon ve vysokoteplotních prostředích. Jsou vyrobeny hlavně z několika speciálních materiálů k zajištění spolehlivosti a bezpečnosti ve vysokoteplotních oblastech, jako jsou kompartmenty motoru. Zde je několik běžných materiálů používaných pro automobilové kabely odolné proti vysoké teplotě:

Materiály TPE: Termoplastické elastomery (termoplastické elastomery), včetně styrenů, olefinů, dienů, vinylchloridu, polyesterů, esterů, amidů, organofluorinů, silikonů a vinylů. V současné době jsou nejčastěji používané materiály TPE (elastomery založené na SEB (styren-ethylen-butylen-butylen-butylen-butylen-butylen-styren-block).

Materiály TPU: Termoplastický polyuretan (termoplastický polyuretan), molekulární struktura je rozdělena na polyesterový typ a polyetherový typ, pomocí tuhého bloku a flexibilních řetězových segmentů. Hodnoty v procesu zpracování v injekčním formování představují více než 40% vytlačování extózu a s dobrým odolností a odolností.

Materiál PVC: Polyvinylchlorid (polyvinylchlorid), přidáním různých množství změkčovadel k regulaci jeho měkkosti, snižuje teplotu „přechod ze skla“ tak, aby měla dobrou flexibilitu a plasticitu, snadno se zpracovávalo formování.

Silikonový materiál: Vysoce aktivní adsorbent, amorfní látka, termosetová guma. Silikon má vynikající odolnost proti teplu a chladu a široký rozsah provozních teplot, od -60 ° C do +180 ° C a dále.

XLPE zesítěný polyethylen: prostřednictvím chemického zesíťování do termosetových elastomerů, zlepšených izolačních vlastností, rozsah odporu teploty kabelu je rozšířen, výkon byl vylepšen. Kabel XLPE Jakmile dojde ke spalování, produkce oxidu uhličitého a vody, relativně šetrná k životnímu prostředí.

Výběr a používání těchto materiálů umožňuje automobilovým kabelům odolném proti vysoké teplotě fungovat stabilně po dlouhou dobu v prostředí s vysokým teplotou, jako jsou kompartmenty motoru a poblíž výfukových systémů, což zajišťuje normální provoz automobilových elektrických systémů. Kromě toho mají kabely odolné vůči vysoké teplotě také výhody odolnosti proti oleji, odolnosti vůči vodě, odolnosti kyseliny a alkalií, korozivní odolnosti plynu, odolnost stárnutí atd. Jsou vhodné pro metalurgii, elektrickou energii, petrochemikálie, válcování, železo a ocel, elektrické machinerie a další oblasti. Při výběru kabelů odolných vůči vysoké teplotě si musíte vybrat správný model podle skutečného scénáře aplikací, teplotního prostředí, úrovně napětí a dalších faktorů, abyste zajistili, že kabel má za podmínek vysokých teplot dobrý výkon a bezpečnost.

5. Inteligentní kabely s integrovanými senzory

Inteligentní kabely automobilů s integrovanými senzory jsou nedílnou součástí moderních inteligentních automobilů a hrají klíčovou roli v elektrické a elektronické architektuře vozidla. Inteligentní kabely automobilů jsou nejen zodpovědné za přenos energie, ale co je důležitější, nesou datové a řídicí signály, spojující jednotky mikrokontroléru (MCU), senzory, pohony a další elektronické řídicí jednotky (ECU) v autě a vytvářejí „neuronovou síť“.

Funkce a význam kabelů inteligentních automobilů

Přenos dat: Inteligentní kabely automobilů jsou zodpovědné za přenos dat ze senzorů na MCU a příkazy z MCU na akční členy. Tato data zahrnují, ale nejsou omezeny na rychlost, teplotu, tlak, polohu atd., A je rozhodující pro dosažení přesné kontroly vozidla.
Distribuce napájení: Kabel nejen přenáší data, ale je také zodpovědný za distribuci energie na různá elektronická zařízení v automobilu, aby se zajistilo, že fungují správně.
Bezpečnost a zabezpečení: Kabel je navržen s ohledem na bezpečnost, jako je použití ohnivzdorných materiálů a nastavení nadproudové ochrany, aby se zajistilo, že obvod může být v čase odříznut v případě poruchy a vyhýbání se potenciálním bezpečnostním rizikům.

Požadavky na návrh

Konstrukce inteligentních kabelů musí splňovat následující požadavky:

Spolehlivost: Kabely musí být schopny spolehlivě pracovat v různých drsných prostředích v automobilu, včetně vysoké teploty, nízké teploty, vibrací a vlhkosti.
Trvanlivost: Kabely musí být dostatečně odolné, aby vydržely dlouhé období použití bez selhání.
Bezpečnost: Kabely by měly být dobře izolovány, aby se snížilo riziko zkratu a mělo potřebné mechanismy ochrany.
Lehký: S trendem směrem k lehkým vozidlům musí být kabely také co nejlehčí a nejtenčí, aby se snížila celková hmotnost vozidla.
Elektromagnetická kompatibilita: Kabely by měly mít dobrý výkon stínění pro snížení rušení signálu.

Scénář aplikace

Inteligentní kabely automobilů se široce používají v různých systémech automobilů, včetně, ale nejen na:

Řídicí systém motoru: Spojení ECU motoru se senzory a akčními členy pro realizaci přesného ovládání motoru.
Systém řízení těla: Připojení modulu řízení těla (BCM) s okny, zámky dveří, osvětlením a dalšími systémy.
Systém asistence ovladače: spojuje řadič ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) se senzory, jako je kamera a radar.
Informační systém: Spojuje multimediální centrum se zvukovými reproduktory, navigační systém atd.

Budoucí trendy

Jak se vyvíjejí automobilové elektronické a elektrické architektury, také inteligentní kabely automobilů. Budoucí trendy zahrnují:

Centralizovaná architektura: Jak se automobilové elektronické architektury přesouvají z distribuované na centralizovanou, kabelovou složitost a délku se pravděpodobně sníží, což pomůže snížit hmotnost vozidla a zlepšit účinnost toku informací.
Inteligentní správa: Kabely budou integrovat inteligentnější komponenty, jako jsou vestavěné senzory a inteligentní konektory, což umožňuje samoagnostiku a hlášení stavu.
Aplikace nových materiálů: Pro další snížení hmotnosti a zlepšení výkonu mohou být kabely vyrobeny z nových lehkých materiálů.

Inteligentní kabely jsou klíčové komponenty spojující automobilové elektronické systémy a jejich design a výkon jsou rozhodující pro zajištění bezpečnosti a spolehlivosti automobilů. Jak se technologický pokrok a automobilová elektronika zrychlují, inteligentní kabely se budou i nadále vyvíjet, aby vyhovovaly potřebě vyššího výkonu.

6. biologicky rozložitelné a ekologické kabely

Na pozadí snahy o ochranu životního prostředí a udržitelného rozvoje se biologicky rozložitelné a ekologické automobilové kabely stávají v automobilovém průmyslu horkým tématem. Tyto kabely nesplňují nejen potřeby automobilového průmyslu z hlediska výkonu, ale také vykazují významné výhody z hlediska ochrany životního prostředí.

Biologicky rozložitelné izolované kabely

Biodegradovatelné izolované kabely jsou vyrobeny z biologicky rozložitelných izolačních materiálů, které lze za určitých podmínek prostředí postupně rozkládat metabolismem mikroorganismů a nakonec přeměněny na malé molekuly šetrné k životnímu prostředí, jako je oxid uhličitý a voda. Tento proces obvykle vyžaduje určité množství času a vhodné podmínky prostředí. Použití biologicky rozložitelných kabelů je v souladu se zásadami zeleného a udržitelného rozvoje. Zajišťuje výkon kabelů a zároveň minimalizuje dopad na životní prostředí a podporuje rozvoj průmyslu zelených kabelů.

Kabely s izolačním lakem bez znečištění

Izolační lak pro kabely pro kabely používá ne-hazardní izolační lak, aby nahradil izolační materiály, které obsahují nebezpečné složky v tradičních kabelech. Tato inovace nejen snižuje znečištění životního prostředí, ale také zvyšuje bezpečnost a spolehlivost kabelů.

Biologické materiály v automobilových kabelech

Materiály na bázi bio, zejména vlákna kyseliny polyloktické (PLA), kompozity a nylon, mají velký potenciál pro aplikaci v automobilovém průmyslu kvůli jejich biologicky rozložitelnosti, produkci a zpracování šetrné k životnímu prostředí, široké škále zdrojů surovin, nízkým zápachem a nízkým těkavým organickým sloučeninám (VOC). Se značným zvýšením produkční kapacity byla kyselina PLA polylaktická (PLA) jako bio na bázi biologického polymeru odvozeného od přírodních zdrojů také jeho obrovský vývoj. PLA je chemicky syntetizována z přírodní kukuřice. Tento materiál může být rozložen na CO2 a H2O mikroorganismy po vyřazení, aniž by způsobil znečištění životnímu prostředí, a je považován za nový ekologický materiál, který je v 21. století zelené a udržitelné.

Aplikace materiálů TPU v automobilových kabelech

Materiály termoplastického polyuretanu (TPU) nabízejí nejen vynikající výkon, ale také biologicky rozložitelné (3-5 let) a recyklovatelné. Udržitelné a ekologicky šetrné vlastnosti materiálů TPU nabízejí novou možnost pro automobilové kabely, což pomáhá snížit dopad na životní prostředí.

Výzvy a výhled

Přestože biologicky rozložitelné a ekologické automobilové kabely vykazují mnoho výhod, jejich aplikace čelí určitým výzvám a omezením. Například rychlost a účinnost degradace jsou ovlivněny podmínkami prostředí, což vyžaduje pečlivé vyhodnocení a výběr aplikačních scénářů. Současně je třeba nepřetržitě zlepšovat a testovat výkon a stabilita degradovatelných izolačních materiálů, aby se zajistila jejich spolehlivost a bezpečnost. V budoucnu, jak se technologie neustále zvyšuje a zvyšuje se povědomí o životním prostředí, se očekává, že biologicky rozložitelné a ekologické automobilové kabely budou hrát větší roli v automobilovém průmyslu a pohánějí celé odvětví šetrnějším a udržitelnějším směrem.