En el camp dels vehicles de noves energies (EV, PHEV, HEV), l'elecció dels materials per als cables d'alta tensió és crucial per a la seguretat, la durabilitat i el rendiment del vehicle. El polietilè reticulat (XLPE) i el cautxú de silicona són dos dels materials aïllants més comuns, però presenten diferències significatives en el rendiment a altes temperatures, les propietats d'aïllament, la resistència mecànica i més.
En general, tots dosXLPEi el cautxú de silicona s'utilitzen àmpliament en cables d'interior d'automòbils. Aleshores, quin material és més adequat per a cables d'alta tensió en vehicles de nova energia?
Per què els cables d'alta tensió per a vehicles de nova energia requereixen materials d'aïllament d'alt rendiment?
Els cables d'alta tensió en vehicles de nova energia s'utilitzen principalment per a la bateria, el motor, el sistema de control electrònic i el sistema de càrrega, amb tensions de funcionament que van des de 600V fins a 1500V, o fins i tot més.
Això requereix que els cables tinguin:
1) Excel·lent rendiment d'aïllament per evitar avaries elèctriques i garantir la seguretat.
2) Resistència excepcional a altes temperatures per suportar entorns operatius durs i evitar la degradació de l'aïllament.
3) Forta resistència a tensions mecàniques, flexió, vibracions i desgast.
4) Bona resistència a la corrosió química per adaptar-se a entorns complexos i allargar la vida útil.
Actualment, les capes d'aïllament dels cables d'alta tensió en vehicles de nova energia utilitzen principalment XLPE o cautxú de silicona. A continuació, farem una comparació detallada d'aquests dos materials.
A la taula, es pot veure que el XLPE té un millor rendiment pel que fa a la resistència a la tensió, la resistència mecànica, la resistència a l'envelliment i el control de costos, mentre que el cautxú de silicona té avantatges en la resistència a altes temperatures i la flexibilitat.
Per què el XLPE és el material preferit per a cables d'alta tensió en vehicles de nova energia?
1) Rendiment d'aïllament més fort:XLPEté una resistència dielèctrica més alta (≥30 kV/mm), cosa que el fa millor resistir els riscos de fallades elèctriques en entorns d'alta tensió en comparació amb el cautxú de silicona. A més, l'XLPE té una baixa pèrdua dielèctrica, cosa que garanteix un rendiment estable a llarg termini, cosa que el fa adequat per a nous sistemes d'alimentació de vehicles energètics.
2) Millors propietats mecàniques: Durant la conducció, les vibracions de la carrosseria del vehicle poden imposar tensions mecàniques als cables. El XLPE té una major resistència a la tracció, una millor resistència al desgast i una resistència superior al tall, cosa que el fa més adequat per a un ús a llarg termini i redueix els costos de manteniment en comparació amb el cautxú de silicona.
3) Millor resistència a l'envelliment: el XLPE té una excel·lent resistència a l'envelliment de l'arbre d'aigua, cosa que garanteix que el cable es mantingui estable en ambients d'alta humitat i camp elèctric elevat. Això és crucial per als vehicles de nova energia, especialment en aplicacions d'alta càrrega com ara paquets de bateries d'alt voltatge i sistemes de càrrega ràpida.
4) Flexibilitat moderada per complir els requisits de cablejat: en comparació amb el cautxú de silicona, el XLPE ofereix una flexibilitat moderada, equilibrant la flexibilitat del cablejat i la resistència mecànica. Té un rendiment excel·lent en aplicacions com ara arnesos d'alta tensió en vehicles, línies de control de motors i connexions de paquets de bateries.
5) Més rendible: el XLPE és més rendible que el cautxú de silicona, cosa que permet la producció en massa. S'ha convertit en el material principal per a cables d'alta tensió en vehicles de nova energia.
Anàlisi d'escenaris d'aplicació: XLPE vs. cautxú de silicona
El XLPE, amb la seva excel·lent resistència a la tensió, resistència mecànica i avantatges de cost, és més competitiu en l'aplicació de cables d'alta tensió per a vehicles de nova energia.
A mesura que la nova tecnologia de vehicles energètics continua avançant, els materials XLPE també s'estan actualitzant per satisfer les demandes més elevades en escenaris d'aplicació:
1) XLPE resistent a altes temperatures (150 ℃-200 ℃): adequat per a sistemes d'accionament elèctric d'alta eficiència de nova generació.
2) Polietilè reticulat (LSZH) de baixa emissió de fums i zero halògens: Compleix amb els estàndards mediambientals per a vehicles de nova energia.
3) Capa de blindatge optimitzada: Millora la resistència a les interferències electromagnètiques (EMI) i la compatibilitat electromagnètica (EMC) general del vehicle.
En general, el XLPE ocupa una posició dominant en el sector dels cables d'alta tensió per a vehicles de nova energia a causa del seu excel·lent rendiment d'aïllament, resistència a la tensió, resistència mecànica i avantatges de cost. Tot i que el cautxú de silicona és adequat per a entorns d'altes temperatures extremes, el seu cost més elevat el fa adequat per a necessitats especials. Per als cables d'alta tensió convencionals en vehicles de nova energia, el XLPE és la millor opció i es pot aplicar àmpliament en àrees clau com ara arnesos de bateries, cables de motor d'alta tensió i cables de càrrega ràpida.
En el context del ràpid desenvolupament de la nova indústria de vehicles energètics, les empreses haurien de tenir en compte factors com ara escenaris d'aplicació, requisits de resistència a la temperatura i pressupostos de costos a l'hora de seleccionar materials de cables d'alta tensió per garantir la seguretat i la durabilitat dels cables.
Data de publicació: 28 de febrer de 2025