În domeniul vehiculelor cu energie nouă (EV, PHEV, HEV), alegerea materialelor pentru cablurile de înaltă tensiune este crucială pentru siguranța, durabilitatea și performanța vehiculului. Polietilena reticulată (XLPE) și cauciucul siliconic sunt două dintre cele mai comune materiale de izolație, dar prezintă diferențe semnificative în ceea ce privește performanța la temperaturi ridicate, proprietățile de izolație, rezistența mecanică și multe altele.
Per total, ambeleXLPEși cauciucul siliconic sunt utilizate pe scară largă în cablurile pentru interiorul autovehiculelor. Așadar, ce material este mai potrivit pentru cablurile de înaltă tensiune din vehiculele cu energie nouă?
De ce necesită cablurile de înaltă tensiune pentru vehiculele cu energie nouă materiale de izolație de înaltă performanță?
Cablurile de înaltă tensiune din vehiculele cu energie nouă sunt utilizate în principal pentru pachetul de baterii, motor, sistemul electronic de control și sistemul de încărcare, cu tensiuni de funcționare cuprinse între 600V și 1500V sau chiar mai mari.
Aceasta necesită ca cablurile să aibă:
1) Performanță excelentă de izolație pentru a preveni defecțiunile electrice și a asigura siguranța.
2) Rezistență remarcabilă la temperaturi ridicate pentru a rezista la medii dure de operare și a preveni degradarea izolației.
3) Rezistență puternică la solicitări mecanice, îndoire, vibrații și uzură.
4) Rezistență bună la coroziune chimică pentru a se adapta la medii complexe și a prelungi durata de viață.
În prezent, straturile de izolație ale cablurilor de înaltă tensiune din vehiculele cu energie nouă utilizează în principal XLPE sau cauciuc siliconic. Mai jos, vom face o comparație detaliată a acestor două materiale.
Din tabel, se poate observa că XLPE are performanțe mai bune în ceea ce privește rezistența la tensiune, rezistența mecanică, rezistența la îmbătrânire și controlul costurilor, în timp ce cauciucul siliconic are avantaje în ceea ce privește rezistența la temperaturi ridicate și flexibilitatea.
De ce este XLPE materialul preferat pentru cablurile de înaltă tensiune din vehiculele cu energie nouă?
1) Performanță de izolație mai puternică: Materialul izolant XLPE are o rezistență dielectrică mai mare (≥30kV/mm), ceea ce îl face mai rezistent la riscurile de defecțiuni electrice în medii de înaltă tensiune în comparație cu cauciucul siliconic. În plus, materialul izolant XLPE are o pierdere dielectrică redusă, asigurând o performanță stabilă pe termen lung, fiind potrivit pentru sistemele de alimentare ale vehiculelor noi.
2) Proprietăți mecanice mai bune: În timpul conducerii, vibrațiile provenite de la caroseria vehiculului pot impune solicitări mecanice asupra cablurilor. XLPE are o rezistență la tracțiune mai mare, o rezistență mai bună la uzură și o rezistență superioară la tăiere, ceea ce îl face mai potrivit pentru utilizarea pe termen lung și reduce costurile de întreținere în comparație cu cauciucul siliconic.
3) Rezistență îmbunătățită la îmbătrânire: Materialul izolator XLPE are o rezistență excelentă la îmbătrânirea prin umezeală, asigurând stabilitatea cablului în medii cu umiditate ridicată și câmp electric intens. Acest lucru este crucial pentru vehiculele cu energie nouă, în special în aplicații cu sarcină mare, cum ar fi pachetele de baterii de înaltă tensiune și sistemele de încărcare rapidă.
4) Flexibilitate moderată pentru a îndeplini cerințele de cablare: Comparativ cu cauciucul siliconic, XLPE oferă o flexibilitate moderată, echilibrând flexibilitatea cablajului și rezistența mecanică. Se comportă excelent în aplicații precum cablaje de înaltă tensiune în vehicule, linii de control al motoarelor și conexiuni ale pachetelor de baterii.
5) Mai rentabil: XLPE este mai rentabil decât cauciucul siliconic, ceea ce permite producția de masă. A devenit materialul principal pentru cablurile de înaltă tensiune din vehiculele cu energie nouă.
Analiza scenariilor de aplicare: XLPE vs. cauciuc siliconic
XLPE, datorită rezistenței sale excelente la tensiune, rezistenței mecanice și avantajelor de cost, este mai competitiv în aplicarea cablurilor de înaltă tensiune pentru vehiculele cu energie nouă.
Pe măsură ce noile tehnologii pentru vehiculele energetice continuă să avanseze, materialele XLPE sunt, de asemenea, modernizate pentru a satisface cerințele mai mari în scenariile de aplicare:
1) XLPE rezistent la temperaturi ridicate (150℃-200℃): Potrivit pentru sistemele de acționare electrică de înaltă eficiență de generație următoare.
2) Polietilenă reticulată cu emisii reduse de fum și zero halogeni (LSZH): Respectă standardele de mediu pentru vehiculele cu energie nouă.
3) Strat de ecranare optimizat: Îmbunătățește rezistența la interferențe electromagnetice (EMI) și îmbunătățește compatibilitatea electromagnetică generală (EMC) a vehiculului.
Per total, XLPE ocupă o poziție dominantă în sectorul cablurilor de înaltă tensiune pentru vehiculele cu energie nouă, datorită performanțelor sale excelente de izolație, rezistenței la tensiune, rezistenței mecanice și avantajelor de cost. Deși cauciucul siliconic este potrivit pentru medii cu temperaturi extrem de ridicate, costul său mai mare îl face potrivit pentru nevoi speciale. Pentru cablurile de înaltă tensiune obișnuite din vehiculele cu energie nouă, XLPE este cea mai bună alegere și poate fi aplicat pe scară largă în domenii cheie, cum ar fi cablajele bateriilor, cablurile motoarelor de înaltă tensiune și cablurile de încărcare rapidă.
În contextul dezvoltării rapide a industriei vehiculelor energetice noi, companiile ar trebui să ia în considerare factori precum scenariile de aplicare, cerințele de rezistență la temperatură și bugetele de costuri atunci când selectează materiale pentru cabluri de înaltă tensiune, pentru a asigura siguranța și durabilitatea cablurilor.
Data publicării: 28 februarie 2025