Notícies: innovacions en cables elèctrics de cotxes: què hi ha de nou al mercat?

Amb la indústria de l’automoció en evolució ràpida, els cables elèctrics s’han convertit en components crítics en els vehicles moderns. A continuació, es mostren algunes de les darreres novetats en cables elèctrics de cotxes:

1. Cables de tensió per a EVS

Els cables d’alta tensió per a vehicles elèctrics són components clau utilitzats en vehicles elèctrics per connectar bateries d’alta tensió, inversors, compressors d’aire condicionat, generadors trifàsics i motors elèctrics per adonar-se de la transmissió d’energia elèctrica d’energia. En comparació amb els cables utilitzats en vehicles tradicionals de combustible, els cables de gran tensió de vehicles elèctrics tenen les característiques i requisits següents:

Alta tensió i corrent alt: Els cables d’alta tensió EV estan dissenyats per gestionar les tensions de fins a 600VAC/900VDC (cotxes de passatgers) o 1000VAC/1500VDC (vehicles comercials) i corrents de 250A a 450A o encara més superiors. Això és molt superior als sistemes de 12V que s’utilitzen normalment en vehicles de combustible convencionals.

Material del conductor: els conductors es construeixen normalment amb filferro de coure tou i filferro de coure en estanys per millorar la conductivitat i la resistència a la corrosió. Els cables de coure sense oxigen (que contenen menys del 0,001% d’oxigen i més del 99,99% de puresa) s’utilitzen àmpliament en cables d’alta tensió EV a causa de les seves característiques d’alta puresa i no fruites.

Materials d’aïllament i beina: Per tal de complir els requisits de cables d’alta tensió i de corrent alt, d’alta tensió, estan aïllats amb materials d’aïllament amb un gruix de paret elevat, com ara cautxú de silicona, polietilè reticulat o poliolefina reticulada, que tenen una bona resistència a la calor i un efecte retardant de la flama i poden resistir altes temperatures de més de 150 ℃.

Blindatge i protecció: els cables d’alta tensió requereixen blindatge electromagnètic per reduir el soroll electromagnètic i la interferència electromagnètica, mentre que els materials de protecció (com els tubs d’aïllament de calor i els tubs compilats) i els anells de segellat a la capa exterior dels cables asseguren que els cables són impermeables, propostes a la pols i que es reflecteixen a l’abrasió en els entorns d’har.

Disseny i cablejat: el disseny de cables d’alta tensió per a vehicles elèctrics ha de tenir en compte les restriccions d’espai de cablejat, els requisits de seguretat (per exemple, l’espai mínim de 100 mil·límetres o més entre conductors d’alta tensió i baixa tensió), pes i cost. El radi de flexió del cable, la distància fins al punt de fixació i l’entorn on s’utilitza (per exemple, dins o fora del vehicle) també influirà en el seu disseny i selecció.

Normes i especificacions: el disseny i la fabricació de cables d’alta tensió per a vehicles elèctrics segueixen una sèrie d’estàndards de la indústria, com ara la indústria de l’automòbil QC-T1037 per a cables d’alta tensió per a vehicles de carretera i TCAS 356-2019 Cables d’alta voltatge per a vehicles d’energia nous. Aquests estàndards van presentar requisits específics per al rendiment elèctric, el rendiment mecànic i l'adaptabilitat ambiental dels cables.

Aplicacions: Els cables d’alta tensió per a vehicles elèctrics no només s’utilitzen per a connexions en vehicles, sinó també per a connexions entre el port de càrrega i la bateria, dins de la bateria, entre la bateria i el motor i altres components, així com dispositius d’emmagatzematge d’energia de la bateria i altres camps. Els cables han de ser capaços de suportar condicions dures, com ara ambients d’alta i baixa temperatura, polvoritzador de sal, camps electromagnètics, oli i productes químics.

El desenvolupament i l’aplicació de cables d’alta tensió per a vehicles elèctrics és un dels factors clau per promoure un futur sostenible i respectuós amb el clima per a la mobilitat elèctrica. A mesura que la tecnologia de vehicles elèctrics continua avançant, el rendiment i els estàndards dels cables d’alta tensió continuen optimitzant-se per satisfer la creixent demanda de transmissió d’energia i requisits de seguretat.

2. Cables lleugeres d'alumini

L’adopció de cables d’automòbils d’alumini lleugers és una de les tendències importants de la indústria de l’automòbil, especialment en la nova indústria de l’automòbil energètica, a la recerca de lleuger, eficiència energètica i rang. A continuació, es mostra una anàlisi detallada dels cables d'automòbils d'alumini lleugers:

Fons i tendència

Demanda lleugera de l’automòbil: amb el ràpid desenvolupament de nous vehicles energètics, es millora encara més la demanda de disseny lleuger d’automòbils. El filferro i el cable, com a components principals de la transmissió de potència automobilística, estan dissenyats tradicionalment per utilitzar el coure com a conductor, però els cables de nucli de coure són costosos i de qualitat. Per tant, el desenvolupament de cable i cable per a automòbils de qualitat lleugera i de baix preu per a automòbils s’ha convertit en una elecció necessària per al disseny lleuger de l’automòbil.

Advantage per cable d’alumini: la indústria elèctrica tradicional té una llarga història d’utilitzar cables d’alumini, cables d’alumini, baix cost, pes lleuger, vida útil llarga, especialment adequada per a la transmissió d’energia a llarg termini d’alta tensió. La Xina és rica en recursos d'alumini, fluctuacions de preus del material, estabilitat de costos i fàcil de controlar. A la nova indústria del vehicle energètic, l’ús de cables d’alumini en lloc de cables de coure és una solució ideal per reduir el pes i el cost.

Casos d'aplicació de productes de fil d'alumini

Model de bus: paquet de soldadura d'ultrasons interns i externs, filferro d'alumini, gran diàmetre de diàmetre que connecta l'ús del filferro, l'avantatge de l'ús de fil d'alumini és evident.

CARRER DE PASSEVA: DC Busbar adopta un cable d'alumini de 50mm2, que s'ha produït amb èxit en massa. L’ús de soldadura ultrasònica millora eficaçment el rendiment de contacte elèctric de les articulacions i redueix eficaçment la qualitat del cablejat en comparació amb els cables de coure.

Arma de càrrega de CA: l'ús de fil d'alumini d'alumini resistent a la flexió de gran resistència, pes lleuger, rendiment estable en la prova d'envelliment, ha començat gradualment la producció massiva; El fil de port de càrrega de corrent continu per a cotxes de passatgers utilitza filferro d’alumini per millorar la dissipació de la calor i s’utilitza la soldadura d’ultrasons al terminal de port de càrrega rodona, que millora significativament el rendiment de contacte elèctric, redueix la quantitat de calor generada i millora la vida útil.

Diferències de rendiment entre coure i alumini

Resistivitat i conductivitat: a causa de la diferent resistivitat de l’alumini i el coure, la conductivitat del conductor d’alumini és del 62% IACS. Quan l’àrea de secció del conductor d’alumini és 1,6 vegades la del coure, el seu rendiment elèctric és el mateix que el del coure.

Ràtio de massa: la gravetat específica de l’alumini és de 2,7kg/m3, la gravetat específica del coure és de 8,89kg/m3, de manera que la proporció de massa dels dos és (2,7 × 160%)/(8,89 × 1) ≈50%. Això vol dir que, sota el mateix rendiment elèctric, la massa del conductor d’alumini és només 1/2 del cos de coure.

Espai i perspectiva del mercat

Taxa de creixement anualitzat: Basat en l’anàlisi del mercat, la taxa de creixement anualitzada de la xapa enrotllada d’alumini i el material extruït serà al voltant del 30% el 2025, mostrant l’enorme potencial d’alumini en el camp de l’automoció lleugera.

Anàlisi de la incertesa

Factors de cost: Tot i que els cables d’alumini tenen avantatges de costos, hi ha un factor negatiu d’augment del cost d’alumini en lloc de l’acer a la indústria de l’automoció, que pot afectar la velocitat de popularització dels cables d’alumini.

Reptes tècnics: L’aplicació de cables d’alumini en automòbils encara s’enfronta a reptes tècnics, com ara la millora del rendiment de contacte elèctric de les articulacions i l’optimització de la dissipació de calor, que cal resoldre mitjançant la innovació tecnològica.

L’adopció de cables d’automòbils d’alumini lleuger és una tendència inevitable per a la indústria de l’automoció per perseguir l’estalvi d’energia i la reducció d’emissions i millorar el rang. Amb el progrés continu de la tecnologia i l’optimització posterior del cost, l’aplicació de cables d’alumini a la indústria de l’automoció serà més extensa, aportant una contribució important a l’automoció lleugera i d’estalvi d’energia i reducció d’emissions.

3. Cables blindats per a la reducció de l'EMI

La interferència electromagnètica (EMI) en automòbils és un problema complex, especialment en vehicles elèctrics i híbrids a causa de l’ús intensiu de dispositius electrònics d’alta potència. Com a un dels principals col·laboradors de l'EMI, el disseny i la selecció de materials dels arnesos de cablejat d'automòbils és fonamental per minimitzar l'EMI. A continuació, es mostren alguns punts clau sobre com reduir l'EMI en automòbils mitjançant l'ús de cables blindats:

Com funcionen els cables blindats: els cables blindats funcionen afegint una capa de trena o paper metàl·lica al voltant dels conductors. Aquest blindatge reflecteix i absorbeix les ones electromagnètiques, reduint així EMI. El blindatge està connectat al terra, que dirigeix capturat energia electromagnètica al sòl i ho preveu interferir amb altres dispositius electrònics.

Tipus de blindatge: hi ha dos tipus principals de blindatge: blindatge de metalls trenat i blindatge de paper. El blindatge de metalls trenat proporciona una millor resistència i flexibilitat mecàniques, mentre que el blindatge de paper proporciona un millor blindatge a freqüències més baixes. En aplicacions d'automòbils, és habitual utilitzar una combinació d'aquests dos tipus de blindatge per blindatge òptim.

Posar a terra l'escut: Perquè un cable blindat sigui efectiu, l'escut ha de posar -se a terra correctament. Si l'escut no està fonamentat correctament, pot convertir -se en una antena i augmentar EMI en lloc seu. En automòbils, és freqüent enganxar l'escut al marc metàl·lic del vehicle per proporcionar un bon camí cap a terra.

Quan s’utilitzen cables blindats: en automòbils, els cables blindats s’utilitzen principalment per a línies de control i senyal crítiques susceptibles a EMI o que puguin convertir -se en fonts EMI. Per exemple, les línies que s’utilitzen per a les unitats de control del motor (ECU), senyals de sensor, xarxes de vehicles (per exemple, autobusos de llauna) i sistemes d’entreteniment normalment utilitzen cables blindats.

Ús de cables blindats conjuntament amb cables no protegits: en entorns automobilístics on l’espai és limitat, els cables d’alta tensió i de baixa tensió sovint es col·loquen a prop. Per minimitzar l’EMI, el cable d’alta tensió es pot dissenyar com a cable blindat, mentre que el cable de baixa tensió no es pot protegir. D’aquesta manera, l’escut del cable d’alta tensió protegeix el cable de baixa tensió de l’EMI.

Disseny i disseny de cables: A més d’utilitzar cables blindats, també és molt important un disseny adequat de cable. S’ha d’evitar la formació de bucles en cables, ja que els bucles augmenten EMI. A més, els cables s’han de localitzar el més lluny possible de fonts d’EMI, com ara motors i convertidors d’energia.

Ús de filtres: A més dels cables blindats, es poden afegir filtres EMI als dos extrems del cable per minimitzar encara més EMI. Els filtres poden ser condensadors o inductors, que filtren el soroll en un rang de freqüència específic.

En resum, mitjançant l'ús de cables blindats i combinant -los amb el disseny i les tècniques de filtratge de cable adequades, es pot reduir significativament l'EMI en automòbils, millorant així la fiabilitat i el rendiment dels equips electrònics.

4. Cables resistents a alta temperatura

Els cables d'automòbils resistents a alta temperatura són cables dissenyats per a la indústria de l'automòbil per mantenir un rendiment estable en entorns d'alta temperatura. Estan fabricats principalment en diversos materials especials per assegurar la fiabilitat i la seguretat en zones d’alta temperatura com els compartiments del motor. A continuació, es mostren alguns materials comuns que s’utilitzen per a cables d’automòbils resistents a la temperatura d’alta temperatura:

Materials TPE: elastòmers termoplàstics (elastòmers termoplàstics), incloent estirenes, olefines, dienes, clorur de vinil, polièsters, èsters, amides, organofluorines, silicones i vinils. Actualment, els EBS (styrene-etilè-butilè-stirene copolímer de blocs) són els elastòmers basats en els materials TPE més utilitzats.

Materials TPU: poliuretà termoplàstic (termoplàstic poliuretà), l’estructura molecular es divideix en segments de tipus de polièster i de polièster, pel bloc rígid i els segments de cadena flexible.

Material PVC: clorur de polivinil (clorur de polivinil), a través de l’addició de diferents quantitats de plastificants per regular la seva suavitat, redueixen la temperatura de “transició de vidre”, per tal de tenir una bona flexibilitat i plasticitat, fàcil de modelar.

Material de silicona: material adsorbent altament actiu, substància amorfa, goma termosetting. La silicona té una excel·lent resistència a la calor i al fred i una àmplia gamma de temperatures de funcionament, de -60 ° C a +180 ° C i posteriors.

Polietilè reticulat a XLPE: mitjançant la reticulació química en els elastòmers termosetting, les propietats d’aïllament millorades, el rang de resistència a la temperatura del cable s’amplia, el rendiment s’ha millorat. Cable XLPE Un cop es produeix la combustió, la producció de diòxid de carboni i aigua, relativament respectuosa amb el medi ambient.

La selecció i l’ús d’aquests materials permeten que els cables d’automòbils resistents a la temperatura funcionin de manera estable durant llargs períodes de temps en entorns d’alta temperatura com ara compartiments del motor i sistemes d’escapament propers, garantint el funcionament normal dels sistemes elèctrics automobilístics. A més, els cables resistents a alta temperatura també tenen els avantatges de la resistència al petroli, la resistència a l’aigua, la resistència a l’àcid i l’alcali, la resistència al gas corrosiva, la resistència envellida, etc. Són adequats per a la metal·lúrgia, elèctric elèctric, els petroquímics, el material de rodament, l’energia, el ferro i l’acer, la maquinària elèctrica i altres àmbits. Quan escolliu cables resistents a alta temperatura, heu de triar el model adequat segons l’escenari d’aplicació real, l’entorn de temperatura, el nivell de tensió i altres factors per assegurar-vos que el cable tingui un bon rendiment i seguretat en condicions d’alta temperatura.

5. Cables intel·ligents amb sensors integrats

Els cables de cotxes intel·ligents amb sensors integrats són una part integral dels cotxes intel·ligents moderns i tenen un paper clau en l’arquitectura elèctrica i electrònica del vehicle. Els cables de cotxes intel·ligents no només són responsables de la transmissió de potència, sinó que el que és més important, porten dades i senyals de control, connectant unitats de microcontroladors (MCU), sensors, actuadors i altres unitats de control electrònic (ECU) al cotxe, formant la “xarxa neuronal” del cotxe.

La funció i la importància dels cables de cotxes intel·ligents

Transmissió de dades: els cables de cotxes intel·ligents són els responsables de transmetre dades de sensors a la MCU i comandes de la MCU als actuadors. Aquestes dades inclouen, però no es limiten a la velocitat, la temperatura, la pressió, la posició, etc., i és fonamental per aconseguir un control precís del vehicle.
Distribució de potència: el cable no només transmet dades, sinó que també és responsable de distribuir potència als diversos dispositius electrònics del cotxe per assegurar -se que funcionen correctament.
Seguretat i seguretat: el cable està dissenyat tenint en compte la seguretat, com ara l’ús de materials a prova d’incendi i la configuració de protecció sobre sobrecrest, per assegurar -se que el circuit es pot tallar a temps en cas de mal funcionament, evitant possibles riscos de seguretat.

Requisits de disseny

El disseny de cables de cotxes intel·ligents ha de complir els requisits següents:

Fiabilitat: els cables han de ser capaços de treballar de manera fiable en diversos ambients durs del cotxe, incloent temperatura alta, baixa temperatura, vibració i humitat.
Durabilitat: els cables han de ser prou duradors per suportar els llargs períodes d’ús sense fallades.
Seguretat: els cables han d’estar ben aïllats per reduir el risc de curtcircuits i tenir els mecanismes de protecció necessaris.
Lleuger: amb la tendència cap als vehicles lleugers, els cables també han de ser el més lleugers i prims possibles per reduir el pes global del vehicle.
Compatibilitat electromagnètica: els cables han de tenir un bon rendiment de blindatge per reduir la interferència del senyal.

Escenari de l'aplicació

Els cables de cotxes intel·ligents s’utilitzen àmpliament en diversos sistemes d’automòbils, inclosos, però sense limitar -se a:

Sistema de control del motor: connectar l’ECU del motor amb sensors i actuadors per realitzar un control precís del motor.
Sistema de control del cos: el mòdul de control del cos de connexió (BCM) amb finestres, panys de porta, il·luminació i altres sistemes.
Sistema d’assistència al conductor: connecta el controlador ADAS (Sistemes d’assistència al controlador avançats) amb sensors com la càmera i el radar.
Sistema d’entreteniment: connecta el centre multimèdia amb altaveus d’àudio, sistema de navegació, etc.

Tendències futures

A mesura que evolucionen les arquitectures electròniques i elèctriques d’automoció, també ho fan els cables de cotxes intel·ligents. Les tendències futures inclouen:

Arquitectura centralitzada: a mesura que les arquitectures electròniques de l’automòbil passen de la distribució a la complexitat i la longitud centralitzada i del cable, és probable que disminueixin, ajudant a reduir el pes del vehicle i millorar l’eficiència del flux d’informació.
Gestió intel·ligent: els cables integraran components més intel·ligents, com ara sensors integrats i connectors intel·ligents, permetent auto-diagnòstics i informes d’estat.
Aplicació de nous materials: Per reduir encara més el pes i millorar el rendiment, es poden fer cables amb nous materials lleugers.

Els cables de cotxes intel·ligents són components clau que connecten sistemes electrònics automobilístics, i el seu disseny i rendiment són fonamentals per garantir la seguretat i la fiabilitat dels automòbils. A mesura que la tecnologia avança i l’electrònica d’automòbils s’acceleren, els cables de cotxes intel·ligents continuaran evolucionant per satisfer la necessitat d’un rendiment més elevat.

6. Cables biodegradables i ecològics

En el context de la persecució de la protecció ambiental i el desenvolupament sostenible, els cables automobilístics biodegradables i respectuosos amb el medi ambient s’estan convertint en un tema candent a la indústria de la fabricació d’automòbils. Aquests cables no només satisfan les necessitats de la indústria de l’automoció en termes de rendiment, sinó que també mostren avantatges importants en termes de protecció ambiental.

Cables aïllats biodegradables

Els cables aïllats biodegradables estan fabricats amb materials aïllants biodegradables, que, en determinades condicions ambientals, es poden descompondre gradualment a través del metabolisme dels microorganismes i, finalment, es converteixen en molècules petites respectuoses amb el medi ambient, com el diòxid de carboni i l’aigua. Aquest procés requereix normalment una certa quantitat de temps i condicions ambientals adequades. L’ús de cables biodegradables s’ajusta als principis del desenvolupament verd i sostenible. Assegura el rendiment dels cables alhora que minimitza l’impacte sobre el medi ambient i promou el desenvolupament de la indústria de cables verds.

Cables amb vernís aïllant no contaminant

El vernís aïllant no contaminant per a cables utilitza vernís aïllant no perillós per substituir els materials aïllants que contenen ingredients perillosos en cables tradicionals. Aquesta innovació no només redueix la contaminació ambiental, sinó que també millora la seguretat i la fiabilitat dels cables.

Materials basats en bio en cables d'automoció

Els materials basats en bio, especialment les fibres d’àcid polilàctic (PLA), els compostos i el niló, tenen un gran potencial d’aplicació a la indústria de l’automòbil a causa de la seva biodegradabilitat, producció i processament respectuós amb el medi ambient, una àmplia gamma de fonts de matèries primeres, baix olor i baix contingut orgànics volàtils (VOC). Amb l’augment substancial de la capacitat de producció, l’àcid polilàctic PLA (PLA), com a polímer basat en bio derivat de recursos naturals, també ha vist el seu enorme desenvolupament. El PLA es sintetitza químicament a partir del blat de moro natural. Aquest material es pot descompondre en CO2 i H2O per microorganismes després de ser descartat, sense causar contaminació al medi, i es reconeix com un nou material ecològic i sostenible al segle XXI.

Aplicació de materials de TPU en cables d'automoció

Els materials de poliuretà termoplàstic (TPU) no només ofereixen un excel·lent rendiment, sinó que també són biodegradables (3-5 anys) i reciclables. Les propietats sostenibles i respectuoses amb el medi ambient dels materials TPU ofereixen una nova opció per a cables automobilístics, cosa que ajuda a reduir l’impacte sobre el medi ambient.

Reptes i perspectives

Tot i que els cables automobilístics biodegradables i ecològics presenten molts avantatges, la seva aplicació afronta alguns reptes i limitacions. Per exemple, la velocitat i l’efectivitat de la degradació es veuen afectades per les condicions ambientals, requerint una avaluació i selecció acurades dels escenaris d’aplicació. Al mateix temps, cal millorar i provar contínuament el rendiment i l'estabilitat de materials d'aïllament degradables per garantir la seva fiabilitat i seguretat. En el futur, a mesura que la tecnologia continua avançant i augmenta la consciència mediambiental, es preveu que els cables automobilístics biodegradables i ecològics tinguin un paper més gran en la indústria de l’automoció, impulsant tota la indústria en una direcció més respectuosa amb el medi ambient i sostenible.