Amb la ràpida evolució de la indústria de l'automòbil, els cables elèctrics s'han convertit en components crítics en els vehicles moderns. Aquestes són algunes de les últimes innovacions en cables elèctrics per a cotxes:
1.Cables d'alta tensió per a vehicles elèctrics
Els cables d'alta tensió per a vehicles elèctrics són components clau que s'utilitzen en vehicles elèctrics per connectar bateries d'alta tensió, inversors, compressors d'aire condicionat, generadors trifàsics i motors elèctrics per realitzar la transmissió d'energia elèctrica. En comparació amb els cables utilitzats en els vehicles de combustible tradicionals, els cables d'alta tensió dels vehicles elèctrics tenen les característiques i requisits següents:
Alta tensió i alt corrent: els cables d'alta tensió EV estan dissenyats per manejar tensions de fins a 600VAC/900VDC (cotxes de passatgers) o 1000VAC/1500VDC (vehicles comercials) i corrents de 250A a 450A o fins i tot superiors. Això és molt superior als sistemes de 12 V que s'utilitzen normalment en els vehicles de combustible convencionals.
Material conductor: els conductors es construeixen normalment amb filferro de coure suau recuit o filferro de coure estanyat 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 la seva gran puresa i característiques no trencadisses.
Materials d'aïllament i funda: per complir amb els requisits d'alta tensió i alt corrent, els cables 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 bones resistència a la calor i efecte retardant de flama, i pot suportar altes temperatures de més de 150 ℃.
Blindatge i protecció: els cables d'alta tensió requereixen blindatge electromagnètic per reduir el soroll del camp electromagnètic i les interferències electromagnètiques, mentre que els materials de protecció (com ara tubs d'aïllament tèrmic i tubs compilats) i anells de segellat a la capa exterior dels cables garanteixen que els cables siguin impermeables, a prova de pols i resistent a l'abrasió en entorns durs.
Disseny i cablejat: el disseny de cables d'alta tensió per a vehicles elèctrics ha de tenir en compte les limitacions d'espai del cablejat, els requisits de seguretat (per exemple, una distància mínima de 100 mil·límetres o més entre els conductors d'alta tensió i de baixa tensió), el pes i el cost. El radi de flexió del cable, la distància al punt de fixació i l'entorn en què s'utilitza (per exemple, dins o fora del vehicle) també influiran en el seu disseny i selecció.
Estàndards 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 QC-T1037 Estàndard de la indústria de l'automòbil per a cables d'alta tensió per a vehicles de carretera i TCAS 356-2019 Cables d'alta tensió per a nous Vehicles Energètics. Aquestes normes estableixen 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 dins del vehicle, 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 l'energia de la bateria. dispositius d'emmagatzematge i altres camps. Els cables han de ser capaços de suportar condicions dures, com entorns d'alta i baixa temperatura, polvorització de sal, camps electromagnètics, petroli 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 dels vehicles elèctrics continua avançant, el rendiment i els estàndards dels cables d'alta tensió es continuen optimitzant per satisfer la creixent demanda de transmissió d'energia i requisits de seguretat.
2. Cables lleugers d'alumini
L'adopció de cables lleugers d'alumini per a automòbils és una de les tendències importants de la indústria de l'automoció, especialment en la indústria de l'automòbil de nova energia, en la recerca de pes lleuger, eficiència energètica i abast. A continuació es mostra una anàlisi detallada dels cables d'automòbil d'alumini lleuger:
Antecedents i tendència
Demanda lleugera d'automoció: amb el ràpid desenvolupament de vehicles d'energia nova, la demanda de disseny lleuger d'automoció es millora encara més. El filferro i el cable, com a components principals de la transmissió d'energia de l'automòbil, estan dissenyats tradicionalment per utilitzar coure com a conductor, però els cables de nucli de coure són cars i de gran qualitat. Per tant, el desenvolupament de cables i cables conductors d'alumini de qualitat lleugera i de baix preu per a automòbils s'ha convertit en una opció necessària per al disseny lleuger d'automòbils.
Avantatge del cable d'alumini: la indústria elèctrica tradicional té una llarga història d'ús de cables d'alumini, cables d'alumini, baix cost, pes lleuger i llarga vida útil, especialment adequat per a la transmissió d'energia d'alta tensió a llarga distància. La Xina és rica en recursos d'alumini, fluctuacions dels preus dels materials, estabilitat de costos i fàcil de controlar. A la indústria dels vehicles d'energia nova, l'ús de cables d'alumini en lloc de cables de coure és una solució ideal per reduir el pes i el cost.
Caixes d'aplicació de productes de filferro d'alumini
Model d'autobús: bateria interna i externa de filferro d'alumini de soldadura per ultrasons, ús de cable de connexió d'energia de gran diàmetre, l'avantatge d'utilitzar fil d'alumini és evident.
Cotxe de passatgers: la barra de CC adopta un cable d'alumini de 50 mm2, que s'ha produït amb èxit en sèrie. L'ús de la soldadura per ultrasons millora eficaçment el rendiment de contacte elèctric de les articulacions i redueix eficaçment la qualitat del cablejat en comparació amb els cables de coure.
Pistola de càrrega de CA: utilitzant filferro d'aliatge d'alumini resistent a la flexió d'alta resistència, pes lleuger, rendiment estable en la prova d'envelliment, ha començat gradualment la producció en massa; El cable del port de càrrega de CC per a cotxes de passatgers utilitza filferro d'alumini per millorar la dissipació de la calor, i la soldadura per ultrasons s'utilitza al terminal del port de càrrega rodona, que millora significativament el rendiment del 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 la secció transversal del conductor d'alumini és 1,6 vegades la del coure, el seu rendiment elèctric és el mateix que el del coure.
Relació de massa: la gravetat específica de l'alumini és de 2,7 kg/m3, la gravetat específica del coure és de 8,89 kg/m3, de manera que la relació de massa dels dos és (2,7 × 160%) / (8,89 × 1)≈50%. Això significa que amb el mateix rendiment elèctric, la massa del conductor d'alumini és només 1/2 de la del cos de coure.
Espai de mercat i perspectiva
Taxa de creixement anualitzada: d'acord amb l'anàlisi del mercat, la taxa de creixement anualitzada de la làmina laminat d'alumini i el material extruït serà d'aproximadament el 30% el 2025, mostrant l'enorme potencial de l'alumini en el camp de la lleugeresa de l'automòbil.
Anàlisi d'incertesa
Factors de cost: tot i que els cables d'alumini tenen avantatges de costos, hi ha un factor negatiu d'augment del cost de l'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 lleugers d'alumini per a automòbils és una tendència inevitable per a la indústria de l'automòbil per perseguir l'estalvi d'energia i la reducció d'emissions i millorar l'autonomia. Amb el continu progrés de la tecnologia i una millor optimització dels costos, l'aplicació de cables d'alumini a la indústria de l'automòbil serà més àmplia, fent una contribució important al pes lleuger de l'automòbil i a l'estalvi d'energia i la reducció d'emissions.
3. Cables apantallats per a la reducció d'EMI
La interferència electromagnètica (EMI) als 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 arnes de cablejat d'automòbils són fonamentals per minimitzar l'EMI. Aquests són alguns punts clau sobre com reduir l'EMI als automòbils mitjançant l'ús de cables blindats:
Com funcionen els cables blindats: els cables blindats funcionen afegint una capa de trena metàl·lica o làmina al voltant dels conductors. Aquest blindatge reflecteix i absorbeix les ones electromagnètiques, reduint així l'EMI. El blindatge està connectat a terra, que dirigeix l'energia electromagnètica captada a terra i evita que interfereixi amb altres dispositius electrònics.
Tipus de blindatge: Hi ha dos tipus principals de blindatge: blindatge metàl·lic trenat i blindatge de làmina. El blindatge metàl·lic trenat proporciona una millor resistència mecànica i flexibilitat, mentre que el blindatge de làmina proporciona un millor blindatge a freqüències més baixes. En aplicacions d'automoció, és habitual utilitzar una combinació d'aquests dos tipus de blindatge per a un blindatge òptim.
Posar a terra l'apantallament: perquè un cable apantallat sigui efectiu, l'apantallament ha d'estar correctament connectat a terra. Si l'escut no està correctament connectat a terra, pot convertir-se en una antena i augmentar l'EMI. En els automòbils, és habitual connectar l'escut al marc metàl·lic del vehicle per proporcionar un bon camí cap a terra.
Quan s'utilitzen cables apantallats: en els automòbils, els cables apantallats s'utilitzen principalment per a línies de control i senyals crítiques susceptibles a les EMI o que es poden convertir en fonts EMI. Per exemple, les línies utilitzades per a les unitats de control del motor (ECU), els senyals de sensors, les xarxes de vehicles (per exemple, els busos CAN) i els sistemes d'entreteniment solen utilitzar cables blindats.
Ús de cables apantallats juntament amb cables no apantallats: en entorns d'automoció on l'espai és limitat, els cables d'alta tensió i de baixa tensió sovint es col·loquen molt a prop els uns dels altres. Per minimitzar l'EMI, el cable d'alta tensió es pot dissenyar com un cable blindat, mentre que el cable de baixa tensió es pot no apantallar. D'aquesta manera, l'escut del cable d'alta tensió protegeix el cable de baixa tensió d'EMI.
Disseny i disseny de cables: a més d'utilitzar cables blindats, també és molt important la disposició adequada dels cables. S'ha d'evitar la formació de bucles als cables, ja que els bucles augmenten l'EMI. a més, els cables s'han d'ubicar el més lluny possible de fonts d'EMI, com ara motors i convertidors de potència.
Ús de filtres: a més dels cables apantallats, es poden afegir filtres EMI als dos extrems del cable per minimitzar encara més les EMI. els filtres poden ser condensadors o inductors, que filtren el soroll en un rang de freqüència específic.
En resum, utilitzant cables apantallats i combinant-los amb la disposició de cables i les tècniques de filtratge adequats, es pot reduir significativament l'EMI als automòbils, millorant així la fiabilitat i el rendiment dels equips electrònics.
4. Cables resistents a altes temperatures
Els cables d'automoció resistents a altes temperatures són cables dissenyats per a la indústria de l'automoció per mantenir un rendiment estable en entorns d'alta temperatura. Estan fets principalment de diversos materials especials per garantir la fiabilitat i la seguretat en zones d'alta temperatura com els compartiments del motor. Aquests són alguns materials comuns utilitzats per a cables d'automòbils resistents a altes temperatures:
Materials TPE: elastòmers termoplàstics (Elastòmers termoplàstics), incloent estirens, olefines, diens, clorur de vinil, polièsters, èsters, amides, organofluorins, silicones i vinils. Actualment, els elastòmers basats en SEBS (copolímer de bloc estirè-etilè-butilè-estirè) són els materials TPE més utilitzats.
Materials TPU: poliuretà termoplàstic (poliuretà termoplàstic), l'estructura molecular es divideix en tipus polièster i tipus polièter, pel bloc rígid i els segments de cadena flexible. Els materials TPU en el procés de processament d'emmotllament per injecció representen més del 40% del L'emmotllament per extrusió és d'aproximadament un 35%, amb bona elasticitat i resistència al desgast.
Material de PVC: Clorur de polivinil (clorur de polivinil), mitjançant l'addició de diferents quantitats de plastificants per regular la seva suavitat, redueix la seva temperatura de "transició vítrea", per tal de tenir una bona flexibilitat i plasticitat, un modelat fàcil de processar.
Material de silicona: un material adsorbent altament actiu, substància amorfa, cautxú termoendurible. La silicona té una excel·lent resistència a la calor i al fred i una àmplia gamma de temperatures de funcionament, des de -60 °C fins a +180 °C i més enllà.
Polietilè reticulat XLPE: mitjançant la reticulació química en elastòmers termoestables, propietats d'aïllament millorades, s'amplia el rang de resistència a la temperatura del cable i s'ha millorat el rendiment. 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'automoció resistents a altes temperatures funcionin de manera estable durant llargs períodes de temps en entorns d'alta temperatura, com ara compartiments del motor i sistemes d'escapament propers, assegurant el funcionament normal dels sistemes elèctrics d'automoció. A més, els cables resistents a altes temperatures també tenen els avantatges de resistència a l'oli, resistència a l'aigua, resistència a àcids i àlcalis, resistència a gasos corrosius, resistència a l'envelliment, etc. Són adequats per a la metal·lúrgia, energia elèctrica, petroquímica, material mòbil, energia, ferro. i acer, maquinària elèctrica i altres camps. Quan escolliu cables resistents a altes temperatures, heu de triar el model adequat segons l'escenari d'aplicació real, l'entorn de temperatura, el nivell de tensió i altres factors per garantir que el cable tingui un bon rendiment i seguretat en condicions d'alta temperatura.
5. Cables intel·ligents amb sensors integrats
Els cables dels 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 intel·ligents dels cotxes no només són responsables de la transmissió d'energia, sinó que, el que és més important, transporten dades i senyals de control, connectant unitats de microcontroladors (MCU), sensors, actuadors i altres unitats de control electrònic (ECU) al cotxe, formant el vehicle. "xarxa neuronal".
La funció i la importància dels cables de cotxe intel·ligent
Transmissió de dades: els cables intel·ligents dels cotxes s'encarreguen de transmetre dades des dels sensors a la MCU i les ordres de la MCU als actuadors. Aquestes dades inclouen, entre d'altres, la velocitat, la temperatura, la pressió, la posició, etc., i són fonamentals per aconseguir un control precís del vehicle.
Distribució d'energia: el cable no només transmet dades, sinó que també s'encarrega de distribuir l'energia als diferents dispositius electrònics del cotxe per garantir que funcionin correctament.
Seguretat i seguretat: el cable està dissenyat tenint en compte la seguretat, com l'ús de materials ignífugs i la configuració de la protecció contra sobreintensitat, per garantir que el circuit es pugui tallar a temps en cas d'un mal funcionament, evitant possibles perills de seguretat.
Requisits de disseny
El disseny dels cables del cotxe intel·ligent ha de complir els requisits següents:
Fiabilitat: els cables han de poder funcionar de manera fiable en una varietat d'entorns durs al cotxe, com ara alta temperatura, baixa temperatura, vibració i humitat.
Durabilitat: els cables han de ser prou duradors per suportar llargs períodes d'ús sense fallar.
Seguretat: els cables han d'estar ben aïllats per reduir el risc de curtcircuits i disposar dels mecanismes de protecció necessaris.
Lleuger: amb la tendència cap als vehicles lleugers, els cables també han de ser tan lleugers i prims com sigui possible per reduir el pes total del vehicle.
Compatibilitat electromagnètica: els cables han de tenir un bon rendiment de blindatge per reduir la interferència del senyal.
Escenari d'aplicació
Els cables intel·ligents per a cotxes s'utilitzen àmpliament en diversos sistemes d'automòbils, inclosos, entre d'altres:
Sistema de control del motor: connectant la ECU del motor amb sensors i actuadors per realitzar un control precís del motor.
Sistema de control de carrosseria: connectar el mòdul de control de carrosseria (BCM) amb finestres, panys de portes, il·luminació i altres sistemes.
Sistema d'assistència al conductor: connecta el controlador ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) amb sensors com ara la càmera i el radar.
Sistema d'infotainment: connecta el centre multimèdia amb altaveus d'àudio, sistema de navegació, etc.
Tendències futures
A mesura que evolucionen les arquitectures electròniques i elèctriques de l'automòbil, també ho fan els cables intel·ligents dels cotxes. Les tendències futures inclouen:
Arquitectura centralitzada: a mesura que les arquitectures electròniques d'automoció passen de distribuïdes a centralitzades, és probable que la complexitat i la longitud del cable 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, que permetran l'autodiagnòstic i els informes d'estat.
Aplicació de nous materials: per reduir encara més el pes i millorar el rendiment, els cables es poden fabricar amb nous materials lleugers.
Els cables intel·ligents dels cotxes són components clau que connecten els sistemes electrònics de l'automòbil, 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 de l'automòbil s'accelera, els cables dels cotxes intel·ligents continuaran evolucionant per satisfer la necessitat d'un major rendiment.
6. Cables biodegradables i ecològics
En el context de la recerca de la protecció del medi ambient i el desenvolupament sostenible, els cables d'automoció biodegradables i respectuosos amb el medi ambient s'estan convertint en un tema candent a la indústria de fabricació d'automòbils. Aquests cables no només satisfan les necessitats de la indústria de l'automòbil en termes de rendiment, sinó que també mostren avantatges importants pel que fa a la protecció del medi ambient.
Cables aïllats biodegradables
Els cables aïllants biodegradables estan fets de materials aïllants biodegradables que, sota determinades condicions ambientals, es poden descompondre gradualment mitjançant el metabolisme dels microorganismes i, finalment, convertir-se en petites molècules respectuoses amb el medi ambient, com ara el diòxid de carboni i l'aigua. Aquest procés sol requerir un cert temps i unes condicions ambientals adequades. L'ús de cables biodegradables està en línia amb els principis de 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 del cable verd.
Cables amb vernís aïllant no contaminant
El vernís aïllant no contaminant per a cables utilitza un vernís aïllant no perillós per substituir els materials aïllants que contenen ingredients perillosos en els cables tradicionals. Aquesta innovació no només redueix la contaminació ambiental, sinó que també millora la seguretat i la fiabilitat dels cables.
Materials de base biològica en cables d'automoció
Els materials de base biològica, 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 respectuosos amb el medi ambient, àmplia gamma de fonts de matèries primeres, baixa olor i baixa volatilitat. contingut de compostos orgànics (COV). Amb l'augment substancial de la capacitat de producció, l'àcid polilàctic PLA (PLA), com a polímer de base biològica derivat de recursos naturals, també ha vist el seu gran desenvolupament. El PLA es sintetitza químicament a partir de blat de moro natural. Aquest material es pot descompondre en CO2 i H2O pels microorganismes després de ser rebutjat, sense provocar contaminació al medi ambient, i és reconegut com un nou material ecològic, verd i sostenible al segle XXI.
Aplicació de materials TPU en cables d'automoció
Els materials de poliuretà termoplàstic (TPU) no només ofereixen un rendiment excel·lent, 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 als cables d'automoció, que ajuda a reduir l'impacte en el medi ambient.
Reptes i perspectives
Tot i que els cables d'automoció biodegradables i ecològics presenten molts avantatges, la seva aplicació s'enfronta a alguns reptes i limitacions. Per exemple, la velocitat i l'eficàcia de la degradació es veuen afectades per les condicions ambientals, la qual cosa requereix una avaluació acurada i la selecció dels escenaris d'aplicació. Al mateix temps, el rendiment i l'estabilitat dels materials d'aïllament degradables s'han de millorar i provar contínuament per garantir la seva fiabilitat i seguretat. En el futur, a mesura que la tecnologia continua avançant i augmenta la consciència ambiental, s'espera que els cables d'automoció biodegradables i ecològics tinguin un paper més important en la indústria de l'automoció, impulsant tota la indústria cap a una direcció més respectuosa amb el medi ambient i sostenible.
Danyang Winpowerté 15 anys d'experiència en la fabricació de filferro i cable, el
productes principals: cables solars, cables d'emmagatzematge de bateries,cables d'automoció, cable d'alimentació UL,
cables d'extensió fotovoltaics, arneses de cablejat del sistema d'emmagatzematge d'energia.
Hora de publicació: 30-agost-2024