Analyse der wichtigsten Anwendungen von Keramikmaterialien im Bereich der neuen Energiefahrzeuge

Da sich Fahrzeuge mit neuer Energie rasch in Richtung höherer Spannung, höherer Leistung und größerer Intelligenz entwickeln, stehen herkömmliche Metallmaterialien vor zunehmenden Herausforderungen in Bezug auf Isolierung, Hochtemperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Hochfrequenzstabilität. Fortschrittliche Keramikmaterialien mit ihren hervorragenden elektrischen Isolationseigenschaften, mechanischer Festigkeit, thermischer Stabilität und Lichtbogenbeständigkeit spielen eine immer wichtigere Rolle in der Industriekette der neuen Energiefahrzeuge und werden häufig in Kernkomponenten wie Hochspannungsrelais, IGBT-Modulen, Hochspannungsschützen, elektrischen Antriebssystemen und präzisionsisolierenden Strukturkomponenten verwendet.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Im elektronischen Hochspannungssteuerungssystem von Fahrzeugen mit neuer Antriebstechnik sind Keramikrelais eine der entscheidenden Komponenten, die die Sicherheit des gesamten Fahrzeugs gewährleisten. Herkömmliche Relais sind in Hochspannungs-Gleichstromumgebungen anfällig für Lichtbogenbildung, Kontakterosion und Adhäsionsfehler. Durch den Einsatz keramischer Isolationsstrukturen können jedoch die Lichtbogenlöschfähigkeit und die elektrische Isolationsleistung wirksam verbessert werden. Derzeit wird in der Industrie häufig 95 % Aluminiumoxidkeramik als Relaisgehäusematerial verwendet, das über hervorragende Isolationseigenschaften, Wärmebeständigkeit und strukturelle Stabilität verfügt und die langfristigen Betriebsanforderungen von Fahrzeugen mit neuer Energie unter komplexen Betriebsbedingungen erfüllt.

 

Im Bereich der Hochspannungsrelais sind Keramikgehäuse für HGÜ-Schütze zu einer wichtigen Strukturkomponente in neuen Energie-Hochspannungsschaltsystemen geworden. Intern verfügen diese Geräte typischerweise über eine vakuumversiegelte Struktur, bei der Keramik- und Metallversiegelungsprozesse zum Einsatz kommen, um einen äußerst zuverlässigen abgedichteten Hohlraum zu schaffen und so die Auswirkungen von Lichtbögen auf das System wirksam zu reduzieren. Mittlerweile werden EV-Aluminiumoxid-Keramikgehäuse und EV-Aluminiumoxid-Keramik-Relaisgehäuse auch häufig in Hochspannungsrelais und Hochspannungs-Gleichstromschützen in Fahrzeugen mit neuer Energie eingesetzt, um die Isolationssicherheitsanforderungen unter Hochspannungs-, Hochstrom- und Hochfrequenz-Schaltbedingungen zu erfüllen.

 

Mit der kontinuierlichen Modernisierung von Leistungsmodulen in Fahrzeugen mit neuer Energie steigen die Anforderungen an die Wärmeableitungseffizienz und die Packungszuverlässigkeit von IGBT-Modulen ständig. Keramische kupfer-beschichtete Substrate sind ein wichtiges Material für die Verpackung von Leistungshalbleitern und bieten die Hauptvorteile einer Kombination aus hoher Wärmeleitfähigkeit, hoher Isolierung und geringer Wärmeausdehnung. Im Vergleich zu herkömmlichen Materialien können Siliziumnitrid- und Aluminiumoxid-Keramiksubstrate die Stabilität von Leistungsgeräten in Hochtemperaturumgebungen effektiv verbessern und das Risiko einer thermischen Ermüdung verringern.

 

Derzeit werden metallisierte Keramikgehäuse für Leistungshalbleiter häufig in Wechselrichtern, Lademodulen und Motorsteuerungssystemen für neue Energiefahrzeuge eingesetzt. Durch die Metallisierung können mit dem Keramiksubstrat zuverlässige Schweißverbindungen und hoch{1}feste Verbindungen erzielt werden, wodurch die Gesamtzuverlässigkeit des Gehäuses weiter verbessert wird. Mittlerweile entwickeln sich metallisierte Keramiken für elektrische Komponenten nach und nach zu einer wichtigen Entwicklungsrichtung für die Verpackung elektronischer Komponenten in Fahrzeugen mit neuer Energie und zeigen insbesondere erhebliche Vorteile bei Hochspannungs-, Hochfrequenz- und Hochleistungsanwendungen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Auch im Bereich der Hochspannungsschütze für New-Energy-Fahrzeuge spielen keramische Werkstoffe eine entscheidende Rolle. Hoch{2}}Schütze müssen eine schnelle Lichtbogenlöschung erreichen, wenn sie große Ströme sofort unterbrechen, und stellen daher extrem hohe Anforderungen an die Hochtemperaturbeständigkeit, Luftdichtheit und strukturelle Stabilität des Materials. Mithilfe der Vakuumlöttechnologie hergestellte abgedichtete Keramikhohlräume können die Lichtbogenlöscheffizienz und Lebensdauer des Schützes wirksam verbessern.

 

Heutzutage sind metallisierte Hochtemperatur-Relaisgehäuse aus Keramik zu einer wichtigen Verpackungsform für Hochspannungs-Gleichstromrelais geworden, da sie in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck eine stabile Isolationsleistung gewährleisten. Gleichzeitig werden Relais-Aluminiumoxid-Keramikkomponenten auch häufig in der internen Isolationsstützstruktur von Relais für neue Energiefahrzeuge verwendet, um die Gesamtsicherheit und Zuverlässigkeit des Systems zu verbessern.

 

Auch in den Elektroantriebssystemen von New-Energy-Fahrzeugen nimmt der Einsatz von Keramikkugellagern rasant zu. Im Vergleich zu herkömmlichen Stahllagern weisen Keramikkugeln eine geringere Dichte, eine höhere Härte, einen niedrigeren Reibungskoeffizienten und eine stärkere Korrosionsbeständigkeit auf, wodurch der Verschleiß und die Wärmeentwicklung bei Hochgeschwindigkeitsrotationen effektiv reduziert werden. Mittlerweile verfügen keramische Materialien über natürliche Isoliereigenschaften, die Elektrokorrosion in Motorlagern reduzieren und die Stabilität elektrischer Antriebssysteme verbessern können.

 

Insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsmotoranwendungen können Hybridlager mit Siliziumnitrid-Keramikkugeln die Betriebseffizienz des Motors effektiv verbessern und Geräusche und Vibrationen reduzieren. Derzeit wächst die Nachfrage nach hochzuverlässigen Keramiklagern in Antriebsmotoren von Fahrzeugen mit neuer Energie weiter, was den zunehmenden Einsatz fortschrittlicher Keramikmaterialien in elektrischen Antriebssystemen vorantreibt.

 

Neben der Strukturkeramik entwickelt sich auch die metallisierte Keramiktechnologie in der Fahrzeugindustrie mit neuer Energie rasch weiter. Aluminiumoxid-metallisierte Keramik erreicht zuverlässige Schweißverbindungen zwischen Keramik und Metallen durch die Bildung einer Metallschicht auf der Oberfläche von Aluminiumoxidkeramik und erfüllt so die Anforderungen an hohe Luftdichtheit, hohe Isolierung und hochfeste Verpackung. Diese Materialien werden häufig in Relaisgehäusen, Sensorverpackungen, Leistungselektronikmodulen und Hochspannungssystemen in Fahrzeugen mit neuer Energie verwendet.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Da die Präzisionsanforderungen an Komponenten in Fahrzeugen mit neuer Energie immer weiter steigen, wächst auch die Marktnachfrage nach präzisionsmetallisierten Keramiken. Durch Präzisionsmetallisierungsprozesse und hochpräzise Bearbeitungstechnologien können die Konsistenz und Zuverlässigkeit keramischer Strukturkomponenten erheblich verbessert werden. Mittlerweile ist die Präzisionsbearbeitung von Aluminiumkeramikteilen zu einem Schlüsselprozess in der fortschrittlichen Keramikherstellung geworden, der den Miniaturisierungs- und Hochpräzisionsanforderungen komplexer Strukturkomponenten gerecht wird.

 

In Hochspannungsverbindungssystemen für Fahrzeuge mit neuer Energie werden metallisierte Aluminiumkeramiken für elektrische Komponenten und metallisierte Keramikisolierrohre mit metallisierten Keramikteilen häufig für Isolierverbindungen, leitende Isolierungen und Hochspannungsschutzstrukturen verwendet. Diese Produkte kombinieren hervorragende Isolationsleistung mit mechanischer Festigkeit und verbessern effektiv die Sicherheit und Stabilität von Hochspannungssystemen in Fahrzeugen mit neuer Energie.

 

Darüber hinaus werden hochfeste metallisierte Keramikkomponenten zunehmend in Ladesystemen für neue Energiefahrzeuge, Energiespeichersystemen und Hochspannungs-Stromverteilungsmodulen eingesetzt, um die langfristigen Anforderungen an einen stabilen Betrieb unter hohen mechanischen Belastungen und komplexen Betriebsbedingungen zu erfüllen.

 

Insgesamt spielen fortschrittliche Keramikmaterialien eine immer wichtigere Rolle in der Industriekette der neuen Energiefahrzeuge. Von Hochspannungsrelais und IGBT-Leistungsmodulen bis hin zu elektrischen Antriebssystemen und Hochspannungsverbindungsstrukturen verbessern Keramikmaterialien nicht nur die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Haltbarkeit von Fahrzeugen mit neuer Energie, sondern treiben auch die Entwicklung von Fahrzeugen hin zu höherer Spannung, geringerem Gewicht und höherer Leistungsdichte voran. Mit der kontinuierlichen Modernisierung der neuen Energiefahrzeugindustrie wird in Zukunft die Marktnachfrage nach leistungsstarken Keramikkomponenten wie EV-Relais-Aluminiumoxid-Keramikgehäusen und anderen steigenHochspannungs-Gleichstrom-Keramikschützwird weiter expandieren, und hoch-zuverlässige metallisierte Keramikmaterialien werden auch eine wichtige Entwicklungsrichtung für Kernkomponenten von Fahrzeugen mit neuer Energie werden.