Anwendung von Keramik in Fahrzeugen mit neuer Energie

Mit der rasanten Entwicklung neuer Energiefahrzeuge, Hochspannungs-Schnelllade- und Energiespeichersystemen werden keramische Materialien mit ihrer hervorragenden Isolierung, hohen Temperaturbeständigkeit, mechanischen Festigkeit und chemischen Stabilität zu wichtigen Funktionsmaterialien in der Kette der neuen Energieindustrie. Von Leistungsbatterien und elektronischen Steuerungssystemen bis hin zu Hochspannungsschutzgeräten spielen Hochleistungskeramiken eine immer wichtigere Rolle bei der Verbesserung der Systemsicherheit, Stabilität und des Leichtbaus. Insbesondere in Umgebungen mit hoher{{5}Spannung, hoher-Frequenz und hoher-Wärmebelastung- sind Keramikmaterialien zu einem der wesentlichen Grundmaterialien für Kernkomponenten von Fahrzeugen mit neuer Energie geworden.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In den elektrischen Antriebssystemen von Fahrzeugen mit neuer Energie nimmt der Einsatz von SiC-Leistungsbauelementen rasant zu. Im Vergleich zu herkömmlichen Geräten auf Siliziumbasis verfügen SiC-MOSFETs über eine höhere Schalteffizienz, einen geringeren Energieverlust und eine überlegene Hochtemperaturleistung, wodurch die Reichweite und Leistungsdichte des Fahrzeugs effektiv verbessert wird. Allerdings stellen SiC-Geräte gleichzeitig höhere Anforderungen an die Wärmeableitung und Isolierung, was die zunehmende Bedeutung von Keramiksubstraten mit hoher Wärmeleitfähigkeit unterstreicht. Keramische Kupfersubstrate aus Materialien wie Siliziumnitrid und Aluminiumoxid verfügen nicht nur über hervorragende Wärmeleitfähigkeit und Isolationseigenschaften, sondern passen sich auch dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Chips an, wodurch die Auswirkungen thermischer Belastung auf die Gerätelebensdauer verringert werden. Aluminiumoxidkeramikmaterialien, die zu 95 % aus Aluminiumoxidkeramik bestehen, werden aufgrund ihrer ausgereiften Verarbeitungsleistung und stabilen elektrischen Eigenschaften häufig in Leistungsmodulen und elektronischen Hochspannungskomponenten von Fahrzeugen mit neuer Energie verwendet.

 

Die Hochspannungssysteme von New-Energy-Fahrzeugen stellen extrem hohe Anforderungen an die Sicherheitsleistung von Schutzkomponenten wie Relais und Sicherungen. In Hochspannungs-Gleichstromumgebungen wirken sich Lichtbogenkontrolle und Isolationsfähigkeiten direkt auf die Sicherheit des gesamten Fahrzeugs aus. Keramische Materialien mit ihrer hervorragenden Hochtemperaturbeständigkeit und Isolationsfähigkeit werden häufig in Hochspannungsrelais, Vakuumlichtbogenlöschkammern und Hochspannungssicherungsstrukturen verwendet. Insbesondere im Bereich der Hochspannungssicherungen ist „Keramik für Elektro- und Hybridfahrzeugsicherungen“ zu einem wichtigen Bestandteil neuer Energieschutzsysteme geworden. Die Keramikhülle kann Lichtbogenstößen bei hohen Temperaturen wirksam standhalten und die strukturelle Stabilität unter Kurzschlussbedingungen aufrechterhalten, wodurch eine schnelle Trennung und ein sicherer Schutz erreicht werden.

 

Derzeit wächst die Nachfrage nach Hochspannungssicherungen für New-Energy-Fahrzeuge und Energiespeichersysteme weiter. Die Verbesserung von Hochspannungsplattformen, der Batteriepackkapazität und die Entwicklung von Schnellladetechnologien treiben die Modernisierung keramischer Sicherungskomponenten weiter voran. Keramikröhren für Hochspannungssicherungen werden aufgrund ihrer Eigenschaften wie Thermoschockbeständigkeit, stabile Isolierung und hohe mechanische Festigkeit häufig in den Hauptstromkreisschutzsystemen von New-Energy-Fahrzeugen eingesetzt. Mittlerweile weisen Keramikröhren für EV-Gleichstromsicherungen eine hervorragende Lichtbogenlöschleistung in Hochspannungs-Gleichstromschutzszenarien auf und erfüllen die Anforderungen von Hochspannungssystemen neuer Energiefahrzeuge an eine schnelle Trennung und einen stabilen Schutz.

 

Beim Einsatz neuer Energiesicherungen mit unterschiedlichen Standards entwickeln sich keramische Strukturbauteile nach und nach zu Spezialsegmenten. Beispielsweise werden Keramikröhren für Sicherungen nach britischem Standard für Elektrofahrzeuge und Keramikröhren für die BS-Serie für Elektrofahrzeuge hauptsächlich in Hochspannungsschutzprodukten für Fahrzeuge mit neuer Energieerzeugung verwendet, die den britischen Standards entsprechen. Keramikröhren für Sicherungseinsätze von Elektrofahrzeug-Ladegeräten werden häufig in Hochspannungsschutzkomponenten in Ladesäulen und Bordladesystemen eingesetzt. Mit den steigenden Standardisierungsanforderungen im globalen Markt für neue Energien entwickeln sich Strukturkomponenten für Keramiksicherungen hin zu höherer Zuverlässigkeit, Standardisierung und Modularität.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Neben dem Sektor der neuen Energiefahrzeuge treiben auch Energiespeichersysteme die wachsende Nachfrage nach fortschrittlichen Keramikmaterialien voran. In Energiespeicherkonvertern, zum Schutz von Batterieclustern und in Photovoltaik-Energiespeichersystemen müssen Hochspannungssicherungen über längere Zeiträume hohen Strömen und hohen Temperaturschocks standhalten, was höhere Anforderungen an die Isolierung und Hitzebeständigkeit des Keramikgehäuses stellt. Keramikkörper für Energiespeichersicherungen sind zu entscheidenden Strukturkomponenten geworden, die unter komplexen Betriebsbedingungen eine stabile mechanische Festigkeit und Isolationsleistung aufrechterhalten. Mittlerweile nimmt auch der Einsatz von Sicherungskeramikkörpern für Photovoltaik-Energiespeicher und Sicherungskeramikkörpern für PV-Energiespeicher in Photovoltaik-Energiespeichersystemen zu, insbesondere in neuen Energiekraftwerken, Energiespeicherschränken und DC-Kombinationssystemen.

 

In neuen Energie-Hochspannungssicherungsstrukturen werden häufig Keramikkörper für verschraubte Sicherungsserien in verschraubten Hochspannungssicherungsprodukten verwendet. Diese keramischen Strukturbauteile benötigen nicht nur eine hervorragende Isolationsleistung, sondern müssen auch bei hoher Stromeinwirkung eine stabile mechanische Festigkeit und Maßhaltigkeit aufrechterhalten. Aluminiumoxidkeramik für verschraubte EV-Sicherungen erfüllt außerdem die Spannungsfestigkeits- und Zuverlässigkeitsanforderungen von Hochspannungsverbindungsstrukturen in Fahrzeugen mit neuer Energie und spielt eine wichtige Rolle in Hochspannungsverbindungsschutzsystemen.

 

Mit der kontinuierlichen Zunahme der Leistungsdichte neuer Energiesysteme werden Hochgeschwindigkeitssicherungen immer häufiger zum Schutz der Leistungselektronik eingesetzt. Keramikkörper für Hochgeschwindigkeitssicherungen werden aufgrund ihrer Fähigkeit, sich an Umgebungen mit hoher {{3}Frequenz, hohem{{4}Strom und schnellem{5}}Schlag anzupassen, häufig in Energiespeicher-PCS-Systemen, elektrischen Antriebssystemen und industriellen Konvertergeräten verwendet. Darüber hinaus nimmt auch der Einsatz keramischer Körper zur Energiespeicherung in Energiespeicherbatteriesystemen zu, da ihre hohe Stabilität das Gesamtsicherheitsniveau von Energiespeichersystemen wirksam verbessert.

 

Bei neuen Energiefahrzeugbatterien werden extrem hohe Anforderungen an die Dichtungs- und Isolationsleistung gestellt, was zu einem allmählichen Anstieg der Verwendung von Keramikmaterialien in Batterie-Dichtungsverbindungsstrukturen führt. Keramische abgedichtete Steckverbinder verfügen über hervorragende elektrische Isolationseigenschaften, Beständigkeit gegen Elektrolytkorrosion und eine hohe mechanische Festigkeit und verbessern effektiv die Sicherheitsleistung von Leistungsbatterien in Umgebungen mit hohen{1}Temperaturen und hohem-Druck. Mittlerweile hat sich die keramikbeschichtete Separatortechnologie zu einer der Schlüssellösungen zur Verbesserung der Sicherheit von Lithiumbatterien entwickelt. Durch die Beschichtung der Separatoroberfläche mit anorganischen Keramikmaterialien wie Aluminiumoxid können die Hitzebeständigkeit und Dimensionsstabilität des Separators effektiv verbessert werden, wodurch das Risiko eines thermischen Durchgehens verringert und die Lebensdauer der Batterie verlängert wird.

 

In Motorsystemen von Fahrzeugen mit neuer Energie werden immer häufiger auch Keramiklager eingesetzt. Im Vergleich zu herkömmlichen Stahllagern verfügen Keramiklager über eine geringere Dichte, eine höhere Härte und bessere Isolationseigenschaften, wodurch Elektrokorrosion in Hochgeschwindigkeitsumgebungen wirksam reduziert wird. Insbesondere bei hochtourigen Antriebsmotoren können Keramikkugellager Reibungsverluste reduzieren und die Systemeffizienz verbessern. Darüber hinaus werden Bremsscheiben aus Kohlenstoff-Keramik-Verbundwerkstoff aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer hohen Temperaturbeständigkeit und Verschleißfestigkeit zu einer wichtigen Entwicklungsrichtung für Hochleistungsbremssysteme in Fahrzeugen mit neuer Energie.

 

Mit der kontinuierlichen Modernisierung der neuen Energiefahrzeug-, Energiespeichersystem- und Smart-Grid-Industrien entwickeln sich fortschrittliche Keramikmaterialien schrittweise von traditionellen Hilfsmaterialien zu zentralen Funktionsmaterialien. Ob es sich um Keramikkörper für Kfz-Sicherungen, Keramikröhren für Energiespeichersicherungen oder Steatit-Keramikkörper für Elektrofahrzeugsicherungen handelt, sie alle spielen in Hochspannungsschutzsystemen eine immer wichtigere Rolle.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mittlerweile wurden spezielle keramische Strukturbauteile für Photovoltaik-Energiespeichersysteme entwickelt, wie zKeramikkörper für Photovoltaik-Sicherungen der Bussmann-Serie, treiben die Sicherheitsverbesserung neuer Energiesysteme weiter voran.

 

In Zukunft werden fortschrittliche Keramikmaterialien angesichts der sich verschärfenden Trends zu Hochspannung, Intelligenz und Leichtbau noch breitere Entwicklungsaussichten in Fahrzeugen mit neuer Energie und in der neuen Energieindustrie haben. Die kontinuierliche Verbesserung der hohen Zuverlässigkeit, hohen Isolierung und hohen Temperaturbeständigkeit wird die umfassende Anwendung keramischer Materialien in Leistungsbatterien, Hochspannungssicherungen, Leistungsmodulen und Energiespeichersystemen weiter fördern und sie zu einem unersetzlichen und wichtigen Grundmaterial in der neuen Energieindustriekette machen.