Die Rolle von Hochleistungskeramik bei der Anwendung neuer Energiefahrzeuge

Mit der rasanten Entwicklung der New-Energy-Fahrzeugindustrie ist die elektrische Transformation der Automobilhersteller zum Mainstream-Trend geworden. Herkömmliche Kraftstofffahrzeugkomponenten werden nach und nach durch Hochleistungsprodukte ersetzt, die an neue Energiebedingungen angepasst sind. Hochentwickelte Keramik spielt aufgrund ihrer hervorragenden Isolierung, hohen-Temperaturbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und hohen-Festigkeitseigenschaften eine wichtige Rolle im Bereich der neuen Energiefahrzeuge und wird zum Kernmaterialträger für Schlüsselkomponenten. Ihre damit verbundenen Anwendungen stehen in engem Zusammenhang mit der technologischen Weiterentwicklung metallisierter Keramikbauteile.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Die elektrische Steuerungstechnik ist der zentrale Indikator zur Messung des Entwicklungsstands von New-Energy-Fahrzeugen. Als Kernkomponente des elektrischen Steuerungssystems spielen Hochspannungs-DC-Keramikrelais eine entscheidende Rolle. Herkömmliche Relais sind durch die Herstellungstechnologie eingeschränkt und können beim Anschluss von Hochspannung-Gleichstrom oder induktiven Lasten mit niedrigem Leistungsfaktor zu Problemen wie Kontakthaftungsfehlern oder Lichtbogendurchbrennen führen. Die neuen Hochspannungs-DC-Vakuumrelais lösen dieses Problem jedoch effektiv.

 

Dieses Relais verwendet einen durch Metall und Keramik abgedichteten Vakuumhohlraum und basiert auf dem Keramik-zu-Metall-Verfahren, um eine enge Kombination von Keramik- und Metallkomponenten zu erreichen. Der Keramikisolator ist verschiebbar zwischen der beweglichen Kontaktkomponente und der Schubstange verbunden und stellt sicher, dass die beweglichen und statischen Kontakte sowohl im leitenden als auch im ausgeschalteten Zustand eine gute elektrische Isolierung aufrechterhalten können, wodurch die Lichtbogenlöschfähigkeit des Relais beim Schalten von Hochspannungs-Gleichstromlasten sichergestellt wird. Lichtbögen sind die Hauptursache für die Selbstentzündung von Fahrzeugen, und die hervorragenden Isolationseigenschaften von Keramik sind der entscheidende Faktor für das Erreichen einer „lichtbogenfreien“ Verbindung und Trennung. Die Kernstruktur der Keramikschale besteht zu 95 % aus Aluminiumoxidkeramik, was eine wichtige Anwendung von metallisierten Keramikgehäusen für Leistungshalbleiter darstellt.

Das elektronische Steuerungssystem ist eine zentrale Kernkomponente von New-Energy-Fahrzeugen. Das IGBT-Modul (Insulated Gate Bipolar Transistor) ist als „zentrales Nervensystem“ der Kernteil von Fahrzeugen mit neuer Energie und Ladesäulenantriebssystemen und macht 40 bis 50 % der Gesamtkosten der Steuerung aus.

 

Und die mit Kupfer-kaschierte Keramikplatte ist das wichtigste Verpackungsmaterial für das IGBT-Modul. Die keramische Kupfer-plattierte Platte verfügt über eine Kupfer-Keramik-Kupfer-"Sandwich"-Verbundstruktur, die die hohe Isolierung, hohe mechanische Festigkeit, hervorragende Wärmeableitung und die passenden Wärmeausdehnungseigenschaften von Keramik mit der hohen Strombelastbarkeit, der hervorragenden Schweißverbindungsleistung und der hohen Wärmeleitfähigkeit von sauerstofffreiem Kupfer kombiniert. Derzeit werden kupferkaschierte Keramikplatten auf Grundlage der Keramikmaterialien in drei Typen eingeteilt: Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid und Siliziumnitrid.

 

Unter diesen weist die mit Siliziumnitrid-Kupfer-kaschierte Platine die beste Leistung auf und zeichnet sich durch hohe Festigkeit und hohe Wärmeleitfähigkeit aus. In Kombination mit der aktiven Metallschweißtechnologie wurde seine Zuverlässigkeit deutlich verbessert, was es zum bevorzugten Material für die Verpackung von Hochspannungs- und Hochleistungs-IGBT-Modulen macht, das sich besonders für die hohen Anforderungen neuer Energiefahrzeuge an Zuverlässigkeit und Miniaturisierung eignet. Die Aluminiumoxid-Keramik-Kupferplatte besteht aus metallisierter Aluminiumoxid-Keramik und verfügt über grundlegende Isolations- und Wärmeableitungseigenschaften.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Keramische Hochspannungsschütze werden häufig in der Leistungsschaltersteuerung, dem Stromkreisschutz von Fahrzeugen mit neuer Energieversorgung sowie in Ladesäulen, Batteriestromversorgung, variablen Frequenzumrichtern, Kondensator-Vorladung und anderen verwandten elektrischen Steuerungssystemen eingesetzt. Der technische Kern besteht darin, die Keramik und die Hartmetalllegierung durch Vakuumlöten zu einem geschlossenen Hohlraum zu verschweißen. Der innere Hohlraum ist mit einem schnell abkühlenden Wasserstoffgasgemisch gefüllt, um eine kurzzeitige Lichtbogenlöschung zu erreichen.

 

Da sich beim Brennen des Lichtbogens das innen eingeschlossene Gas durch Hitze ausdehnt, übt es Spannungen auf den Schweißfugenkopf aus. Daher ist die Festigkeit des Schweißverbindungskopfes von entscheidender Bedeutung. Die Einkapselungsstruktur von Keramik und Kovar-Legierung ist der Schlüsselfaktor für die Festigkeit der Verbindung. Derzeit sind zwei gängige Verkapselungsformen weit verbreitet, nämlich die Flachversiegelung und die Vertikalversiegelung. Das Kerngehäuse des HGÜ-Schützes aus Keramik basiert auf den Eigenschaften hochfester metallisierter Keramikkomponenten, um die strukturelle Festigkeit und Dichtungsleistung des gekapselten Bereichs sicherzustellen.

Fahrzeuge mit neuer Energie stellen viel höhere Leistungsanforderungen an Motorlager als herkömmliche Fahrzeuge. Motorlager müssen an hohe -Geschwindigkeiten, starke Magnetfelder und Bedingungen mit geringem Verschleiß angepasst werden. Zu den spezifischen Anforderungen gehören eine geringere Dichte, eine höhere Verschleißfestigkeit, eine gute Isolierung zur Reduzierung elektrischer Korrosion durch Lagerentladung und glattere Lagerkugeloberflächen zur Reduzierung des Verschleißes.

 

Keramikkugeln sind mit ihrer geringen Dichte, hohen Härte, Reibungsbeständigkeit und hervorragenden Isolationseigenschaften zum idealen Material für diese Arbeitsbedingungen geworden. Sie spielen eine unersetzliche Rolle in Hochtemperatur-, starken Magnet- und Hochvakuumfeldern und sind zum Anwendungstrend für Motorlager in Fahrzeugen mit neuer Energie geworden. Die Kernkomponenten von Keramikkugellagern werden mit präzisionsmetallisierter Keramik verarbeitet und erfüllen so die hohen Leistungsanforderungen von Motoren neuer Energiefahrzeuge. Ihre hervorragende Verschleißfestigkeit und Isolationseigenschaften erhöhen wirkungsvoll die Stabilität und Lebensdauer des Motors.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Insgesamt konzentriert sich die Anwendung von Hochleistungskeramik im Bereich neuer Energiefahrzeuge hauptsächlich auf Kernbereiche wie das elektronische Steuerungssystem und das Antriebssystem. Basierend auf seinen einzigartigen Materialeigenschaften hat es die Leistungsmängel herkömmlicher Metallmaterialien bei hohem{{1}Druck, hoher-Temperatur und starken Magnetfeldbedingungen behoben. Da neue Energiefahrzeuge auf Hochspannung, geringes Gewicht und hohe Zuverlässigkeit umsteigen,KeramikmetallisierungDie Technologie wird weiterhin optimiert, und Hochleistungskeramik wird ihre Anwendungsszenarien weiter ausbauen, was die Leistungssteigerung verwandter Komponenten fördert und wichtige materielle Unterstützung für die qualitativ hochwertige Entwicklung der neuen Energiefahrzeugindustrie bietet.