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Anwendung von Hochleistungskeramik in Fahrzeugen mit neuer Energie

11-07-2023

In der neuen Energiefahrzeugindustrie ist der Einsatz verschiedener fortschrittlicher Materialien die Grundlage, die die gesamte Branche unterstützt. In diesem Artikel werden wir die immer wichtigere Rolle von Keramik im Intelligentisierungsprozess von Fahrzeugen mit neuer Energie untersuchen.

 

Keramiksubstrat

Im Kernmotorantrieb von Fahrzeugen mit neuer Energie liefert der Einsatz von SiC-MOSFET-Geräten eine Reichweitensteigerung von 5 bis 10 % im Vergleich zu herkömmlichen Si-IGBTs und wird voraussichtlich in Zukunft schrittweise Si-IGBTs ersetzen. Allerdings haben SiC-MOSFET-Chips eine kleine Fläche und hohe Anforderungen an die Wärmeableitung. Keramisches kupferkaschiertes Laminat ist ein Verbundmaterial mit Kupfer-Keramik-Kupfer"Sandwich"Struktur. Es zeichnet sich durch eine gute Wärmeableitung, eine hohe Isolierung, eine hohe mechanische Festigkeit und eine an die Chips angepasste Wärmeausdehnung sowie eine starke Stromtragfähigkeit, eine gute Schweiß- und Verbindungsleistung und eine hohe Wärmeleitfähigkeit von sauerstofffreiem Kupfer aus. Es ist für SiC-MOSFETs im Bereich neuer Energiefahrzeuge fast zu einer notwendigen Wahl geworden. Siliziumnitrid-Keramiksubstrate verfügen über eine hervorragende Wärmeableitungsfähigkeit und hohe Zuverlässigkeit, was sie zu einem der wichtigsten Verpackungsmaterialien für SiC-MOSFET-Module macht.

 Ceramics in New Energy Vehicles

Siliziumnitrid-Substrat

 

Keramikrelais

Die elektronische Steuerungstechnik ist ein wichtiger Indikator für den Entwicklungsstand neuer energiesparender Elektrofahrzeuge, und Hochspannungs-Gleichstrom-Keramikrelais sind die Kernkomponenten elektronischer Steuerungssysteme. Bei einem Hochspannungs-Gleichstrom-Vakuumrelais gleitet der Keramikisolator zwischen der beweglichen Kontaktbaugruppe und der Antriebsstange in einer durch Metall und Keramik abgedichteten Vakuumkammer und gewährleistet so eine gute elektrische Isolierung zwischen den beweglichen und stationären Kontakten in jedem Zustand der Leitung oder Trennung. Aufrechterhaltung eines Magnetkreissystems mit den magnetischen Jochplatten und Eisenkernen usw. des Relais und Sicherstellung der Lichtbogenlöschfähigkeit des Relais beim Schalten von Hochspannungs-Gleichstromlasten. Lichtbögen sind eine der Hauptursachen für die Verbrennung von Fahrzeugen. Nur Relay-Produkte, die dies erreichen"lichtbogenfrei"Verbindung und Trennung können das Problem grundsätzlich lösen"Verbrennung."

 Ceramic Substrate

Relais-Keramikgehäuse

 

Keramiksicherungen

Sicherungen sind Vorrichtungen zum Schutz von Stromkreisen vor Überstrom. Im Betrieb ist die Sicherung im Stromkreis in Reihe geschaltet und der Laststrom fließt durch die Sicherung. Wenn im Stromkreis ein Kurzschluss oder eine Überlastung auftritt, schmilzt und verdampft das Sicherungselement durch die thermische Wirkung des Überstroms, wodurch ein Spalt entsteht, der einen Lichtbogen erzeugt. Die Sicherung unterbricht den fehlerhaften Stromkreis, indem sie den Lichtbogen löscht, und schützt so den Stromkreis.

Kfz-Sicherungen sind in Niederspannungs- und Hochspannungsteile unterteilt, wobei der Hochspannungsschutz hauptsächlich für Fahrzeuge mit neuer Energie gilt. Die angelegte Spannung beträgt im Allgemeinen 60 VDC bis 1500 VDC und dient hauptsächlich dem Schutz der Haupt- und Hilfsstromkreise von Leistungssicherungen (Hochspannungssicherungen für Fahrzeuge mit neuer Energie). Da der Markt für Fahrzeuge mit neuer Energie in die Ära nach der Subventionierung eintritt und die Nachfrage nach persönlichem Verbrauch die Hochspannungsplattform von Fahrzeugen mit neuer Energie vorantreibt, können die Anforderungen an die Sicherheit in Hochspannungsbereichen wie Schnellladung, Motoren, Leistungsgeräten usw. nicht mehr erfüllt werden ignoriert werden. Die Stabilität und die schnelle Unterbrechungsfähigkeit von Sicherungen werden im Zuge des rasanten Wachstums neuer Energiefahrzeuge weiterhin ein rasantes Wachstum erfahren.

 Ceramic Relays

Keramiksicherungen


Mehrschichtige Keramikkondensatoren (MLCC)

Mehrschicht-Keramikkondensatoren (MLCCs) sind als bekannt"Reis"der Elektronikindustrie und gehören zu den weltweit am häufigsten verwendeten passiven elektronischen Bauteilen. Fast die gesamte Unterhaltungselektronik erfordert den Einsatz von MLCC-Komponenten. Im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugen ist der Grad der Elektrifizierung bei Elektrofahrzeugen stark gestiegen. Von den neu hinzugefügten elektronischen Steuerungs- und Batteriemanagementsystemen bis hin zu Audio- und Unterhaltungssystemen, ADAS-Systemen und vollständig autonomen Fahrsystemen hat der zunehmende Grad der Fahrzeugelektrifizierung das Wachstum von Automobil-MLCCs erheblich gefördert.

 Ceramics in New Energy Vehicles

Mehrschichtige Keramikkondensatoren 


Keramiklager

Der Einsatz von Keramiklagern in Fahrzeugen mit neuer Energie ist zu einem Trend geworden. Fahrzeuge mit neuer Energie stellen höhere Anforderungen an Automobillager. Erstens haben Motorlager im Vergleich zu herkömmlichen Lagern höhere Drehzahlen und erfordern Materialien mit geringerer Dichte und besserer Verschleißfestigkeit. Zweitens ist aufgrund des sich ändernden elektromagnetischen Feldes, das durch Wechselströme im Motor verursacht wird, eine bessere Isolierung erforderlich, um die durch elektrische Entladung verursachte Lagerkorrosion zu reduzieren. Drittens muss die Oberfläche der Lagerkugel glatter sein und weniger Verschleiß aufweisen. Keramikkugeln zeichnen sich durch Eigenschaften wie geringe Dichte, hohe Härte und ausgezeichnete Verschleißfestigkeit aus, wodurch sie für Hochgeschwindigkeitsrotationen in Hochtemperatur-, starken Magnet- und Hochvakuumumgebungen geeignet sind. Sie sind in diesen Bereichen unersetzlich.

Die Motoren von Tesla verwenden Keramiklager für ihre Abtriebswellen, insbesondere von NSK entwickelte Hybridkeramiklager mit 50 Siliziumnitridkugeln. Auch der ATA250-Motor von Audi verwendet Keramiklager für seine beiden Innenrotorlager.

Ceramic Substrate

Keramiklager

 

Carbon-Keramik-Bremsscheiben

Kohlenstoff-Keramik-Verbundwerkstoff (C/C-SiC) ist ein neuartiges Bremsbelagmaterial, das auf Basis von Kohlenstoff/Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen entwickelt wurde. Es verwendet einen dreidimensionalen Nadelfilz aus Kohlefaser als verstärktes Skelett und wird durch die Ablagerung von Kohlenstoff, SiC und restlichem Silizium zusammengesetzt. Dieses Material vereint die physikalischen Eigenschaften von Kohlenstofffasern und polykristallinem Siliziumkarbid und weist Eigenschaften wie hohe Temperaturstabilität, hohe Wärmeleitfähigkeit und hohe spezifische Wärme auf. Darüber hinaus bieten Carbon-Keramik-Bremsen die Vorteile von geringem Gewicht und Verschleißfestigkeit. Sie verlängern nicht nur die Lebensdauer von Bremsscheiben, sondern vermeiden auch alle Belastungsprobleme. Gemäß den Forschungsergebnissen, Ein Paar Carbon-Keramik-Bremsscheiben kann das Gewicht der Fahrzeugaufhängung im Vergleich zu Gusseisen-Bremsscheiben gleicher Größe um 20 kg reduzieren, was die Reichweite von Elektrofahrzeugen um etwa 50 km erhöhen kann. Im Kontext der Elektrifizierung, Intelligenz und High-End-Entwicklungstrends in der New-Energy-Fahrzeugindustrie können Carbon-Keramik-Bremssysteme die Reaktionsgeschwindigkeit des Fahrzeugs erheblich verbessern, den Bremsweg verkürzen und werden voraussichtlich die besten Aktuatoren für liniengesteuertes Bremsen sein. Sie können als wichtige Leichtbaukomponenten für zukünftige Elektrofahrzeuge angesehen werden. Carbon-Keramik-Bremssysteme können die Reaktionsgeschwindigkeit des Fahrzeugs erheblich verbessern, den Bremsweg verkürzen und werden voraussichtlich die besten Aktuatoren für liniengesteuertes Bremsen sein. Sie können als wichtige Leichtbaukomponenten für zukünftige Elektrofahrzeuge angesehen werden. Carbon-Keramik-Bremssysteme können die Reaktionsgeschwindigkeit des Fahrzeugs erheblich verbessern, den Bremsweg verkürzen und werden voraussichtlich die besten Aktuatoren für liniengesteuertes Bremsen sein. Sie können als wichtige Leichtbaukomponenten für zukünftige Elektrofahrzeuge angesehen werden.

 Ceramic Relays

 Keramikbremsscheiben


Keramische Batterie-Dichtungsanschlüsse

Keramische Batteriedichtverbinder sind ein wichtiger Bestandteil von Elektrofahrzeugen mit neuer Energie. Sie werden verwendet, um dichte und leitende Verbindungen zwischen der Batterieabdeckplatte und der Elektrodensäule in Elektrofahrzeugen mit neuer Energie herzustellen.

Keramik verfügt über eine hervorragende elektrische Isolierung und mechanische Festigkeit, weshalb sie in der Elektronikindustrie immer häufiger als Dichtungskomponente eingesetzt wird. In den letzten Jahren haben führende Batteriehersteller nach und nach herkömmliche Kunststoffdichtungen durch Keramikdichtungen ersetzt und so die Sicherheit deutlich verbessert.

 Ceramics in New Energy Vehicles

 Batterieversiegelungsanschlüsse


Keramische Batterieseparatoren

Polyolefinmembranen sind derzeit die gängigsten Membranen, ihre thermische Stabilität ist jedoch relativ gering. Die Schmelzpunkte von Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) liegen bei 165 °C bzw. 135 °C, was zu potenziellen Sicherheitsproblemen führen kann, da die Membran bei hohen Temperaturen schrumpft oder schmilzt, was zu internen Kurzschlüssen, Bränden usw. führen kann Explosionen. Als Reaktion auf diese Situation wurden verschiedene Methoden zur Verbesserung der thermischen Stabilität von Membranen eingeführt. Das Auftragen einer Schicht aus anorganischen Keramikpartikeln auf PP- oder PE-Membranen gilt als die effektivste und wirtschaftlichste Methode. Keramische Materialien bieten eine hohe Hitzebeständigkeit, während Klebstoffe für Haftung sorgen, um die strukturelle Integrität der Beschichtung und der gesamten Verbundmembran aufrechtzuerhalten. Auf der einen Seite, Diese keramikbeschichtete Membran verbessert effektiv die Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien, indem sie aufgrund der verbesserten thermischen Stabilität Kurzschlüsse bei hohen Temperaturen verhindert. Andererseits verfügt die keramikbeschichtete Membran über gute Benetzungs- und Flüssigkeitsrückhaltefähigkeiten mit Elektrolyten und positiven/negativen Elektrodenmaterialien, was die Leistung und Lebensdauer der Batterie erheblich verbessert. Zu den häufig verwendeten Keramikmaterialien gehören Alpha-Aluminiumoxid, Böhmit, SiO2, CeO2, MgAl2O4, ZrO und TiO2.

Ceramic Substrate

Keramik Beschichtung Schicht


XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. ist ein seriöser und zuverlässiger Lieferant, der sich auf die Herstellung und den Vertrieb technischer Keramikteile spezialisiert hat. Wir bieten kundenspezifische Produktion und hochpräzise Bearbeitung für eine breite Palette von Hochleistungskeramikmaterialien, darunter Aluminiumoxidkeramik, ZirkonkeramikSiliziumnitridSiliziumkarbidBornitrid, Aluminiumnitrid Und bearbeitbare Glaskeramik. Derzeit sind unsere Keramikteile in vielen Branchen wie Maschinenbau, Chemie, Medizin, Halbleiter, Fahrzeug, Elektronik, Metallurgie usw. zu finden. Unsere Mission ist es, Keramikteile bester Qualität für weltweite Anwender bereitzustellen, und es ist eine große Freude, unsere Keramik zu sehen Teile funktionieren effizient in den spezifischen Anwendungen des Kunden. Wir können sowohl bei der Prototypen- als auch bei der Massenproduktion zusammenarbeiten. Bei Bedarf können Sie sich gerne an uns wenden.

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